专利名称：用弓形门系列密封环及定位槽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用弓形门系列密封环及定位槽，解决了环口与定位销间隙窜气窜油带来的问题。属于往复式内燃机及动作机的密封领域。
目前，国内外的内燃机及动作机的活塞环虽有多种类型，但使用较多的还是传统的平行切口环，一活塞一槽一环、多槽多环错口密封结构，或在环口用销作固定，虽避免了运动中产生的惯性和偶然的旋转对口或被进、排气口截断，但环口还是要窜气窜油。其它类型环也试图要改变传统的环口间隙窜气窜油的问题，但效果均不明显。例如中国发明专利(90108400)公开了一种“新型活塞环”，此专利与传统环并无多大区别，环口仍然会窜气窜油。又如日本专利(JP60—1469-A)所述的“活塞环装置”，它是一个大于圆的连体单环，在环口上又采用凹凸斜面重叠搭配，这种环因要求精度高，且空间小因而难于加工。
通常活塞环的设制是弹性向外，由同心圆和特定的由外径圆开口所构成。使环与活塞在缸内表面配合起密封作用。因材料存在冷缩热涨的问题，故环口需留有合适的间隙，才能避免热胀卡死或拉伤环与缸面。即使配合最佳，也会因运动摩擦而磨损。缸与环是往复运动而磨损，环口是沿周向张开，它们的关系是径与圆的关系。在运动中不论是缸磨损还是环面磨损，圆的3.1416差都集中在环口间隙里，如果径磨损为1，则环口间隙窜气窜油量就为3.1416。所以，内燃机及其动作机的功能好与坏，在很大程度上取决于环口间隙的密封性。
本发明的目的正是为了解决现有技术中的不足之处，而提出了一种新的带弓形门的系列密封环及定位槽。它可以解决往复式内燃机及动作机的领域的环口与定位销间隙存在窜气窜油所带来的一系列问题。
本发明的目的是由以下方法实现的一种用弓形门系列密封环及定位槽，是在环口高H一或二面开有弓形凹位和装有弓形门密封，在活塞环槽里开有供与弓形门一体定位装置用的定位槽。在环口两面，以环的内径d、外径D、厚h(径向)、高H和开口，环的直径平行位于合适间隙的中点，在厚h环内半弧外一点h1合适比例一面或两面割弦平行过外弧两点，割高H合适比例的外弧长L，包括环与间隙在内呈弓形凹位，在环口厚h1的直径平行中点依弓形凹位的高H至环口两端开有厚h环适当宽，过厚h环内弧的矩形通槽，在环槽底弧上开有至弧内一点深、合适宽的定位槽，依以上弓形凹位、矩形通槽和至定位槽深各尺寸做整块弓形门或连定位凸块的弓形门装回其内，既可密封又可定位。
本发明的目的还可以通过以下步骤进一步完善带弓形门的系列密封环可以是带弓形双门无定位密封环1，以环的内径d、外径D、厚h(径向)、高H和开口，环的直径平行位于合适间隙的中点，在厚h环内半弧外一点h1合适比例两面，割弦平行过外弧两交点，割高H合适比例和外弧长L包括间隙在内呈弓形凹位，依弓形凹位做两整块弓形门装回弓形凹位成一整体环。
密封环可以是带弓形单门无定位密封环，其结构一面与带弓形双门无定位密封环的结构相同，另一面是环的原形。
密封环可以是带弓形单门无定位二环重叠密封环，其结构一面与带弓形单门无定位密封环相同，另一面环原环形周面与环口切面至环高H至厚h倒有适当斜度角，倒角面是重叠面，二环重叠成一环装在一宽槽内。
