專利名稱：組合式全密封活塞、活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及四行程內(nèi)燃機壓縮系統(tǒng)主要部件，特別是一種裝在四行程內(nèi)燃發(fā)動機上使用的組合式全密封活塞、活塞環(huán)。
現(xiàn)有的活塞、活塞環(huán)和節(jié)能活塞環(huán)，使用不長時間，由于正常磨損使活塞環(huán)開口間隙遂漸增大，在運行中一部分氣缸內(nèi)的壓縮空氣和燃氣通過活塞環(huán)開口間隙向曲軸箱泄漏，降低壓縮比，減少馬力，增加燃油消耗量，縮短機油被污染變質(zhì)的時間，同時，這一部分燃氣夾雜著燃燒后的粉塵和積炭竄入活塞與缸套的配合間隙之間，形成磨料，增加了缸套、活塞、活塞環(huán)的磨損程度，吸氣過程中機油霧氣通過活塞環(huán)的開口間隙竄入氣缸內(nèi)被燒掉，增加了機油消耗量，檢查不及時容易引起抱瓦事故，而且冷車起動困難；當活塞環(huán)開口間隙達到極限值時，發(fā)動機已不能正常運行，必須更換缸套、活塞、活塞環(huán)，這就增加了修理量、維修費用和維修時間，增加了維修工人的工作量，而且新件換上后，因為磨損許可量很小，磨損一點點就到極限值了，不能使用，只能再更換新件。
為了解決這些問題，目前在技術(shù)上普遍采用了使用新材料，增加缸套、活塞、活塞環(huán)的強度和廣泛應(yīng)用各種防腐抗磨劑的辦法，其技術(shù)要求與成本較高，效果不明顯。
本實用新型的目的在于提供一種布局合理、結(jié)構(gòu)簡單、長久耐用，抗沖擊、耐磨損，活塞環(huán)磨損后能自動補償，減少修理量，成倍延長發(fā)動機使用壽命的適應(yīng)現(xiàn)代化要求的組合式全密封活塞、活塞環(huán)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的本實用新型的活塞環(huán)是將普通材料的現(xiàn)有活塞環(huán)兩頭內(nèi)外兩側(cè)開圓弧半榫，使兩個半榫搭接在一起，就是一個圓環(huán)形狀，這樣就加工出一個本實用新型的活塞環(huán)。其特征是活塞環(huán)是活塞環(huán)兩頭內(nèi)外兩側(cè)弧度榫頭搭接的活塞環(huán)。本實用新型的柴油機活塞是這樣加工實現(xiàn)的在現(xiàn)有柴油機活塞內(nèi)外尺寸結(jié)構(gòu)及油環(huán)槽和油環(huán)不變的情況下，改現(xiàn)有柴油機活塞的三道單氣環(huán)槽為兩道寬氣環(huán)槽。也就是說在加工現(xiàn)有柴油機活塞的過程中，活塞已加工好，但沒有加工三道單氣環(huán)槽，這時加工成兩道寬氣環(huán)槽，這樣就制成了一個本實用新型的柴油機活塞。其特征在于柴油機活塞上有兩道寬氣環(huán)槽。本實用新型的汽油機活塞是這樣加工實現(xiàn)的在現(xiàn)有四行程汽油機活塞內(nèi)外尺寸結(jié)構(gòu)及油環(huán)槽和油環(huán)不變的情況下，改現(xiàn)有四行程汽油機活塞的兩道單氣環(huán)槽為一道寬氣環(huán)槽，也就是說在加工現(xiàn)有四行程汽油機活塞的過程中，活塞已加工好，但沒有加工兩道單氣環(huán)槽，這時加工成一道寬氣環(huán)槽，這樣就制成了一個本實用新型的四行程汽油機活塞，其特征在一個四行程汽油機活塞上有一道寬氣環(huán)槽。本實用新型是這樣組裝的將4個同樣的本實用新型活塞環(huán)分成兩組，裝在一個本實用新型柴油機活塞上的兩道寬氣環(huán)槽內(nèi)，每道寬氣環(huán)槽里的兩個本實用新型的活塞環(huán)并列在一起，并且開口相對錯開180度，這樣就制成了一個可供柴油機使用的本實用新型活塞、活塞環(huán)。其整體外形是一個圓柱體形狀，將本實用新型的柴油機活塞、活塞環(huán)裝在同一型號的柴油發(fā)動機的缸套里，與連桿聯(lián)接后，即可運行。本實用新型的柴油機活塞、活塞環(huán)是現(xiàn)有柴油機活塞、活塞環(huán)的替代品，其特點是在一個本實用新型的柴油機活塞上有兩道寬氣環(huán)槽，在每一道寬氣環(huán)槽內(nèi)裝兩個相同的活塞環(huán)。
