专利名称：密封气体的活塞环和活塞的制作方法
技术领域：
本实用新型属于在缸体中运动的活塞的技术领域，特别是涉及密封气体的活塞环 和带有这种密封气体的活塞环的活塞。
背景技术：
现在密封气体的活塞环有一个直线形的切口，密封气体的活塞环变形时，密封气 体的活塞环能弹性变化大小，起到与弹性缸体内壁密封，防止缸体内的气体在密封气体的 活塞环两边流动的作用。但密封气体的活塞环弹性变化，使直线形切口的变大或变小，从而 使缸体内的气体从直线形切口穿过，即产生密封不严的活塞环窜气作用。因而在吸气冲程、 压缩冲程、做功冲程、排气冲程中都会窜气，故浪费燃料，降低功率，且最大的问题是使用时 间越长，间隙越大，窜气更加严重，浪费燃料越多，功率越来越小，出现烧机油，污染环境等。 活塞环窜气使发动机的输出功率受损失。
发明内容本实用新型有两个目的，第一个是提供即能弹性变化大小，用在活塞中又不会窜 气，或窜气量远远少于现有结构的密封气体的活塞环；第二个是提供带有这种不会窜气，或 窜气量远远少于现有结构的密封气体的活塞环的活塞。本实用新型的构思是把活塞环的切口设置成“Z”字型切口，使实体环成内齿和 外齿的齿形结合，只要保持内齿和外齿之间弧形侧壁之间没有间隙，当内齿和外齿之间弧 形侧壁滑动移位时，内齿和外齿之间的内外间隙不相通，缸体内的气体就不能穿过活塞环， 从结构上避免了窜气。如果有窜气产生，也是属于内齿和外齿之间弧形侧壁的工艺上有缺 陷，或活塞环与缸体内壁的配合工艺上有缺陷造成。本实用新型的结构是密封气体的内外齿式活塞环，包括有一个切口的实体环2，切口把实体环2切成有 一个断开口的不封闭的环形实体，以实体环2中心的半径作截面，截面为长方形为佳，也可 以是正方形或椭圆形，或圆形。实体环2有上下两面为形状和大小相同的环形表面3，上下两个环形表面3的内环 之间是内侧壁4，上下两个环形表面3的外环之间是外侧壁5，其特征在于上下两个环形表 面3之间相通的切口为“Z”字型切口 6，使实体环2成内齿7和外齿8的齿形结合；内齿7 的内表面是内侧壁4的一部分，外齿8的外表面是外侧壁5的一部分，内齿7和外齿8成内 外两层密封相叠的结构。在环形表面3，内齿7和外齿8的宽度之和等于环形表面3的宽度；也就是实体环 2任何部位在半径线上的宽度处处相等，内齿7和外齿8成内外相叠，是没有缝隙的相叠结 构。内齿7和外齿8的弧形侧壁9的弧形相同，并且内齿7和外齿8的弧形侧壁9的 弧形与内侧壁4和外侧壁5是同一个圆心。所以，实体环2弹性的张开或收缩时，内齿7和外齿8的弧形侧壁9都缘同一个半径的弧形轨迹平滑的滑动，内齿7和外齿8的弧形侧壁9 之间不产生间隙。内齿7的齿顶面10与外齿8的齿底面11在实体环2弹性的张开产生内 间隙，外齿8的齿顶面10与内齿7的齿底面11在实体环2弹性的张开产生外间隙，内间隙 与外间隙没有气体通道，即内间隙与外间隙被完全闭合的内齿7和外齿8的弧形侧壁9密 封，使实体环2弹性的张开时，只产生内间隙与外间隙两个不相通的间隙，两个不相通的间 隙不会使活塞环产生窜气。内齿7的齿顶面10与外齿8的齿底面11的形状和大小相同，外齿8的齿顶面10 与内齿7的齿底面11的形状和大小相同。这样结构有利于在实体环2弹性的收缩状态时， 内间隙和外间隙最小，进一步减小窜气的概率。内齿7和外齿8的弧形侧壁9的弧长相等。也就是内齿7和外齿8 一样长，这样 结构有利于在实体环2弹性的收缩状态时，内间隙和外间隙相等，且内间隙和外间隙最小，