密封环可以是带弓形双门定位密封环，其结构一面与带弓形双门无定位密封环相同，另一面依弓形凹位的高H开有厚h至h1环口两端合适宽、过厚h环内弧的矩形通槽和装洧矩形定位凸块，矩形通槽里装有定位凸块与弓形门是整体连件，矩定位凸块在弓形门弦中部凸起的矩形块，矩形定位凸块从弓形凹位上经矩形通槽至活塞环槽底弧开设的定位槽内作环的定位，矩形定位凸块底部有圆倒角，矩形定位凸块有垂直平直定位和向内弯适当角度定位二种。
密封环可以是带弓形单门定位密封环，其结构一面与带弓形双门定位密封环的弓形定位一面相同，另一面是呈环的原形。
密封环的截面形状有矩形和桶形两种。
圆弧内弯定位槽，是以距离进排气口(二冲程机)10至小于180度对应角范围对应活塞或其它环槽底弧圆心，在对应弧上一点开R弧定位槽至弧内一点深，定位槽宽b1是环槽宽b内二边(侧)各余0.05mm～0.3mm。
圆弧垂直定位槽，对应弧上一点一边(侧)的直角交点上，以环槽侧面向内斜适当度开设小于R的R1槽，R1过直角交点至R槽深是R1槽弧的一边(侧)深，另一边(侧)有角度差，R1与R槽相通，圆弧垂直定位槽宽是R槽宽b1加R1槽的面宽。
弓形内弯定位槽，活塞或其它环槽底宽b两边(侧)各余(减)0.05mm～0.3mm，在环槽底弧上一点至内一点平行开过弧交两点成弓形凹通槽。
本发明与现有技术相比具有如下优点一、设计合理、结构简单、容易加工，密封性能好、稳定性强，既不影响环自身运动的规律，又能填充密封因磨损而不断增大的环口间隙，因此，可降低事故率，延长整机的寿命；二、本发明对因磨损而产生的环口间隙有较大的填充密封作用，而且可使润滑油活塞与环之间有效地蓄存润滑，在运动中能产生一定密度的油压，从而减小磨擦磨损及敲击声，使缸与环的使用寿命成倍增长；三、本发明可将传统结构复杂的油环换成结构简单的气环，从而可节省材料及费用，减少加工量，减轻整机的重量。
本发明共有1 4幅附图，其中
图1为本发明的最佳实施例，亦可做说明书摘要的附图。
图1、是弓形无定位双门(或单门)密封环主视图；图2、是图1(双门)剖视图；图3、是图1(单门)剖视图；图4、是弓形无定位单门二环重叠密封环主视图；图5、是图4剖视图；图6、是弓形有定位双门密封环主视图；图7、是图6剖视图；图8、是弓形有定位单门密封环剖视图；图9、是圆弧内弯定位槽垂直定位槽主视图；图10、是图9未设R1前剖视图；图11、是图9开设R1后剖视图12、是弓形内弯定位槽主视图；图13、是图12左视图；图14、是原机械运动副磨损典型曲线图。
下面结合附图本发明的实施例做进一步描述本发明的最佳实施例的结构及实施方法如图1～图5所示一种用弓形门系列密封环及定位槽，是在环口1或4侧(单门)或二侧(双门)开有弓形凹位和做有弓形门5或2、3密封装置，在活塞槽里开有与弓形门一体定位装置用的定位槽。在环口两侧，以环的内径d、外径D、厚h(径向)、高H开口，将环开口位处于合适间隙(合适间隙包括配合间隙至极限间隙)，间隙中点对应于环的直，在环厚h一面或两面环内半径弧顶外一点h1一点平行铣去环厚h1/h小于9/10与高约1/2或1/3(H)至厚h1过外弧弦平行两点的弧长L，包括间隙在内呈弓形无定位凹位，依以上弓形无定位凹位相同或近似材料及相等尺寸和数量做整块件弓形无定位门用于装回弓形无定位凹位。与本方法结合的环与活塞及缸配合后，弓形门能不断填充和密封缸与环运动磨擦磨损在环口产生径与圆差的3.1416的量。
