一种变径向厚度活塞环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及活塞环制造技术领域，尤其涉及一种变径向厚度活塞环。
【背景技术】
[0002]现代汽车要求发动机具有更高的功率、更低的燃油耗和更长的使用寿命，并进一步减少尾气排放对环境的负担，因而发动机制造商都在为追求此目标而进行不断的研发。在研发过程中，为了适应上述发动机技术的发展趋势，现有技术的汽油机和柴油机中的活塞环对耐磨性和耐久性能有了更高的要求。
[0003]如图1所示，为现有技术中的活塞环10的结构示意图，如图2所示，为现有技术中的活塞环与缸套配合状态示意图，其中，该活塞环10包括环本体11，环本体11为一侧有开口 12的均匀圆环结构，其在工作时，存在以下缺点:
[0004]I)由于环本体11的内部有高温燃气通过，因而环本体11的内、外圆面工作温度不同，即内圆面的工作温度高，外圆面的工作温度比内圆面的工作温度低，造成内圆面的热膨胀量大于外圆面的热膨胀量，又由于环本体11的外圆面受到缸套20的内圆面的限制，热膨胀无法得到释放，从而导致环本体11在开口 12的两侧各90°范围内，环本体11将出现变形而环本体11的外圆面同缸套20的内圆面之间出现间隙，进而环本体11的外圆面与缸套20的内圆面出现不接触的现象，而此时，由于环本体11的开口 12的宽度的存在，使得环本体11在开口 12的两端位置处拥有一定的变形空间，从而环本体11在开口 12的两端位置处的外圆面仍然与缸套20的内圆面之间保持接触，这就使得原本应该在环本体11的开口12的两侧各90°范围内的外圆面与缸套20的内圆面的接触压力转移到开口 12的两端位置处，因而引起环本体11的开口 12的两端位置处的外圆面与缸套20的内圆面之间的接触压力的急剧升高，加剧此处的磨损；尤其对于热负荷高的发动机来说，现有技术中的活塞环10的环本体11的开口 12两侧的磨损更为严重，极度影响发动机的耐久性能。
[0005]2)活塞环10开口两侧各30°附近的外圆面与缸套内圆面的接触压力小，在换气过程中，该部位外圆面同缸套内圆面之间存在较大的间隙，从而影响活塞环的密封，不利于减小发动机的漏气量和机油消耗量。
[0006]为此，通过设计一款新的活塞环的结构，以提高高热负荷发动机用活塞环的开口两侧外圆面的耐磨性，进而提高耐久性，是活塞环设计和制造的重点工程之一。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提出一种变径向厚度活塞环，解决现有技术中高热负荷发动机中的活塞环开口部位外圆面的磨损问题，提高活塞环的耐久性，进而提高发动机的耐久性。
[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]—种变径向厚度活塞环，包括具有一开口的环本体，活塞环在安装状态时，在所述开口的两侧对称地，从与所述开口的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体的内径R2大于与所述开口的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体的内径Rl。
[0010]优选的，活塞环在安装状态时，在所述开口的两侧对称地，从与所述开口的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体的径向厚度a2小于其余部位的所述环本体的径向厚度al。
[0011]进一步优选的，从与所述开口的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体的径向厚度a2是其余部位的所述环本体的径向厚度al的0.5?0.995倍。
[0012]本发明的有益效果为:
[0013]本发明的变径向厚度活塞环，包括具有一开口的环本体，活塞环在安装状态时，在开口的两侧对称地，从与开口的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的环本体的内径R2大于与开口的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的环本体的内径Rl ;该活塞环在安装状态时，由于环本体的外径不变，因而通过缸套的内圆面的挤压，使得环本体的开口两端接近贴合，这时，将通过将与开口的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的环本体的内径R2大于与开口的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的环本体的内径Rl，也就是在开口的两侧各89 °的范围内的内圆面的内径变大，对应位置的厚度变小，因而在高热负荷条件下，可以使得活塞环在开口两侧各1°至90°范围内的外圆面与缸套的内圆面之间不接触的状态改变为大部分接触的状态，这样，不仅减小原先不接触的部分向外的张力向着活塞环的开口转移，而且减小开口的外圆面与缸套的内圆面的接触压力达5%?50%，进而极大地减小活塞环的开口的两端位置处的外圆面的磨损量，解决了现有技术中高热负荷发动机中的活塞环开口部位外圆面的磨损问题，提高活塞环的耐久性，进而提高发动机的耐久性。
【附图说明】
[0014]图1是现有技术中的活塞环的主视结构示意图。
[0015]图2是图1中的活塞环与缸套配合状态示意图。
[0016]图3是本发明的变径向厚度活塞环的主视结构示意图。
[0017]图4是图3中的变径向厚度活塞环与缸套配合状态示意图。
