[发明专利]一种汽车增压发动机的防窜漏活塞环组

说明书

技术领域

本发明涉及发动机部件，特别涉及一种汽车增压发动机的防窜漏活塞环组。

背景技术

活塞环是燃油发动机内部的核心部件，它和缸盖、活塞、汽缸壁等一起完成燃油气体的密封。活塞环的作用包括密封、调节机油控油、导热、导向四个作用。其中密封是指密封燃气，不让燃烧室的气体漏到曲轴箱，把气体的泄漏量控制在最低限度，提高热效率。一般的汽油机正常运转时活塞环漏气量为进气量的0.2%-1%，而增压发动机由于压缩燃烧压力很大，其漏气量更大。虽然利用活塞环密封汽缸壁与活塞之间的间隙，但是在活塞压缩空气的状态下，微量的混合气体通过活塞环与汽缸、活塞环与活塞环槽之间的间隙以及活塞环的闭口间隙泄漏到曲轴箱内部，向曲轴箱排放的漏气送到顶盖，既影响压缩终了温度，使气缸充气效率下降，又影响发动机燃烧过程，同时漏气滞留于曲轴箱内部时，曲柄内压力升高，各密封部分中的漏油增加。由于漏气中含有灰尘、碳黑等固体物以及水硫酸、有机酸、氮氧化物等，不仅会加快曲轴箱零件磨损，而且会使机油变黑变稀，使机油变质，生产粘胶性物质，堵塞润滑油道及卡环等，其中水份还会引起零件腐蚀。基于以上原因，导致漏气经过油分离器，此时油被回收，油已分离的漏气再次送到进气歧管，与进气一同供给到燃烧室而再燃，或者排放到大气中，造成起动困难和排气冒烟，污染空气等问题。当在发动机在大负荷运转时，所谓高温燃气使机油或燃油烧结从而使活塞环卡死，造成环与气缸壁贴合不好，传热减慢，活塞热负荷增加，造成活塞局部烧蚀，加快活塞环、缸套以及其他零部件磨损。漏气越大，没有燃烧的气体油污对缸壁的损害越大，气缸压力也越低，造成动力性能下降，燃油耗及机油耗增高，缩短发动机使用寿命。

在传统的增压发动机活塞环组中，活塞环开口间隙较大，当活塞进行压缩行程时，压缩气便会从活塞环的开口间隙处跑掉。同时没有考虑到活塞环组第二道气环与第一道气环开口间隙的关系，如果比值过大，导致流通面积增加，增加窜漏量；如果比值过小，将会导致第一道气环的下侧压力大于上侧压力，从而使其处于悬浮状态，同样也增加窜漏量。由于第一道气环是铸铁镀铬来制成，且其切向弹力较小，随着发动机运转时间的加长，活塞环及气缸均会磨损，这样，活塞环与缸套的间隙便会逐渐加大，窜漏现象将会更严重。第二道气环是采用铸铁环加工成外锥，且其端口开口处为开式设计，增加了窜漏流通路径，导致窜漏量增加；而组合油环是采用三片式的组合油环，其追随性较差，不利于防窜漏，且其外圆镀铬，环境污染严重且制作成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车增压发动机的防窜漏活塞环组，其第一道气环的闭合间隙与第二道气环闭合间隙较小，而且闭合间隙比值控制严格，能够减少窜漏量；结构合理，能够减少窜漏流通路径；耐磨性好，使用寿命较长。

为达到本发明的目的，采用以下技术方案：

 本发明所述的一种汽车增压发动机的防窜漏活塞环组，包括第一道气环、第二道气环和组合油环，并从上至下配合在活塞上；所述第一道气环与活塞上的第一道气环环槽配合，所述第二道气环与活塞上的第二道气环环槽配合，所述组合油环与活塞上的组合油环环槽配合；其特征是：所述第一道气环的第一闭合间隙为0.13－0.17mm，所述第二道气环的第二闭合间隙为0.3－0.45mm；所述组合油环为两片式组合油环。减小闭合间隙以减小流通面积，进而减少窜漏量。

进一步，所述第二道气环第二闭合间隙与所述第一道气环的第一闭合间隙的比值为1.75－2.25。根据试验情况，对于增压发动机，当第二道气环的闭合间隙为第一道气环闭合间隙的1.80－2.45倍时，其漏气量最小，满足增压发动机漏气量标准。

进一步，所述第一道气环采用成型钢丝制作，整体氮化处理，外圆弧面覆盖有PVD（物理气相沉积）镀层。第一道气环在氮化处理的基础上对外圆再作PVD镀层处理，以提高其耐磨性，从而确保活塞环在使用较长时间后，活塞环外圆与汽缸套之间任然有较高的配合间隙。

进一步，所述第二道气环的开口端部为封闭式结构，以减少圆周方向的窜漏流通路径；所述第二道气环的外圆上部为锥面，断面呈鼻型结构；并经磷化处理，以增加其切向弹力。

进一步，所述组合油环由螺旋撑环油环撑簧和螺旋撑环油环环体组成。传统的三片式组合油环在使用一段时间以后由于刮片磨损，导致其与缸套接触压力减小，而两片式组合油环的螺旋撑环油环撑簧会向外张开，保证螺旋撑环油环环体始终与缸套接触，具有更好的追随性，因此可以减少窜漏量。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：