进一步减小窜气的概率。齿顶面10为弧形，齿底面11为形状和大小相同的弧形。这样齿顶面10无尖角， 在实体环2弹性的张开或收缩时，内齿7和外齿8不易划伤对面的弧形侧壁9。也不易划伤 缸体内壁，和不易划伤活塞体21气环槽22外璧。外齿8的宽度大于内齿7的宽度。活塞在缸体内往复运动时，活塞环与缸体内壁 不断磨擦，活塞环和缸体内壁都会有损耗，实体环2弹性的张开可填补损耗。外齿8的宽度 大于内齿7的宽度的多余宽度，用于活塞环损耗的预留宽度。带有上述某一种密封气体的内外齿式活塞环的活塞，包括圆柱形的活塞体21，活 塞体21表面有气环槽22，气环槽22与活塞体21的中心柱线垂直，其特征在于气环槽22 中嵌有密封气体的内外齿式活塞环23。在气环槽22中，可嵌入一个或多个密封气体的内外 齿式活塞环23。当然，活塞体21表面还应有油环槽，油环槽应嵌入有油密封环，本实用新型不涉 及油密封环，在此不讨论。优选气环槽22中嵌有上下层叠的两个外直径相等的密封气体的内外齿式活塞环 23。防止某一个密封气体的内外齿式活塞环23的内齿7和外齿8的弧形侧壁9有窜气，还 可用另一个密封气体的内外齿式活塞环23的实体部分阻塞窜气的气体。上下层叠的两个密封气体的内外齿式活塞环23的两个“Z”字型切口 6不相重合。 一个密封气体的内外齿式活塞环23有窜气，用另一个密封气体的内外齿式活塞环23窜气 的两环位置关是两个活塞环的“Z”字型切口 6不相重合。以两个密封气体的内外齿式活塞环23的中心为圆心，上下层叠的两个密封气体 的内外齿式活塞环23的两个内齿7的齿顶面10之间的夹角为5° -180°。两个活塞环的 “Z”字型切口 6不相重合，则两个活塞环的“Z”字型切口 6有角度差，其角度差为两个内齿 7的齿顶面10之间的夹角为5° -180°。优选的角度差为180°，即上下层叠的两个密封气体的内外齿式活塞环23的两个 内齿7的齿顶面10之间的夹角为180°。带有密封气体的内外齿式活塞环的活塞的密封气体工作原理首先，在吸气冲程中，活塞向下运动，气环槽的上沿紧压在活塞环的上沿，使活塞 环向下运动，这时两道气环与活塞槽的上沿三者紧密结合在一起，切断牙箱内的空气上窜，同时错口又隔绝空气的横向流动。保证吸入的全是可燃混合气。然后，在压缩冲程，做功冲程和排气冲程中，由于气缸内的高压以及活塞的运动方 向，迫使两道气环紧贴在一起，同时两道气环紧压在活塞槽的下沿，切断高温高压的燃气下 窜，同时错口又切断高温高压的燃气横向冲出气缸。从而达到节约燃料，增大功率延长活塞 活塞环的使用寿命的作用。本实用新型的优点密封气体的内外齿式活塞环的优点当活塞环在温度较低时收缩，内齿7和外齿8 的齿顶面10与齿底面11之间产生间隙，即产生内间隙和外间隙，内间隙和外间隙是内齿7 和外齿8的弧形侧壁9，但内齿7和外齿8的弧形侧壁9紧密叠合的，没有间隙，则内间隙和 外间隙之间不相通，导致活塞环内侧壁4和外侧壁5之间的气体不相通，在活塞环外侧壁5 与缸体内侧壁密封良好的条件下，活塞环内侧壁4和外侧壁5之间的气体不能经过活塞环 收缩产生的间隙窜气。解决了现在活塞环收缩间隙必然窜气的问题。带有密封气体的内外齿式活塞环的活塞的优点把本实用新型的密封气体的内外 齿式活塞环嵌在活塞的气环槽后，使其活塞对气体的密封性能优于现有的活塞。特别是用 两个本实用新型的密封气体的内外齿式活塞环嵌在活塞的一个气环槽后，即便有一个活塞 环的“Z”字型切口有少量窜气，也被另一个活塞环的实体部分密封，使活塞环上下两边的气 体不能相通。使用本实用新型的活塞后，对发动机的有益效果如下1、节约燃料，杜绝燃料的浪费。2、增大功率。3、延长活塞和活塞环的使用寿命，且在发动机整个工作过程中，密封性能不随着 机械磨损而降低密封性能。4、密封性能优于现有密封技术，断绝窜气。5、防止机油及零件受废气腐蚀，延长机油和内燃机的使用寿命。 6、能有效防止烧机油现象。
