专利名称：一种组合式活塞气环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及发动机零件，具体涉及一种用于往复活塞式发动机的组合式活塞气环。
背景技术：
活塞环是往复活塞式发动机的关键零件，包括气环和油环。活塞上安装气环和油环与气缸配合，活塞的顶部与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室；活塞的主要作用是承受气缸中的气体压力，并将此压力通过活塞销传递给连杆，以推动曲轴旋转。气环的主要作用保证活塞与气缸壁间的密封，防止高温、高压燃气大量漏入曲轴箱，同时还将活塞顶部的大部分热量传递到气缸壁，再由空气或冷却水带走；密封是导热的前提，如果气环密封不好，高压燃气将直接气环的外圆表面漏入曲轴箱，这样不但由于气环和气缸壁贴合不严而不能很好地散热，相反地气环的外圆表面还要接收附加的热量，导致能耗上升、排除废气中的有害物质增多，最后，必将导致活塞和气环烧坏。气缸内的高压燃气漏入曲轴箱的主要通路是活塞气环的切口，而普通的活塞气环为开有直切口的单片环，装在活塞上与气缸壁配合后，切口两端虽然接触，但仍然存在间隙；为了加强对气缸体的密封，通常在活塞上装有2 — 3这种单片气环，并使各气环的切口相互错开，形成“迷宫”式的密封结构；实践证明这种“迷宫” 式的密封结构还存在环间窜气的缺陷，特别是在使用过程中，会出现各环切口相互靠近甚至对齐，造成短路漏气的情况发生，密封效果显著变差。为了改善活塞气环的密封性，人们提出了多种改进活塞气环结构和切口形状的技术方案如将单片环的直切口改为斜切口或者阶梯切口，在单片环的切口处设置封口片，将单片环改为两片切口错开的双片组合环，等等。为了延长活塞气环的使用寿命，人们对活塞气环的材料进行了研究，将合金铸铁改为不锈钢。这些技术方案虽然都有一定加强密封和延长使用寿命的效果，但有的效果不理想，有的工艺复杂且可靠性差，有的密封效果较好而使用寿命短，都没有很好地解决现有活塞气环存在的漏气和使用寿命问题。
发明内容本实用新型的目的是提供一种组合式活塞气环，它密封可靠、导热性好，弹性好而且耐磨、使用寿命长，能改善和提高发动机的整机性能，降低能耗，减少排除废气中的有害物质含量。本实用新型所述的一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作的下环和上环，在下环上设有一定位件，在上环上设有与该定位件配合的定位槽口 ；在组装状态下，所述上环上的定位槽口与下环上的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是在下环和上环的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层，陶瓷薄膜层与下环或上环的金属本体之间有扩散层。进一步，所述定位件呈“L”形，设在靠近下环切口的端部，所述定位槽口设在上环切口的两端或一端。[0006]进一步，所述陶瓷薄膜层5厚度为5 — 10 μ m，扩散层的深度为30 — 60 μ m。进一步，所述下环1和上环2的厚度相等。本实用新型和现有技术相比具有以下优点它密封可靠、导热性好，弹性好而且耐磨、使用寿命长，能改善和提高发动机的整机性能，降低能耗，减少排除废气中的有害物质含量。排除废气中的HC在200 - 550ppm的范围内(标准值< 1200ppm)、CO在1 一 2. 2% 的范围内(标准值< 4.5%)。
图1是本实用新型的使用状态示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的A部剖视图；图4是本实用新型的上环自由状态示意图；图5是图4的俯视图；图6是本实用新型的下环自由状态示意图；图7是图6的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。参见图1至图7所示的一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作且厚度相等的下环1和上环2，在下环1上设有一定位件3，在上环2上设有与该定位件3配合的定位槽口 4;在组装状态下，所述上环上的定位槽口与下环上的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是在下环1和上环2的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层5，陶瓷薄膜层与下环1或上环2的金属本体之间有扩散层6 ；陶瓷薄膜层5厚度为5 — 10 μ m，扩散层6的深度为30 — 60 μ m。所述定位件3呈“L”形，设在靠近下环1切口的端部，所述定位槽口 4设在上环2 切口的两端。本实用新型采用渗浸陶瓷的方法使下环1和上环2外圆周表面附着的陶瓷薄膜层，其步骤如下第一步，清洗干燥，用120 #溶剂清洗下环1和上环2，去除油污和杂物颗粒，然后， 用热风吹干；第二步，装炉预热，将吹干后的下环1和上环2重叠装在圆筒夹具上，放置在热处理真空炉中，并使圆筒夹具之间保持一定间隔，以保证加热均勻；然后，通电预热1 一 2小时，温度升至250°C 士5°C ；第三步，抽真空，开启真空泵，使热处理真空炉的真空控制在50Pa — 55Pa的范围内；第四步，通入氮气、硅烷、硼烷，按80 — 85%的氮气、5 — 10%的硅烷、10 — 15%的硼烷通入热处理真空炉内，并控制流量，保持炉内的真空度；第五步，保温渗陶，将热处理真空炉的炉温控制在250°C 士5°C的范围内，保温8. 5 小时一 10小时；第六步，冷却出炉。
权利要求1.一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作的下环(1)和上环(2)，在下环(1)上设有一定位件(3)，在上环(2)上设有与该定位件(3)配合的定位槽口(4)；在组装状态下，所述上环的定位槽口与下环的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是在下环(1)和上环(2)的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层(5)，陶瓷薄膜层与下环(1)或上环(2) 的金属本体之间有扩散层(6 )。
2.根据权利要求1所述的一种组合式活塞气环，其特征是所述定位件(3)呈“L”形， 设在靠近下环(1)切口的端部，所述定位槽口(4)设在上环(2)切口的一端或两端。
3.根据权利要求1或2所述的一种组合式活塞气环，其特征是所述陶瓷薄膜层(5)厚度为5 — 10微米，扩散层(6)的深度为30 - 60微米。
4.根据权利要求1或2所述的一种组合式活塞气环，其特征是所述下环(1)和上环 (2)的厚度相等。
专利摘要本实用新型公开一种组合式活塞气环，包括用不锈钢制作的下环和上环，在下环上设有一定位件，在上环上设有与该定位件配合的定位槽口；在组装状态下，所述上环上的定位槽口与下环上的定位件接合，使下环切口与上环切口相互错开；其特征是在下环和上环的外圆周表面附着有陶瓷薄膜层，陶瓷薄膜层与下环或上环的金属本体之间有扩散层。具有以下优点它密封可靠、导热性好，弹性好而且耐磨、使用寿命长，能改善和提高发动机的整机性能，降低能耗，减少排除废气中的有害物质含量。排除废气中的HC在200－550ppm的范围内、CO在1－2.2％的范围内。
文档编号F02F5/00GK202001134SQ20112011082
公开日2011年10月5日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者孔凡鲁 申请人:孔凡鲁