用弓形有定位双门或单门对环口密封与制造的方法如图6～图8所示，在环的内径d和外径D之间，厚h(径向)和高H与开口，将环9、12开口位处于合适间隙(合适间隙包括配合间隙至极限间隙)，间隙中点对应于环的直径，在环9、12高H一面或两面环内半径弧顶外一点h1一点铣去厚h1/h小于9/10与高约1/2或1/3(H)过外弧至厚h1弦两点和弧长L，包括环与间隙在内成h1弓形无定位凹位。在一个或两个弓形凹的其中一个弦上依弓形凹位的高H至环口两端开有环厚h适当宽，过厚h环内弧的矩形通槽，成弓形有定位凹位。在活塞环槽底弧上开有至弧内一点深放定位凸块的定位槽。依以上弓形有定位和无定位凹位相同或近似材料，矩形通槽、和至定位槽深的矩形定位凸块各尺寸做整块连件弓形有定位门和弓形无定位门用于装回各自的位置上。本方法与其组合件配合后既可密封又可定位。
用弓形无定位双门的密封环1，在环的内径d和外径D之间，厚h(径向)和高H，将环开口位处于配合间隙，配合间隙中点对应于环的直径，在厚h、高H两面环内半径弧顶外一点平行切去环厚h1/h小于9/10与高约1/3(H)至和装有整块的h1弓形无定位门。厚h1的弦过外弧平行交两点和弧长L，包括环与间隙在内成h1弓形无定位凹位。环截面为矩形和桶形两种。
用弓形无定位单门的密封环4，在环的内径d和外径D之间，厚h(径向)和高H，将环开口位处于配合间隙，配合间隙中点对应于环的直径，在高H一面环内半径弧顶外一点平行切去环厚h1/h小于9/10与高约1/2(H)至厚h1过外弧至厚h1的弦交两点和外弧长L，包括环与间隙在内成h1弓形无定位凹位和装有h1，弓形门。依弓形无定位凹位相同或近似材料和相等尺寸做整块弓形无定位门用于装回环口上的弓形无定位凹位成一整体环。环截面为矩形和桶形两种。
用弓形无定位单门二环重叠的密封环6，如图4所示，在环的内径d、外径D、厚h(径向)、高H和开口，将环开口位处于配合间隙，配合间隙中点对应于环的直径，在高H一面环内半径弧顶外一点平行切去环厚h1/h小于9/10与高约1/2(H)过外弧至厚h1的弦交两点和弧长L，包括环与间隙在内成弓形无定位凹位，依h1弓形凹位相同或近似的材料和相等的寸做整块弓形无定位门7用于装回h1弓形无定位凹位，在环另一厚h面约1/3和环口端面倒有绕一周至高约1/4(H)的适当斜度角8。倒角的厚h面是二环重叠面，二环重叠构成一整体环装进一宽槽使用。h1弓形门可密封和填充间隙，斜角度可蓄存润滑油进行润滑。
用弓形有定位双门的密封环9，如图6所示，在环内径d、外径D、厚h(径向)、高H和开口，将环9开口位处于配合间隙，配合间隙中点对应于环的直径，在高H两面环内半径弧顶外一点平行切去环厚h1/h小于9/10与高约1/3(H)过外弧至厚h1的弦交两点和弧长L，包括环与间隙在内成h1弓形无定位凹位和装有h1弓形门。在两个弓形凹位的其中一个依弓形无定位凹位的高H开有环厚h至环口两端切适当宽(适当宽是指定位装置的高与适当宽等于定位装置在定位时的扭曲力，不变形扭断即可)。厚h环过内半径弧内的矩形通槽。在与其配合的活塞环槽底弧上开有至弧内一点深的放定位凸块的定位槽。依以上h-的弦交两点和弧长L，包括间隙在内成h1弓形无定位凹位，依弓形凹位开有厚h环至环口两端适当宽，过厚h环内弧的矩形通槽。