一種十字頭二沖程柴油機活塞桿填料函的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種十字頭二沖程柴油機活塞桿填料函，尤其涉及一種船用柴油機上的活塞桿填料函，屬于柴油機技術領域。
【背景技術】
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[0002]一種十字頭兩沖程大型船用柴油機主機，通常具有多個氣缸，每個氣缸內設置一個往復移動的活塞。該活塞通過活塞桿與可移動地支承在柴油機殼體內的滑動軌道上的十字頭相連接，該十字頭的另一端通過連桿與柴油機曲軸相連接，柴油機機體內在氣缸的下部，滑動軌道的上部還設有一氣缸橫隔板，將機體內掃氣室與曲軸箱隔開，為了使活塞桿能夠密封穿越氣缸橫隔板，在氣缸橫隔板的穿越孔上設有填料函；填料函的作用是為了防止掃氣室的氣體進入曲軸箱，曲軸箱的機油進入掃氣室。
[0003]目前柴油機使用的填料函的殼體是兩半式，兩者用螺栓固緊；殼體底部用螺栓與法蘭緊固，法蘭用螺栓從曲軸箱固定到氣缸橫隔板上；在殼體內表面沿軸線方向開有多道環槽，分別安裝氣環和油環；每只氣環(或油環)都是由多段彼此獨立的環弧組合而成，利用彈簧將其綁縛在活塞桿上，再嵌入到殼體的環槽里。因此，在同一圓環內，環弧與環弧之間需要留有一定的間隙，以免熱膨脹和徑向磨損使環弧之間出現卡死現象，但是，由于環弧之間間隙的存在，造成環弧之間間隙處漏氣竄油。特別是各上下環弧的開口分別重疊在同一方向時，稱為環弧走“對口 ”。環弧走“對口 ”發動機將突然出現排氣增大，機油外泄激增等故障，導致壓縮無力、功率下降，機油損耗超標。
[0004]為最大限度減少柴油機掃氣室向曲軸箱漏氣，以及曲軸箱向外竄油現象發生，減少環弧走“對口 ”發生的概率，通常是采用增加密封環的數量，但是效果并不好，且增加了制造成本，加長了柴油機活塞桿的長度。
[0005]名稱為:填密函環，申請號為:00106466.5的發明專利，其技術方案是通過在填密函環沿活塞桿滑動的工作面上施加一層堅硬而耐磨的涂層，其技術方案對其改善密封性能并沒有實質性幫助。
[0006]名稱為:活塞桿填料盒密封件，申請號為:91101775.5的發明專利，其技術方案是“其下方的密封環和導環則由塑料制成，并且下密封區的所有密封環和擋油環也是用塑料制成。”仍然不能解決其端口密封問題。
【發明內容】
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[0007]本實用新型的目的是為了克服上述現有技術存在的問題和缺陷，改善現有填料函的密封性能，提供一種十字頭二沖程柴油機活塞桿填料函。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是對現有填料函的氣環、油環結構分別進行改進，具體是在氣環的外圈增加一道與殼體的密封圈，同時將相鄰環弧之間的端口上下搭接，且搭接面設在環的內外圈密封段，阻斷其接口處與外殼的間隙串通，從而大大減少其漏氣；油環是將環弧與環弧的端口上下搭接，避免環弧端口間隙竄油；從而也有效地避免氣環和油環走“對口”現象的產生。具體技術方案是:
[0009]一種十字頭二沖程柴油機活塞桿填料函，包括柴油機機體內氣缸橫隔板9，活塞桿I和填料函；其特征在于，所述填料函包括殼體5，所述殼體5由下端部帶有法蘭的兩只相連接的半圓環組成；所述法蘭采用螺栓6固定在氣缸橫隔板9上；在所述殼體5內表面從上到下，沿軸線方向依次開設有四道環槽51，環槽51內開設有通向殼體5體外的排氣口 10和回油孔11 ;其中上二道環槽51中安裝有氣環2，下二道環槽51中安裝有油環7 ;所述氣環2和油環7均由多段接觸端口為上下搭接的正反臺階式結構的環弧21組合而成，氣環2和油環7的圓周面上均設有至少一條環形的圓弧槽214，通過安裝在圓弧槽214中的彈簧3將其綁縛在所述活塞桿I外圓上，并嵌入式安裝在環槽51內；其中所述氣環2的環弧21的外圓周上還設有環形凸臺213，在凸臺213的外圓周面上還設置有嵌入在環槽51底部設置的密封槽511中的密封圈4。所述氣環2，其環弧21與環弧21的接觸端口，是利用正反臺階式結構在凸臺213的中部上下搭接；所述油環7，其環弧21與環弧21的接觸端口為正反臺階式結構上下搭接，且搭接面保持水平。
