一种内燃机用l型组合式活塞环的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种内燃机用活塞环，特别是涉及了一种内燃机用截面为L型的组合式活塞环。
【背景技术】
[0002]活塞环是内燃机中活塞与气缸套之间进行密封和配油的关键零件，内燃机发展至今近200年来，始终采用环形开口、矩形截面的整体式活塞环(图4)，密封时利用其制造过程中热处理定型及装配变型产生的径向压力进行密封，它在气缸工作过程中是个不变的常数，即常压密封。为了工作可靠，此径向压力必须按内燃机工作中进气、压缩、燃烧膨胀和排气4个循环中最苛刻的条件，即燃烧膨胀过程中产生最大爆发压力时的要求进行决定。但以四冲程内燃机为例，上述四个循环过程，曲轴将旋转720°，而其中燃烧膨胀过程时间不到20°，显然自始至终处于最大径向压力作用下，活塞环与气缸壁间的磨擦损耗很大，将严重的增加了内燃机的机械损失，减少了内燃机的输出功率。(内燃机活塞环与气缸壁间的磨擦损失已占内燃机总机械损失的70% )。
[0003]为防止活塞环头部拉缸，传统第一道活塞环距活塞顶部有一 0.12-0.22D (气缸直径)mm的距离，此距离内活塞与气缸壁间有0.25-0.4mm的间隙，形成为有害空间，对燃烧不利，增加了内燃机的排放污染。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术之不足，提供一种截面为L型的组合式活塞环，它与气缸壁之间的密封正压力，可随气缸内的压力变化而自动调节，从而显著地减少了内燃机的机械损失。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案:
[0006]一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于活塞环由主环、螺旋弹簧和环垫组成。所述的主环截面为L型，有长臂和短臂，长臂与短臂互成90°，短臂与环垫偶合后，装在活塞环槽内，此时其长臂顶端与活塞顶部齐平。所述主环为分体式结构，在周向可等分为4等分或6等分或8等分，由位于短臂外侧圆槽内的螺旋弹簧锁紧成一圆环。所述长臂的内侧与活塞间存有间隙，气缸内的压力可作用到长臂的内侧面上，长臂受力后，各等分将以螺旋弹簧为中心偏转，长臂的外侧面将压向气缸壁，形成密封正压力，此正压力的大小随气缸内的压力变化而变化。所述组合式活塞环长臂的外侧面，距顶端长臂长度2/3处设有一凸起环，环宽度为1.5-3mm，凸面度6_10 μ，凸面上具有10 μ以下深度的PVD镀层，所述长臂受力后，各等分偏转时，凸起环与气缸壁形成第一密封刃，短臂上端与活塞环槽上缘形成第二密封刃，环垫下端与活塞环槽下缘形成第三密封刃。所述长臂内侧面顶部齐平处设有一厚度为0.4mm，高度为3mm的圆环，该圆环与主环为一体。所述的环垫上平面为7°的凸锥面，与主环短臂底面以此7°锥面偶合。
[0007]所述主环各等分均由铁基粉末冶金烧结而成。
[0008]本实用新型有益效果是:
[0009]< 1 >用传统活塞环时，内燃机的机械损失可达25%，采用L型组合式活塞环后，内燃机的机械损失可减少一半，内燃机的净功率可提高10% -20%。
[0010]< 2 >消除了用传统活塞环时其上部活塞与气缸壁之间的有害空间，改善了排放。
[0011]使用L型组合式活塞环可促成可燃用多种燃料(Mutifuel简写MF)的内燃机发展，其主要性能特征是:可使传统的柴油机转速提高一倍，使传统的汽油机油耗减少一半。
[0012]本实用新型内燃机用L型组合式活塞环，可广泛用于各种内燃机上。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型内燃机用L型组合式活塞环结构截面图。
[0014]图2是本实用新型内燃机用L型组合式活塞环布置图。
[0015]图3是本实用新型内燃机用L型组合式活塞环环垫截面图。
[0016]图4是现有活塞环截面及布置图。
具体实施方案
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0018]如图1、2所示，内燃机用L型组合式活塞环由主环1、螺旋弹簧2和环垫3组成，主环1截面为L型，有长臂4和短臂5，长臂4与短臂5互成90°，短臂5与环垫3偶合同装在活塞环槽内，此时长臂4顶端与活塞6顶部齐平。所述主环1为分体式结构，在周向可等分为4等分或6等分或8等分，由位于短臂5外侧圆槽内的螺旋弹簧2锁紧成一圆环。所述的长臂4内侧与活塞6间存有间隙，且与气缸相通，气缸内的压力可作用到长臂4的内侧面上，当长臂4内侧面受力后，各等分将以螺旋弹簧2为中心偏转，长臂4外侧面将压向气缸壁7形成所需的密封正压力。