將兩個同樣的本實用新型的活塞環(huán)，并列裝在一個本實用新型的四行程汽油機活塞的一道寬氣環(huán)槽內(nèi)，并且開口相對錯開180度，這樣就制成一套可供四行程汽油機使用的本實用新型的活塞、活塞環(huán)，其整體外形是一個圓柱體形狀，將本實用新型的汽油機活塞、活塞環(huán)裝在同一型號的汽油發(fā)動機內(nèi)的缸套內(nèi)與連桿聯(lián)接后，即可運行。本實用新型的汽油機活塞、活塞環(huán)是現(xiàn)有四行程汽油機活塞、活塞環(huán)的替代品，其特征是在一個本實用新型的汽油機活塞上有一道寬氣環(huán)槽，在寬氣環(huán)槽內(nèi)裝兩個相同的活塞環(huán)。
本實用新型采用金屬固體平面與平面搭接，弧面與弧面搭接來密封無形流動氣體的原理，雙重結(jié)構(gòu)，徹底解決了現(xiàn)有缸套、活塞、活塞環(huán)是易損件的問題。
以下結(jié)合附圖對本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點加以詳細說明當氣缸吸滿空氣后，活塞和活塞環(huán)在壓縮和排氣過程中，從缸套與活塞配合間隙(圖6中1所示)中沖下的壓縮空氣順著第一個氣環(huán)外側(cè)開口間隙(圖6中2所示)到達第二個活塞環(huán)(圖6中3所示位置，在安裝時將活塞環(huán)開口相對錯開180度)，被第二個活塞環(huán)堵住了去路，此時還有一部分壓縮空氣從缸套與活塞配合間隙(圖6中1所示位置)中沖到活塞環(huán)與活塞邊間隙(圖6中4所示)處，順著邊間隙來到活塞環(huán)內(nèi)側(cè)與活塞環(huán)槽配合空間(圖7中5所示位置)的壓縮空氣向活塞環(huán)內(nèi)側(cè)開口處(圖7中6和8所示位置)，被兩個活塞環(huán)兩頭內(nèi)外兩側(cè)弧度榫頭搭接面(圖7中7所示位置)封住，順著邊間隙來到活塞環(huán)內(nèi)側(cè)與活塞環(huán)槽配合空間(圖7中5所示位置)的壓縮空氣來到第一個環(huán)與第二環(huán)的結(jié)合面(圖7中9所示位置)處和第二個活塞環(huán)與環(huán)岸結(jié)合面(圖7中10所示位置)處，被這兩個結(jié)合面封住了泄漏的壓縮空氣和廢氣，在壓縮和排氣過程中沒有壓縮空氣和廢氣鉆進曲軸箱，徹底克服了現(xiàn)有活塞環(huán)(
圖1所示)在運行中開口間隙(
圖1中11和12的距離)逐漸增大，造成壓縮空氣從缸套與活塞配合間隙(圖5中所示13)中通過活塞環(huán)開口處(圖5中31所示)，竄到缸套與活塞配合間隙的空間(圖5中14所示位置)，這樣泄漏的壓縮空氣繼續(xù)通過第二道與第三道氣環(huán)(圖5中15和32所示)竄入曲軸箱造成壓縮比下降，而且泄漏的氣體將燃燒過程中的殘留粉塵和積炭帶進缸套與活塞配合間隙處，形成磨料，在高速往復運行中加快了缸套、活塞、活塞環(huán)的磨損速度，形成了多少年來人們一慣認為這是正常磨損的惡性研磨效應(yīng)，本實用新型的活塞環(huán)采用圓弧榫頭搭接，雙環(huán)并列，與本實用新型的活塞組裝配合，徹底封住了在壓縮、做功和排氣過程中竄向曲軸箱的氣體的去路。將壓縮氣體全部密閉在活塞之上、缸套之中，曲軸箱容易保持清潔，機油不易污染變質(zhì)，降低缸套、活塞、活塞環(huán)的磨損速度，排氣排的快速干凈徹底。
在做功和吸氣過程中，活塞從上止點向下止點運行，此時活塞環(huán)與活塞的邊間處在圖6中16和17所示位置，從曲軸箱要進入氣缸內(nèi)的空氣和機油霧氣的氣路正好和壓縮、排氣過程中的氣路方向相反，被本實用新型的活塞、活塞環(huán)封住后，開始重復下一個壓縮、做功、排氣、吸氣的過程。在做功和吸氣過程中，本實用新型的結(jié)構(gòu)，使發(fā)動機暴發(fā)力增強，動力性增強，增強馬力，節(jié)省燃油，低溫環(huán)境中，涼車易起動，吸氣行程中真空度大，氣缸能快速有力的吸滿新鮮空氣，當本實用新型的活塞、活塞環(huán)在長期超負荷情況下運行造成活塞、活塞環(huán)、缸套的磨損，本實用新型活塞環(huán)的搭接段(圖7中19到20的距離)在搭接范圍內(nèi)(圖7中點19與點20位置接近重合)不漏氣，其突出優(yōu)點就表現(xiàn)為活塞環(huán)由于自身彈性及結(jié)構(gòu)能夠自動補償活塞、缸套、活塞環(huán)的磨損量，保持其原有工作性能。