[0010]上述所述氣環2和油環7的環弧21的上下搭接面之間還設有下搭接體厚度方向的熱膨脹間隙C，所述熱膨脹間隙c優選為0.02毫米。
[0011]上述所述氣環2和油環7的環弧21上下搭接的圓周方向的搭接長度為e = 6?10毫米，搭接端面并設有熱膨脹間隙a和磨損間隙b。其中所述的熱膨脹間隙a優選為1.5毫米，磨損間隙b優選為1.5毫米。
[0012]上述所述密封圈4為半圓環氣囊式結構，其斷截面為空心方形，材質為非金屬彈性材料。
[0013]上述所述氣環2和油環7的環弧21優選為3段。其中所述氣環2的圓周面上設有的圓弧槽214為2條，分別設置在所述凸臺213的兩邊。
[0014]上述所述氣環2和油環7的環弧21接觸端口的搭接另一方式為榫卯連接，即一個環弧21的端口為“凹” 口，另一個環弧21的端口為“凸”口。
[0015]上述所述氣環2和油環7的環弧21的材質為金屬材料。
[0016]本實用新型的一種十字頭二沖程柴油機活塞桿填料函的優點和有益效果在于:
[0017]1、本實用新型結構簡單，對十字頭二沖程柴油機活塞桿填料函的氣環密封和油環刮油效果改善顯著。眾所周知，目前填料函的氣環泄漏主要是由密封環的環弧端口間隙產生。本實用新型通過增加氣環的外圈密封，以及將環弧端口采用搭接方式連接，切斷了環弧的上下端口通過環槽底部串通通道，使環弧端口在搭接面處產生節流和迷宮密封的作用，因此有效地阻斷了氣環在環弧端口處漏氣問題，此外將油環的環弧端口也采用搭接方式連接，使其對活塞桿圓周方向的刮油無遺漏，提高油環的刮油效果，從而消除了環弧因走“對口 ”情況的產生，避免了因環弧走“對口 ”而使柴油機漏氣漏油加劇、壓縮無力、功率下降等問題；降低了柴油機的能耗，減輕了柴油機的排放，提高了柴油機使用的安全性。
[0018]2、本實用新型由于增加了氣囊式密封環的外圈密封，使得氣環在運動中增加了阻尼，降低了氣環的運動噪音；氣囊式密封圈能夠有效地提高密封圈的彈性，當環弧外徑變化時，密封圈能夠很好地適應其變化，且不影響其密封效果；其長方形截面，可以有效地擴大密封面積，當活塞桿上下運動時，環弧將在殼體的環槽內被帶動上下移動，密封圈能夠保證其搭接面始終處于被密封圈密封狀態，從而有效地阻斷了環弧上下端口通過環槽底部串通。另外，環弧與環弧之間還可以采用榫卯連接，其原理與搭接方式相同，因此其使用效果不再贅述。
[0019]本實用新型的優點和特點，將通過下面優選實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例，是參照附圖僅作為例子給出的。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型的氣環2和油環7的環弧21的典型實施例的的結構平面圖；
[0022]圖3為圖2中的A-A剖視圖；
[0023]圖4為圖3中環弧搭接口 I的局部視圖；
[0024]圖5為與圖3相當的環弧21搭接口 I的局部視圖，是表示本實用新型的不同實施例；
[0025]圖6為圖3中氣環2斷截面II的局部視圖；
[0026]圖7為圖3中油環7斷截面II的局部視圖；
[0027]圖中:1、活塞桿，2、氣環，21環弧，211、上搭接體，212、下搭接體，213、凸臺，214、圓弧槽，3、彈簧，4、密封圈，5、殼體，51、環槽，511、密封槽，6