[发明专利]一种二组合式气环

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型活塞环，具体说是一种二组合式气环。

背景技术

活塞环是一个具有开口的弹性体，在工作过程中一直处于高速运动状态，属发动机心脏部位的关键零件，活塞环所起的主要作用是密封高压燃气和刮除多余的机油。活塞环有三个窜漏通道：外圆工作面与缸套之间的间隙、上下侧面与活塞环槽之间的间隙、活塞环自身的开口间隙。其中70％以上的下窜气和上窜油都是通过活塞环的外圆造成的，因此活塞环的外圆工作面也称作第一密封面，如何提高第一密封面的密封效果显得犹为重要。

理论上活塞环闭合在气缸内后外圆呈圆形，但受磨损、高温、振动等的影响气缸实际上并非正圆形，对这环与气缸的贴合造成不利影响，环的外圆工作面与气缸之间有可能存在间隙。为了保证环与缸套之间的无缝贴合，对活塞环的顺应性提出了很高的要求，要求环能够顺应缸套的变形并始终与缸套贴合。活塞环顺应缸套变形能力的强弱用顺应性系数K来描述，由于K值与径向厚度的3次方成反比，因此可通过减小环的径向厚度来实现，但为了保证足够的弹力，径向厚度减小的幅度有限，因此顺应性提高的幅度很有限，实际K≤0.035。国外也有采用一种名为FO环的，意即形状优化的环(Form Optimized)，在开口两侧的径向厚度适当减小，其目的也是为了提高环在工作时与气缸变形的顺应性，这需要经过严密的计算，其核心技术仍被国外公司所掌握。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种经济实用的活塞环设计，提高气环的的顺应性，从而大大降低漏气量和机油耗。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种二组合式气环，它包括气环体，在所述的气环体内表面沿圆周设有螺旋撑簧，在螺旋撑簧内设有闩销。

其中，在气环体内圆周面设有与螺旋撑簧适配的撑簧槽。

其中，所述的气环体采用合金铸铁、球墨铸铁或钢制成。

其中，所述气环体的环高大于等于1.5mm。

其中，所述的螺旋撑簧由耐热钢丝、不锈钢丝或碳素弹簧钢丝制成。

其中，所述的螺旋撑簧的节距中径比为0.5～1.1。

其中，所述的螺旋撑簧的外径小于气环体的环高。

其中，所述的气环体为矩形气环、楔形气环、梯形气环或外切台气环。

有益效果：采用二组合式螺旋撑簧柔性气环，顺应性系数提高到0.07～0.10，顺应性是原来的2～3倍，环的外圆工作面与缸套贴合效果极佳，第一密封面的作用得以充分体现，使得其漏气量降低30％以上，机油消耗降低20％以上。

附图说明

图1为本发明的第一种实施例的结构示意图。

图2为本发明的第二种实施例的结构示意图。

图3为本发明的第三种实施例的结构示意图。

图4为本发明的第四种实施例的结构示意图。

具体实施方式：

本发明的二组合式气环包括一片气环体1、一根螺旋撑簧2和闩销3。所述的气环体1采用合金铸铁、球墨铸铁或钢制成，以核算强度合适为准。考虑到螺旋撑簧2的制造工艺，所述气环体1的环高大于等于1.5mm。所述的气环体1为矩形气环、楔形气环、梯形气环或外切台气环，如图1、2、3和4所示。

在气环体1的内圆周面设有与螺旋撑簧2适配的撑簧槽，螺旋撑簧2安装在气环体1内表面沿圆周的撑簧槽内。螺旋撑簧2由耐热钢丝、不锈钢丝或碳素弹簧钢丝制成；所述的螺旋撑簧2的节距中径比为0.5～1.1，节距较小，以保证螺旋撑簧2与气环体1的磨损较小，满足长时间的寿命。

所述的螺旋撑簧2的外径小于气环体1的环高。气环体1的组合面压取值范围0.14～0.25MPa之间，因此气环体1与螺旋撑簧2的弹力均需进行准确计算。

实施例1：

以4102Q多缸柴油机为例，其第二道气环采用本发明的二组合式气环，其气环体1为合金铸铁制成的外切台气环，环高2.5mm；螺旋撑簧2由碳素弹簧钢丝制成，节距中径比为0.6。使用本发明的二组合式气环后，漏气量由原来的39L/min下降到22L/min，下降幅度达43％，机油燃油消耗比由原来的0.33％下降到0.19％，下降幅度达42％。外圆磨损情况正常，无拉缸、卡死、断环、过度磨损现象发生。

实施例2：