當本實用新型的活塞環(huán)磨損到搭接面斷開后(圖7中點20與點19重合后并錯開)，其工作狀態(tài)與未改造前新的環(huán)的工作狀態(tài)相同，雙環(huán)結(jié)構(gòu)不燒機油，能保持良好的密封性。馬力不下降，使發(fā)動機長久耐用，抗沖擊、耐磨損，成倍延長發(fā)動機使用壽命，降低維修頻率，減少維修工人的維修量，能夠適應(yīng)長時間、超負荷和惡劣環(huán)境狀態(tài)下的工作，功率輸出持久穩(wěn)定本實用新型的優(yōu)點表現(xiàn)為長久耐用、抗沖擊、耐磨損，磨損后活塞環(huán)能自動補償，降低維修頻率，成倍延長發(fā)動機使用壽命，消煙，節(jié)省燃油和機油，低溫環(huán)境中涼車易起動，增加馬力，增強動力性，能夠適應(yīng)長時間、超負荷和惡劣環(huán)境狀態(tài)下的工作，功率輸出持久穩(wěn)定，節(jié)約維修費用和維修時間，降低維修量，連續(xù)工作，圓滿地完成工作任務(wù)。
本實用新型成本低廉，效益顯著以下說明配有附圖。
圖1是現(xiàn)有活塞環(huán)側(cè)視立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型活塞環(huán)側(cè)視立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是現(xiàn)有活塞的上部分平視示意圖。
圖4是本實用新型柴油機活塞立體結(jié)構(gòu)圖。
圖5是現(xiàn)有活塞的上部和現(xiàn)有活塞環(huán)(氣環(huán))組裝后裝在缸套內(nèi)平視示意圖。
圖6是本實用新型柴油活塞和4個本實用新型活塞環(huán)組合后立體結(jié)構(gòu)圖。
圖7是站在本實用新型柴油機活塞中心位置平視內(nèi)側(cè)部分結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8是本實用新型四行程汽油機活塞和兩個本實用新型活塞環(huán)組裝后立體結(jié)構(gòu)圖。
參照
圖1、圖3、圖5，將3個
圖1所示的現(xiàn)有活塞(氣環(huán))裝在現(xiàn)有活塞圖3上，就是現(xiàn)有的活塞與現(xiàn)有活塞環(huán)(氣環(huán))裝配的結(jié)構(gòu)圖5，其主要缺點是活塞環(huán)開口的兩個端面11與12之間的距離就是活塞環(huán)開口間隙15、31和32，在運行中，活塞環(huán)開口間隙15、31和32逐漸增大，在運行中現(xiàn)有活塞竄氣的途徑是從缸套與活塞的配合間隙13處竄向活塞環(huán)開口間隙31，繼續(xù)竄向缸套與活塞配合間隙14，進入活塞環(huán)開口間隙15與31竄入曲軸箱。
參照圖2、圖4、圖6、圖7、圖8，本實用新型的活塞環(huán)開口間隙2、6、8，在增大到點19與點20的搭接段7重合時不漏氣。缸套內(nèi)的壓縮空氣從缸套與活塞配合間隙1位置竄向活塞環(huán)開口間隙2，到達兩個并列環(huán)的平面搭接面3，被第二個環(huán)堵住去路。還有一部分壓縮空氣從缸套與活塞配合間隙1處，沖到活塞環(huán)與活塞配合的邊間隙4處，來到活塞環(huán)內(nèi)側(cè)與活塞環(huán)槽配合空間5位置的壓縮空氣沖向活塞環(huán)內(nèi)側(cè)開口間隙6處，被弧度榫頭搭接面7封位。順著活塞環(huán)內(nèi)側(cè)與活塞環(huán)槽配合空間5來到第一個環(huán)與第二個環(huán)的結(jié)合面9和第二個環(huán)與環(huán)岸結(jié)合面10處，被結(jié)合面9和10封住。徹底克服了現(xiàn)有活塞環(huán)在運行中開口間隙13逐漸增大而造成馬力下降的缺陷?；钊h(huán)與活塞的邊間隙16、17，在做功和吸氣過程中，表現(xiàn)在16和17的位置?；钊h(huán)棱角21、22、23、24、25、26、29和30均為90度的直角。榫頭弧長27與棱角25到棱角26的距離相等。開榫的厚度28等棱角25到棱角26的距離的一半再加上0.1毫米。