(适当宽是指定位凸块的高与适当宽等于定位凸块在定位时的扭曲力，不变形扭断即可)。在与其配合的活塞环槽底弧上开有至弧内一点深，装放定位凸块的定位槽。依以上h1弓形有定位凹位相同或近似的材料，矩形通槽和定位槽深的各尺寸做整块弓形门弦中部凸起的矩形定位凸块的弓形有定位门13，用于装回各自的位置上成一整体环。矩形定位凸块与弓形门有平直和弯适当斜度两种，定位装置底部有圆倒角。环的截面形状有矩形和桶形两种。本环可以一活塞二槽二环使用或以上配合使用。既可密封又可定位，在二冲程和四冲程机内均可使用，是通用型环。
圆弧内弯定位槽14，如图10所示，以距离二冲程或四冲程机进排气口0°小于180°对应角范围内的活塞及其它，环槽底弧上一点对应弧圆心，在弧上一点的环槽底宽b两边(侧)各余0.05mm～0.3mm等于宽b1。弧上一点开有宽b1的R弧槽至径向弧内一点深成圆弧内弯定位槽。圆弧内弯定位槽至少在一环槽底弧开设或以上环槽底弧开设。
圆弧垂直(平直)定位槽15，如图11所示，以距离二冲程或四冲程机进排气口0°～180°对应角范围内的活塞其它环槽底弧上一点对应弧圆心，在弧上一点环槽底宽b两边(侧)各余0.05mm～0.3mm等于宽b1。在弧上一点开有宽b1的R弧槽至径向弧内一点深。在定位角的弧上一点的环槽底宽b一边(侧)余0.05mm～0.3mm的直角交点上，以环槽边(侧)面向内5°～10°开有小于R的R1弧槽过交点直角至R弧槽深是R1的一边(侧)槽深，另一边(侧)有角度差。R弧槽与R1槽相通，R槽面加R1槽面等于圆弧垂直(平直)定位槽宽。圆弧垂直(平直)定位槽可在一活塞或其它一环槽室底开设，也同时可在一活塞或其它多环槽底开设。R1弧槽的开置一活塞一环槽的靠槽上边(侧)、一活塞二环槽的一槽靠槽上边二槽靠槽下边、一活塞三环槽的一槽靠槽上边二槽靠槽下边三靠油槽靠上边气槽靠下边、一活塞四环槽以上的可依以上摆设交叉进行。
弓形内弯定位槽16，如图13所示，以离二冲程或四冲程机进排气口0°～180 °对应角范围内的活塞及其它环槽室底弧上一点对应弧圆心，在定位角的弧上一点环槽底宽b两边(侧)各余0.1mm～0.3mm等于宽b1。以宽b1平行切通过弧交两点的弧高和弧长成弓形凹通槽，即弓形内弯定位槽。弓形内弯定位槽可在一活塞或其它一环槽底开设，也可同时在一活塞或其它多环槽室底开设。
本发明的圆弧内弯定位槽、圆弧垂直(平直)定位槽、弓形内弯定位槽的活塞槽均为气槽，供缸与环用的润滑油孔均设在每个活塞最下一槽以下的边基(堤)上至活塞裙之间内，此油孔既可以供环与缸内表面润滑，又可以供活塞裙的润滑。
本发明的用弓形无定位双门或单门的密封环，只适用于四冲程机型，因有单门和双门之分，可根据各种机型的要求进行各种交叉组合使用。
本发明的用弓形无定位双门或单门的密封环，是一种特殊环，它要与特殊的活塞及定位槽相配合使用。
权利要求
1.一种用弓形门的系列密封环及定位槽，是在环口一或二侧开有弓形凹位和装有弓形门密封，在活塞环槽里开有供与弓形门一体的定位装置用的定位槽，在环1口，以环的内径d、外径D、厚h(径向)、高H和环开口，其特征在于在环1口高H两面，环的直径平行位于合适间隙的中点，在高H两面厚h环内半弧外一点h1一点铣去环厚h1/h小于9/10与高一面约1/2或两面约1/3(H)过外弧至厚h1弦平行交两点和外弧长L，包括环与间隙在内呈弓形凹位，在环口厚h1的直径平行中点环口两端适当宽，过厚h环内弧的矩形通槽为弓形有定位凹位，在环槽底弧上开有至弧内一点深、合适宽的定位槽，依以上弓形凹位、矩形通槽和定位槽深各尺寸及数量做整块弓形定位门或连定位凸块的弓形有定位门装回其内，既可密封又可定位。
