专利名称：带有封口互锁装置的组合气环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带有封口互锁装置的组合气环，它运用于各种往复活塞式发动机和空气压缩机。
背景技术：
传统的气环通常为单件气环，气环切口处存在直通式漏气通道。所以，现有气环对气缸的密封都是依据节流式工作原理，2道以上的气环沿轴向依次装设在活塞上的各道环槽中，且各气环的切口沿周向相互错开以构成“迷宫式”封气结构。这种结构存在环间窜气和由环间窜气造成的一系列弊病，无法根除上下活塞环对口时出现的短路漏气现象，活塞环对活塞的扶正作用也因上下环转动，切口相互靠近而变差。“迷宫式”封气结构至少需要在活塞上布设两道气环，这种传统的活塞环——活塞总成再也不能通过减少气环数量来减少活塞组的往复惯性质量，所以“节流式”工作原理应用至今，在一定程度上限制了发动机性能的进一步提高。另一方面，由于结构位置关系，迷宫式封气结构的各个组成环的负荷差异较大，很难通过充分发挥各个组成环的工作性能来提高发动机的整机性能。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种组合气环，这种组合气环及其活塞能够防止直通式漏气，以达到增强封气和控制机油油耗的技术效果。在实现良好密封效果的基础上，则可以进一步减少气环数量，减轻活塞的往复惯性质量，从而推出结构更加紧凑，重量更轻的新一代发动机。
根据本实用新型的目的，本技术方案提供了一种用于往复式活塞环——活塞总成的带有封口、互锁装置的组合气环。
带有封口互锁装置的组合气环，包括具有弹性的上组成环、下组成环、零至一个上钢片环，所述组合气环在与活塞、缸体的装配状态下，组装在同一个活塞环槽中，上组成环、下组成环之间设有封口装置和互锁装置；所述封口装置是由下组成环切口两端的靠近环内圆的切槽和置于切槽内的封口片配对组成；所述互锁装置由上组成环向下设置的凸起与下组成环的轴向切槽配合组成，所述凸起设于轴向切槽内。
所述封口片是连接在上组成环上向下设置的凸起。
与上述技术方案等同的改进技术是带有封口互锁装置的组合气环，包括具有弹性的上组成环、下组成环、零至一个上钢片环，所述组合气环在与活塞、缸体的装配状态下，组装在同一个活塞环槽中，上组成环、下组成环之间设有封口装置和互锁装置；所述封口装置是由下组成环切口两端的靠近环内圆的切槽和置于切槽内的封口片配对组成；所述互锁装置由下组成环向上设置的凸起与上组成环的轴向切槽配合组成，所述凸起设于轴向切槽内。所述封口片与下组成环切口处的较长的一个弧形槽做成一体。
图1是本技术方案的基本结构形式。本实用新型的组合气环20由上组成环1、下组成环2、零至数个上钢片环6、封口装置和互锁装置组成。在与活塞5、缸套7的装配状态下，封口装置设在下组成环2靠近内圆的切口201处，以借助封口片3从径向将下组成环2的切口201封堵住。同时，互锁装置借助凸起4将上、下组成环的环口锁定在不同方位，以借助各自的环体将上下组成环的环口相互从轴向封口堵住。封口、互锁装置既可以做成一体，同时起从径向封堵下组成环2的切口201和将上组成环切口101，下组成环切口201相互锁定在不同方位的双重作用，又可以分开独立设置，各自只起各自的封口、互锁作用。起封口作用的封口片3既可以设置在上组成环1除上下组成环口容易相互导通漏气的位置外的环周的其它方位，也可以设置在下组成环2处于合口状态时能搭接在切口201的两端处，而与封口片3配对构成封口装置的切槽202、203则必须设置在下组成环2的切口201两端，并与切口201联通。封口片3的周向长度是切口201合口工作间隙的数倍至数十倍，其轴向高度H1等于或小于下组成环2的轴向高度。起互锁作用的凸起4除上下组成环环口容易相互导通漏气的位置外，既可以设置在上组成环1环周的任一其它方位，也可以设置在下组成环2环周的任一其它方位，而与凸起4配对构成互锁装置的切槽102、103或202、203则相应设置在与之配对的另一个组成环上。凸起4的轴向高度H2等于或小于相对应的配对环的轴向高度。本技术方案提供的活塞上都装有本技术方案所提供的带有封口互锁装置的组合气环20。