[0019]如图1所示，内燃机用L型组合式活塞环，长臂4的外侧面距顶端长臂长度2/3处，设有一凸起环，环宽为1.5-3mm，凸起度6_10 μ，凸面上具有10 μ以下的PVD镀层，当长臂4内侧面受力各等分偏转时，该凸起环与气缸壁7形成第一密封刃，同时短臂5上端与活塞环槽上缘形成第二密封刃，环垫3下端面与活塞环槽下缘形成第三密封刃。
[0020]所述的长臂4内侧面顶部齐平处有一厚度为0.4mm，高度为3mm的凸环，该凸环对长臂4内侧面与活塞6间间隙内之空气流动起节流和阻尼作用。
[0021]如图3所示，所述的环垫3上平面为7°凸锥面，与主环1的短臂5底面以此7°斜面偶合，为“第一密封刃”产生径向移动，提供了可能，同时也提高了 “第一密封刃”产生偏转的灵敏度。
[0022]所述的气缸内压力随气缸工作过程而变化，受气缸压力作用而产生的“第一密封刃”上的密封正压力也随气缸压力的变化而变化，当气缸内燃烧膨胀时，气缸压力大，相应所形成的密封正压力也大，当气缸排气时，气缸压力逐渐变小，密封正压力也随之逐渐减小，这既满足了对气缸密封的需要，又克服了传统活塞环密封正压力为一很大常数的缺点。
[0023]所述的第一密封刃上的密封正压力与长臂4内侧的面积和第一密封刃面积商成正比。在产品设计时，较易进行设定和调整。
[0024] 所述的L型组合式活塞环各等分均用铁基粉末冶金烧结而成。
【主权项】
1.一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于活塞环由主环(1)、螺旋弹簧(2)和环垫⑶组成，所述主环⑴截面为L型，有长臂(4)和短臂(5)，长臂(4)与短臂(5)互成90°，短臂(5)与环垫(3)偶合后同装在活塞环槽内，此时长臂(4)顶端与活塞(6)顶部齐平，所述主环(1)为分体式结构，在周向等分为4等分或6等分或8等分，由位于短臂(5)外侧圆槽内的弹簧⑵锁紧成一圆环，所述的长臂⑷的内侧面与活塞(6)间存有间隙，气缸内的压力可作用到长臂(4)的内侧面上，长臂(4)受力后，各等分将以螺旋弹簧(2)为中心偏转，长臂(4)的外侧将压向气缸壁(7)，形成所需的密封正压力，此压力大小随气缸内压力的变化而变化。2.如权利要求1所述的一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于所述长臂(4)的外侧面，距顶端臂长L 2/3处设有一凸起环，环宽为1.5-3mm，凸面度为6_10 μ，凸面上具有10 μ以下的PVD镀层，该凸起环与气缸壁(7)形成第一密封刃。3.如权利要求1所述的一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于所述的长臂(4)受力后各等分偏转时，短臂(5)上端与活塞环槽上缘形成第二密封刃，环垫(3)下端与活塞环槽下缘形成第三密封刃。4.如权利要求1所述的一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于所述的长臂(4)的内侧面顶部齐平处设有一厚度为0.4_，高度为3_的圆环，该圆环与长臂(4)为一体。5.如权利要求1所述的一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于所述环垫(3)上平面为a = r的凸锥面，与短臂(5)底面以此7°斜面偶合。6.如权利要求1所述的一种内燃机用L型组合式活塞环，其特征在于所述的主环(1)各等分均由铁基粉末冶金烧结而成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种内燃机用L型组合式活塞环，由主环、螺旋弹簧和环垫组成。主环截面为L型，有长臂和短臂，互成90°，短臂与环垫偶合装入活塞环槽内，所述主环为分体式，在周向可等分为4等分或6等分或8等分，由短臂外侧的弹簧锁紧为一圆环。当长臂内侧面受到气缸压力作用时，长臂将偏转压向缸壁，长臂外侧的凸起环与缸壁即形成第一密封刃，此时短臂上侧与活塞环上缘形成第二密封刃，环垫下底面与活塞环槽下缘形成第三密封刃。本实用新型可使活塞环的密封压力，由传统的一个很大常数值，改变为随气缸压力变化的变值，其均值大大低于前者，使内燃机机械损失减少1/3-1/2，净功率可提高10-20％，同时改善了排放。本实用新型可广泛用于各种内燃机上。
【IPC分类】F02F5/00
【公开号】CN205064111
【申请号】CN201520393813
【发明人】陆懋增
【申请人】陆懋增
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年6月9日