2.根据权利要求1所述的带弓形门的系列密封环及定位槽，其特征在于所说的密封环可以是带弓形双门无定位密封环1，以环的内径d、外径D、厚h(径向)、高H和环开口，环的直径平行位于合适间隙的中点，在厚h环内半弧外一点h1合适比例两面，割弦平行过外弧两点，割高H合适比例和外弧长L，包括间隙在内弓形凹位，依弓形凹位做两整块弓形门2、3装回弓形凹位成一整体环。
3.根据权利要求2所述的密封环，其特征在于所说的密封环可以是带弓形单门5无定位密封环4，其结构一面与带弓形双门无定位密封环1的结构相同，另一面是环的原形。
4.根据权利要求3所述的密封环，其特征在于所说的密封环可以是带弓形单门7无定位二环重叠密封环6，其结构一面与带弓形单门无定位密封环4相同，另一面是环原形环周面与环口切面至环高和厚面倒有适当斜度角8，倒角面是重叠面，二环重叠成一环装在一宽槽内。
5.根据权利要求2所述的密封环，其特征在于所说的密封环可以是带弓形双门有定位密封环9，包括弓形有定位门11和弓形无定位门10，其结构一面与带弓形双门无定位密封环1相同，另一面依弓形凹位的高H开有厚h至环口两端合适宽、过厚h环内弧的矩形通槽，矩形通槽里装有与弓形门连体的矩形定位凸块，矩形定位凸块在弓形门中部凸起，过环至环槽底弧开设的定位槽内作环的定位，定位凸块底部有圆倒角，定位凸块有垂直平直定位和向内弯适当角度定位二种。
6.根据权利要求5所述的密封环，其特征在于所说的密封环可以是带弓形单门13定位密封环12，其结构一面与带弓形双门定位密封环9的弓形有定位门11一面相同，另一面是呈环的原形。
7.根据权利要求1所述的带弓形门的系列密封环及定位槽，其特征在于所说的密封环的截面形状有矩形和桶形两种。
8.根据权利要求5所述的圆弧内弯定位槽14，其特征在于是以距离进排气口(二冲程机)10至小于180度范围内对应活塞及其它环槽底弧圆心，在对应弧上一点开R弧定位槽至弧内一点深，定位槽宽b1是环槽底宽b二边(侧)各减0.05mm～0.3mm。
9.根据权利要求5所述的圆弧垂直定位槽15，其特征在于对应弧上一点一侧的直角交点上，以环槽侧面向内斜适当度开设小于R的R1槽，R1过直角交点至R槽深是R1槽弧宽的一边深，另一边有角度差，R1与R槽相通，圆弧垂直定位槽宽是R槽宽b1加R1槽的面宽。
10.根据权利要求1所述的带弓形门的系列密封环及定位槽中所说的弓形内弯定位槽16，其特征在于活塞和其它环槽底宽b两边(侧)各余减0.05mm～0.3mm，在环槽底弧上一点至弧内一点深平行开过弧两点的弓形凹通槽。
全文摘要
一种用弓形门的系列密封环及定位槽，以环的内径d、外径D、厚h(径向)、高和环开口，环的直径平行位于合适间隙的中点，在高H两面，环的内半弧外一点h
文档编号F02F5/00GK1127840SQ9511702
公开日1996年7月31日 申请日期1995年10月17日 优先权日1995年1月26日
发明者张明智 申请人:张明智