由于本实用新型的组合气环的各个组成环的数量不同，组成环的断面形状也不尽相同。所以，本实用新型的组合气环有多种组合形式。但是，不论其组合形式如何，本实用新型的组合气环在与活塞3、缸套7的装配状态下，利用封口装置从径向封堵下组成环环口201，利用互锁装置将上、下组成环的环口锁定在不同的方位，是本实用新型的组合气环的基本特征。在此组合状态下，气缸内的高压气体8既不能通过任一组成环的环口直接向下泄漏，也不可能绕过组合环的环背，经过下组成环2的环口201、活塞环岸501和气缸壁701共同形成的通道9发生泄漏(参见图3)。这种结构形式表明本实用新型的带有封口互锁装置的组合气环20，对气缸的密封原理发生了变化，已不是传统的节流式工作原理，而是依据的全密封工作原理。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，其中
图1是本实用新型的组合气环的基本结构形式；图2是一局部轴向剖面视图，表明本实用新型的组合气环的一优选实施例；图3是沿图2的A-A线所取的剖面视图，表明封口、互锁装置的位置，上组成环切口101和下组环切口201的相对位置和锁定情况；图4是一平面视图，表明图2的上组成环1与起封口、互锁作用的凸起3或4做成一体的一种结构；图5是图4的左视图，表明凸起3或4的轴向高度；图6是一平面视图，表明图2的下组成环2的与封口片3配对的切槽的一种结构；图7是一平面视图，表明图2的下组成环2的与封口片3配对的切槽的一种结构；图8是一局部轴向剖面视图，表明本实用新型的组合气环的第二个优选实施例；图9是沿图8B-B线所取的剖面视图，表明封口、互锁装置的位置，上组成环切口101和下组成环切口201的相对位置和锁定情况；
图10是表明图8的封口片3结构的示意图；
图11是一平面视图，表明图8的下组成环2与封口片3，凸起4做成一体的一种结构；
图12是一平面视图，表明图8的上组成环1的与凸起配对的切槽的一种结构。
具体实施方式
实施例1如图2、3、4、5、6、7所示，本实用新型的组合气环20及其活塞，由上下组成环1、2，封口互锁装置以及活塞5组成。封口互锁装置是一装置在上组成环1上的凸起3或4以及与之配对的设置在下组成环2并靠近内圆204的切槽204的切槽202和203。凸起与上组成环的切口101成180°，其周向长度是下组成环切口201合口工作间隙的数倍至数十倍，其轴向高度H2等于或小于组成环2的轴向高度。与凸起3或4配对的切槽202、203设置在下组成环2的切口201两侧，有图6和图7等多种结构形式。本实用新型的组合气环20在与活塞5、缸套7的装配状态下，凸起3或4与切槽202和203配对，起既从径向封堵下组成环2的切口201的作用，又起限制上下组成环1和2相对转动的锁定作用。
本优选实施例比其它组合气环的优点是结构简单，封口互锁装置实用可靠，能将上下组成环锁定在最佳的相对工作环位，气密性好。
实施例2如图8、9、10、11、12所示，本实用新型的组合气环20及其活塞，由上下组成环1和2、封口装置、互锁装置以及活塞5组成。封口装置由封口片3和与之配对的在下组成环的切口201两端的沿周向延伸的弧形切槽202和203组成。封口片3的轴向高度H1等于或小于下组成环2的轴向高度。封口片3与比203长的弧形切槽202连成一体。互锁装置由凸起4和与之配对的上组成环1的切口101两端的切槽102和103组成。凸起4装设在与下组成环切口201成180°并朝向上组成环1的靠近内圆204的端面上。凸起4的轴向高度H2等于或小于上组成环1的轴向高度。上组成环的切槽102和103也有类似于图6和图7等多种结构形式。本实用新型的组合气环20在与活塞5、缸套7的装配状态下，封口片3插入切槽203中，从径向将下组成环2的切口201封堵住；凸起4与上组成环1的切口102和103配对组成互锁装置，将上下组成环的切口101和201锁定在不同方位，以利用各自的环体从轴向将切口101和201封堵住。