图1是现有直形切口的密封气体活塞环的结构示意图；图2是本实用新型上下表面为“Z”字型切口的密封气体的内外齿式活塞环结构示 意图；图3是本实用新型带有上下表面为“Z”字型切口的密封气体的内外齿式活塞环的 活塞结构示意图；图中2是实体环、3是环形表面、4是内侧壁、5是外侧壁、6是“Z”字型切口、7是内 齿、8是外齿、9是弧形侧壁、10是齿顶面、11是齿底面、21是活塞体、22是气环槽、23是密封 气体的内外齿式活塞环。
具体实施方式
实施例1、密封气体的内外齿式活塞环如图2，包括有一个切口的实体环2，切口把实体环2切成有一个断开口的不封闭 的环形实体，以实体环2中心的半径作截面，截面为长方形。[0038]实体环2的上下两面为形状和大小相同的环形表面3，上下两个环形表面3的内环 之间是内侧壁4，上下两个环形表面3的外环之间是外侧壁5。上下两个环形表面3之间相 通的切口为“Z”字型切口 6，“Z”字型切口 6与环形表面3垂直；使实体环2成内齿7和外 齿8两个齿的齿形结合结构；内齿7的内表面是内侧壁4的一部分，外齿8的外表面是外侧 壁5的一部分，内齿7和外齿8成内外密封相叠的结构。在环形表面3，内齿7和外齿8的宽度之和等于环形表面3的宽度；也就是实体环 2任何部位在半径线上的宽度处处相等，内齿7和外齿8成内外相叠，是没有缝隙的相叠结 构。内齿7和外齿8的弧形侧壁9的弧形相同，并且内齿7和外齿8的弧形侧壁9的 弧形与内侧壁4和外侧壁5是同一个圆心。所以，实体环2弹性的张开或收缩时，内齿7和 外齿8的弧形侧壁9都缘同一个半径的弧形轨迹平滑的滑动，内齿7和外齿8的弧形侧壁9 之间不产生间隙。内齿7的齿顶面10与外齿8的齿底面11在实体环2弹性的张开产生内 间隙，外齿8的齿顶面10与内齿7的齿底面11在实体环2弹性的张开产生外间隙，内间隙 与外间隙没有气体通道，即内间隙与外间隙被完全闭合的内齿7和外齿8的弧形侧壁9密 封，使实体环2弹性的张开时，只产生内间隙与外间隙两个不相通的间隙，两个不相通的间 隙不会使活塞环产生窜气。内齿7的齿顶面10与外齿8的齿底面11的形状和大小相同，外齿8的齿顶面10 与内齿7的齿底面11的形状和大小相同。这样结构有利于在实体环2弹性的收缩状态时， 内间隙和外间隙最小，进一步减小窜气的概率。实施例2、内齿和外齿的弧形侧壁的弧长相等的密封气体的内外齿式活塞环如实施例1的全部结构，但内齿7和外齿8的弧形侧壁9的弧长相等。也就是内齿 7和外齿8 一样长，这样结构有利于在实体环2弹性的收缩状态时，内间隙和外间隙相等，且 内间隙和外间隙最小，进一步减小窜气的概率。实施例3、齿顶面和齿底面为形状和大小相同弧形的密封气体的内外齿式活塞环如实施例2的全部结构，但齿顶面10为弧形，齿底面11为形状和大小相同的弧 形。这样齿顶面10无尖角，在实体环2弹性的张开或收缩时，内齿7和外齿8不易划伤对 面的弧形侧壁9。也不易划伤缸体内壁，和不易划伤活塞体21气环槽22外璧。实施例4、外齿宽度大于内齿宽度的密封气体的内外齿式活塞环如实施例3的全部结构，但外齿8的宽度大于内齿7的宽度。活塞在缸体内往复 运动时，活塞环与缸体内壁不断磨擦，活塞环和缸体内壁都会有损耗，实体环2弹性的张开 可填补损耗。外齿8的宽度大于内齿7的宽度的多余宽度，用于活塞环损耗的预留宽度。实施例5、带有密封气体的内外齿式活塞环的活塞如图2、3，如实施例1的全部结构，但还包括圆柱形的活塞体21，活塞体21表面有 气环槽22，气环槽22与活塞体21的中心柱线垂直，气环槽22中嵌有密封气体的内外齿式 活塞环23。在气环槽22中，可嵌入一个或多个密封气体的内外齿式活塞环23。实施例6、优选的带有密封气体的内外齿式活塞环的活塞如实施例4的全部结构，但还包括圆柱形的活塞体21，活塞体21表面有气环槽 22，气环槽22与活塞体21的中心柱线垂直，气环槽22中嵌有密封气体的内外齿式活塞环 23。在气环槽22中，可嵌入一个或多个密封气体的内外齿式活塞环23。