[0018]图中:10_活塞环；20_缸套；11_环本体；12_开口。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0020]如图3、图4所示，一种变径向厚度活塞环10，包括具有一开口 12的环本体11，活塞环在安装状态时，在开口 12的两侧对称地，从与开口 12的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的环本体11的内径R2大于与开口 12的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的环本体11的内径R1。
[0021]优选的，活塞环在安装状态时，在开口 12的两侧对称地，从与开口 12的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的环本体11的径向厚度a2小于其余部位的环本体11的径向厚度al。
[0022]具体地，也就是说，环本体11在开口 12的两侧分别以1°至90° (-270 °至-359° )、270°至359° (-1°至-90° )的范围内，结构对称设置，并且其内径R2均大于90°至270° (或-90°至-270° )范围内的内径R1，外径为统一数值，也即在每个角度范围内的外径均不变。
[0023]该活塞环10在安装状态时，由于环本体11的外径不变，因而通过缸套20的内圆面的挤压，使得环本体11的开口两端接近贴合，这时，将通过将与开口 12的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的环本体11的内径R2大于与开口 12的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的环本体11的内径R1，也就是在开口 12的两侧各89°的范围内的内圆面的内径变大，对应位置的厚度变小，因而在高热负荷条件下，可以使得活塞环10在开口 12两侧各1°至90°范围内的外圆面与缸套20的内圆面之间不接触的状态改变为大部分接触的状态，从而减小了开口 12的两侧各90°范围内的外圆面与缸套20的内圆面之间的热膨胀间隙，使得活塞环10的环本体11在开口 12的两侧各90°范围内其外圆面与缸套20的内圆面的接触压力又重新部分建立，大大减小了转移至开口的两端位置处的热膨胀力，从而减小了活塞环10的开口 12的两端位置处的外圆面与缸套20的内圆面之间的接触压力，这就减小了原先不接触的部分向外的张力向着活塞环的开口转移，而且减小开口的外圆面与缸套的内圆面的接触压力，进而极大地减小活塞环的开口的两端位置处的外圆面的磨损量，改善活塞环的磨损，提高活塞环的耐久性能，解决了现有技术中高热负荷发动机中的活塞环开口部位外圆面的磨损问题。
[0024]进一步优选的，从与开口 12的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的环本体11的径向厚度a2是其余部位的环本体11的径向厚度al的0.5?0.995倍。
[0025]本发明的活塞环利用活塞环材料在不同的温度条件下，热膨胀量有差异的特性，设计出合理的活塞环结构，通过这样的尺寸参数的设计，可实现开口 12的两端位置处的外圆面与缸套20的内圆面之间的接触压力降低约5%?50%，进而极大地降低活塞环10的开口 12的两端位置处的外圆面的磨损量，也即改变活塞环在受热状态下，活塞环外圆面同缸套内圆面的接触状态，降低活塞环的开口 12的两端位置处的外圆面与缸套20的内圆面的接触压力，进而改善活塞环的开口的两端位置处的磨损速度。同时，这种结构的活塞环，其通过改变内径及厚度，减小活塞环在该部位的外圆面与缸套20的内圆面之间的间隙，改善活塞环的密封，有利于减小发动机的漏气量和机油消耗量。
[0026]其特别适合现代汽车、工程机械、船舶动力等发动机使用，达到降低能耗和低排放的工作要求。
[0027]以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种变径向厚度活塞环，包括具有一开口(12)的环本体(11)，其特征在于，活塞环(10)在安装状态时，在所述开口(12)的两侧对称地，从与所述开口(12)的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体(11)的内径R2大于与所述开口(12)的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体(11)的内径R1。2.根据权利要求1所述的变径向厚度活塞环，其特征在于，活塞环(10)在安装状态时，在所述开口(12)的两侧对称地，从与所述开口(12)的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体(11)的径向厚度a2小于其余部位的所述环本体(11)的径向厚度al ο3.根据权利要求2所述的变径向厚度活塞环，其特征在于，从与所述开口(12)的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体(11)的径向厚度a2是其余部位的所述环本体(11)的径向厚度al的0.5?0.995倍。
【专利摘要】本发明公开了一种变径向厚度活塞环，包括具有一开口的环本体，活塞环在安装状态时，在所述开口的两侧对称地，从与所述开口的中心线呈1°至90°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体的内径R2大于与所述开口的中心线呈90°至180°的夹角的周向扇形区域内的所述环本体的内径R1；其解决了现有技术中高热负荷发动机中的活塞环开口部位外圆面的磨损严重问题，提高了活塞环的耐久性，进而提高了发动机的耐久性。
【IPC分类】F02F5/00
【公开号】CN105134403
【申请号】CN201510618489
【发明人】吴映雪
【申请人】仪征亚新科双环活塞环有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月24日
【公告号】CN104358621A