作为本优选实施例的改型，与凸起4配对的上组成环切口101两端的切槽102和103也可以合成一“凹坑”或“切槽”，并设置在上组成环1的其它方位。同样，凸起4也可设置在下组成环2的环周的其它方位。这样，就有可能按需要将切口101和201锁定在环周任一设定方位。
本优选实施例的封口互锁装置分开设置，可以满足特定的设计要求。
作为上述优选实施例的改型，例如仍采用组合结构，只是取消封口装置或互锁装置，可以用于要求不高的机型。又例如封口、互锁装置可以有不同的配对形式、配对位置等。总之，业内人士应当理解，上述实施例是例示性的而非限制性的，在不背离所附权利要求限定的本实用新型精神和范围的情况下可以对本实用新型作出各种改进。
本实用新型的组合气环20，因有封口互锁装置，在与活塞5、缸套6的装配状态下，不存在自由泄漏通道，气密性好，控制机油的性能佳，由环间窜气造成的加热活塞，破坏工作油膜等诸多不利因素一迸排除。所以，采用本实用新型的组合气环，能够全面改善和提高发动机的整机性能，能够实现一道气环加一道油环的二环活塞结构，从而为推出结构更加紧凑、重量更轻、性能更好的新一代往复活塞式内燃发动机奠定了基础。
权利要求1.带有封口互锁装置的组合气环，包括具有弹性的上组成环(1)、下组成环(2)、零至一个上钢片环(6)，所述组合气环在与活塞(5)、缸体(7)的装配状态下，组装在同一个活塞环槽中，其特征在于上组成环(1)、下组成环(2)之间设有封口装置和互锁装置；所述封口装置是由下组成环切口(201)两端的靠近环内圆(204)的切槽(202、203)和置于切槽内的封口片(3)配对组成；所述互锁装置由上组成环(1)向下设置的凸起(4)与下组成环(2)的轴向切槽(202、203)配合组成，所述凸起(4)设于轴向切槽(202、203)内。
2.根据权利要求1所述的组合气环，其特征在于所述封口片(3)是连接在上组成环上向下设置的凸起(4)。
3.带有封口互锁装置的组合气环，包括具有弹性的上组成环(1)、下组成环(2)、零至一个上钢片环(6)，所述组合气环在与活塞(5)、缸体(7)的装配状态下，组装在同一个活塞环槽中，其特征在于上组成环(1)、下组成环(2)之间设有封口装置和互锁装置；所述封口装置是由下组成环切口(201)两端的靠近环内圆(204)的切槽(202、203)和置于切槽内的封口片(3)配对组成；所述互锁装置由下组成环(2)向上设置的凸起(4)与上组成环(1)的轴向切槽(102、103)配合组成，所述凸起(4)设于轴向切槽(102、103)内。
4.根据权利要求3所述的组合气环，其特征在于所述封口片(3)与下组成环切口(201)处的较长的一个弧形槽(202)做成一体。
专利摘要带有封口互锁装置的组合气环，包括具有弹性的上组成环、下组成环、零至一个上钢片环，所述组合气环在与活塞、缸体的装配状态下，组装在同一个活塞环槽中，上组成环、下组成环之间设有封口装置和互锁装置；所述封口装置是由下组成环切口两端的靠近环内圆的切槽和置于切槽内的封口片配对组成；所述互锁装置由上组成环向下设置的凸起与下组成环的轴向切槽配合组成，所述凸起设于轴向切槽内。采用本实用新型的组合气环，能够全面改善和提高发动机的整机性能，能够实现一道气环加一道油环的二环活塞结构，从而为推出结构更加紧凑、重量更轻、性能更好的新一代往复活塞式内燃发动机奠定了基础。
文档编号F16J9/00GK2723699SQ0326342
公开日2005年9月7日 申请日期2003年5月28日 优先权日2003年5月28日
发明者唐为民 申请人:唐为民