本實用新型的目的是這樣加工實施的本實用新型的活塞環(huán)是將普通材料的現(xiàn)有的活塞環(huán)原有周長增加圖2中27所示的長度后，兩頭內(nèi)外兩側(cè)開圓弧半榫(圖2所示)，這樣就加工出一個本實用新型的活塞環(huán)，本實用新型活塞環(huán)的圓弧半榫在加工時半榫弧長(圖2中27的弧長)應(yīng)和現(xiàn)有活塞環(huán)厚度(
圖1中25到26的距離)相等。本實用新型活塞環(huán)半榫車去的厚度(圖2中28的長度)等于現(xiàn)有活塞環(huán)厚度(
圖1中25到26的距離)的一半再加上0.1毫米，并等于本實用新型活塞環(huán)外側(cè)半榫保留的厚度(圖2中22到24的距離)。本實用新型活塞環(huán)內(nèi)側(cè)半榫保留厚度(圖2中21到23的距離)等于現(xiàn)有活塞環(huán)厚度(
圖1中25到26的距離)的一半再減去0.1毫米，并等于本實用新型活塞環(huán)內(nèi)側(cè)半榫車去的厚度(圖2中29到30的距離)。本實用新型活塞環(huán)是在現(xiàn)有活塞環(huán)的基礎(chǔ)上改制而成，將本實用新型活塞環(huán)榫頭搭接在一起，就是一個圓環(huán)。將本實用新型活塞環(huán)榫頭搭接在一起并保留開口間隙的情況下，其內(nèi)外直徑與現(xiàn)有活塞環(huán)保留開口間隙情況下，內(nèi)外直徑數(shù)據(jù)一致，高度數(shù)據(jù)一致，厚度數(shù)據(jù)一致，這樣就保證了本實用新型的活塞環(huán)與同一型號的現(xiàn)有活塞環(huán)的通用性。
本實用新型的柴油機活塞是這樣加工實現(xiàn)的在現(xiàn)有柴油機活塞內(nèi)外尺寸結(jié)構(gòu)及油環(huán)槽和油環(huán)不變的情況下，改現(xiàn)有柴油機活塞的三道單氣環(huán)槽(圖3所示)為兩道寬氣環(huán)槽(圖4所示)。也就是說在加工現(xiàn)有柴油機活塞的過程中，活塞已加工好，但沒有加工三道單氣環(huán)槽，這時加工成兩道寬氣環(huán)槽，這樣就制成了一個本實用新型的柴油機活塞；本實用新型柴油機活塞的寬氣環(huán)槽深度等于現(xiàn)有柴油機活塞的氣環(huán)槽深度，本實用新型柴油機活塞的寬氣環(huán)槽的寬度為可同時并列放下兩道本實用新型活塞環(huán)，并保留環(huán)槽與環(huán)的邊間隙。本實用新型的汽油機活塞是這樣加工實現(xiàn)的在現(xiàn)有四行程汽油機活塞內(nèi)外尺寸結(jié)構(gòu)及油環(huán)槽和油環(huán)不變的情況下，改現(xiàn)有汽油機活塞的兩道單氣環(huán)槽為一道寬氣環(huán)槽，也就是說在加工現(xiàn)有汽油機活塞的過程中，活塞已加工好，但沒有加工兩道單氣環(huán)槽，這時加工成一道寬氣環(huán)槽，這樣就制成了一個本實用新型的汽油機活塞。本實用新型汽油機活塞的寬氣環(huán)槽深度等于現(xiàn)有汽油機活塞的氣環(huán)槽深度。本實用新型汽油機活塞的寬氣環(huán)槽的寬度為可同時并列放下兩道本實用新型活塞環(huán)并保留環(huán)槽與環(huán)的邊間隙。