[0052]并且，气环槽22中嵌有上下层叠的两个外直径相等的密封气体的内外齿式活塞 环23。防止某一个密封气体的内外齿式活塞环23的内齿7和外齿8的弧形侧壁9有窜气， 还可用另一个密封气体的内外齿式活塞环23的实体部分阻塞窜气的气体。上下层叠的两个密封气体的内外齿式活塞环23的两个“Z”字型切口 6不相重合， 防止上下窜气。以两个密封气体的内外齿式活塞环23的中心为圆心，上下层叠的两个密封气体 的内外齿式活塞环23的两个内齿7的齿顶面10之间的夹角为180°，即上下层叠的两个密 封气体的内外齿式活塞环23的两个内齿7的齿顶面10之间的夹角为180°。
权利要求密封气体的内外齿式活塞环，包括有一个切口的实体环(2)，实体环(2)有上下两面为形状和大小相同的环形表面(3)，上下两个环形表面(3)的内环之间是内侧壁(4)，上下两个环形表面(3)的外环之间是外侧壁(5)，其特征在于上下两个环形表面(3)之间相通的切口为“Z”字型切口(6)，使实体环(2)成内齿(7)和外齿(8)的齿形结合；在环形表面(3)，内齿(7)和外齿(8)的宽度之和等于环形表面(3)的宽度；内齿(7)和外齿(8)的弧形侧壁(9)的弧形相同，并且内齿(7)和外齿(8)的弧形侧壁(9)的弧形与内侧壁(4)和外侧壁(5)是同一个圆心；内齿(7)的齿顶面(10)与外齿(8)的齿底面(11)的形状和大小相同，外齿(8)的齿顶面(10)与内齿(7)的齿底面(11)的形状和大小相同。
2.根据权利要求1所述的密封气体的内外齿式活塞环，其特征在于内齿(7)和外齿 (8)的弧形侧壁(9)的弧长相等。
3.根据权利要求1所述的密封气体的内外齿式活塞环，其特征在于齿顶面(10)为弧 形，齿底面(11)为形状和大小相同的弧形。
4.根据权利要求1或2或3所述的密封气体的内外齿式活塞环，其特征在于外齿(8) 的宽度大于内齿(7)的宽度。
5.带有权利要求1或2或3或4所述密封气体的内外齿式活塞环的活塞，包括圆柱形 的活塞体(21)，活塞体(21)表面有气环槽(22)，气环槽(22)与活塞体(21)的中心柱线垂 直，其特征在于气环槽(22)中嵌有密封气体的内外齿式活塞环(23)。
6.根据权利要求5所述的密封气体的内外齿式活塞环的活塞，其特征在于气环槽 (22)中嵌有上下层叠的两个外直径相等的密封气体的内外齿式活塞环(23)。
7.根据权利要求6所述的密封气体的内外齿式活塞环的活塞，其特征在于上下层叠 的两个密封气体的内外齿式活塞环(23)的两个“Z”字型切口(6)不相重合。
8.根据权利要求7所述的密封气体的内外齿式活塞环的活塞，其特征在于以两个密 封气体的内外齿式活塞环(23)的中心为圆心，上下层叠的两个密封气体的内外齿式活塞 环(23)的两个内齿(7)的齿顶面(10)之间的夹角为5° -180°。
9.根据权利要求8所述的密封气体的内外齿式活塞环的活塞，其特征在于上下层 叠的两个密封气体的内外齿式活塞环(23)的两个内齿(7)的齿顶面(10)之间的夹角为 180° 。
专利摘要本实用新型密封气体的活塞环和活塞属于在缸体中运动的活塞的技术领域，特别是涉及密封气体的活塞环和带有这种密封气体的活塞环的活塞。有一个切口的实体环的上下两个环形表面之间相通的切口为“Z”字型切口，使实体环成内齿和外齿的齿形结合；内齿和外齿的弧形侧壁的弧形与内侧壁和外侧壁是同一个圆心。活塞体表面有气环槽，气环槽与活塞体的中心柱线垂直，气环槽中嵌有密封气体的内外齿式活塞环。优点活塞环的内间隙和外间隙之间被内齿和外齿的弧形侧壁密封，使活塞环上下两边的气体不能相通。
文档编号F16J1/00GK201672051SQ20102018222
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者李向东 申请人:李向东