本實用新型是這樣組裝的將4個同樣的本實用新型活塞環(huán)(4個圖2所示的環(huán))分成兩組，裝在一個本實用新型柴油機活塞的兩道寬氣環(huán)槽內(nèi)(圖6所示結(jié)構(gòu))，每道寬氣環(huán)槽里的兩個本實用新型的活塞環(huán)并列在一起，并且開口相對錯開180度，這樣就制成了一個可供柴油機使用的本實用新型活塞、活塞環(huán)。其整體外形是一個圓柱體形狀(圖6所示結(jié)構(gòu))。將本實用新型的柴油機活塞、活塞環(huán)裝在同一型號的柴油發(fā)動機內(nèi)的缸套里，與連桿聯(lián)接后，即可運行。本實用新型的柴油機活塞、活塞環(huán)是現(xiàn)有柴油機活塞和活塞環(huán)的替代品。將兩個同樣的本實用新型的活塞環(huán)(2個圖2所示的環(huán))并列裝在一個本實用新型的汽油機活塞的一道寬氣環(huán)槽內(nèi)，本實用新型的兩個活塞環(huán)開口相對錯開180度，這樣就制成了一套可供汽油機使用的本實用新型活塞、活塞環(huán)(圖8所示)。其整體外型是一個圓柱體形狀。將本實用新型的汽油機活塞、活塞環(huán)裝在同一型號的汽油發(fā)動機內(nèi)的缸套里，與連桿聯(lián)接后，即可運行。本實用新型的汽油機活塞、活塞環(huán)是現(xiàn)有汽油機活塞、活塞環(huán)的替代品。
本實用新型特別注意的有(A、B、C，D)4點A、在同一寬環(huán)槽內(nèi)的兩個環(huán)開口相對錯開180度B、未采用本實用新型的四行程汽油機壓縮比小，運轉(zhuǎn)高速，氣缸內(nèi)壓力相對較小，開寬氣環(huán)槽的許可范圍小，所以在采用本實用新型技術(shù)時，可在汽油機活塞上，將兩道單氣環(huán)槽改為一道寬氣環(huán)槽(圖8所示)，裝配兩個本實用新型的活塞環(huán)即可。
C、圖2中27的弧長與
圖1中25到26的距離相等圖2中28的長度等于
圖1中25到26的距離的一半再加上0.1毫米并等于圖2中22到24的距離。
圖2中21到23的距離等于
圖1中25到26的距離的一半再減去0.1毫米，并等于圖2中29到30的距離D、本實用新型的第一道寬氣環(huán)槽和汽油機活塞上只改有一道寬氣環(huán)槽的槽內(nèi)裝上兩個外表面經(jīng)過鍍鉻處理的本實用新型的活塞環(huán)，這樣就更耐高溫抗磨。
權(quán)利要求1.一種可裝在四行程內(nèi)燃機壓縮系統(tǒng)內(nèi)使用的組合式全密封活塞、活塞環(huán)，由活塞和活塞環(huán)組成，其特征在于活塞環(huán)是活塞環(huán)兩頭內(nèi)外兩側(cè)弧度榫頭搭接的活塞環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于在一個汽油機活塞上只有一道寬氣環(huán)槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于在一個柴油機活塞上有兩道寬氣環(huán)槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式全密封活塞、活塞環(huán)，其特征在于在一道寬氣槽內(nèi)裝兩道相同的活塞環(huán)。
專利摘要一種裝在四行程內(nèi)燃發(fā)動機壓縮系統(tǒng)內(nèi)的活塞、活塞環(huán)。通過對現(xiàn)有活塞環(huán)開口處兩頭開圓弧半榫后搭接是圓環(huán)形狀;將現(xiàn)有活塞的三道單氣環(huán)槽改為兩道寬氣環(huán)槽,每道寬氣環(huán)槽內(nèi)并列放入兩個活塞環(huán),組裝后是圓柱體形狀,其特點是弧面與弧面半榫搭接來密封無形流動氣體,雙環(huán)結(jié)構(gòu)能節(jié)省燃油,動力性強,長久可靠,易起動,活塞環(huán)磨損后能自動補償,功率輸出持久穩(wěn)定,成倍延長使用壽命,徹底克服現(xiàn)有活塞環(huán)運行中開口間隙逐漸增大,造成油耗超標,功率不足,冒黑煙的缺陷。
文檔編號F16L9/00GK2397337SQ9920166
公開日2000年9月20日 申請日期1999年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者劉建東, 劉建華, 劉建疆 申請人:劉建東