[实用新型]低背压组合活塞环

说明书

技术领域

本发明属于活塞式发动机零配件领域，尤其是涉及一种通过降低活塞环背压来降低摩擦损失的组合活塞环。

背景技术

目前公知的技术知道，活塞式发动机机械损失中一半左右为活塞及活塞环造成，其中重要原因之一为，活塞环的上表面和内表面受高压气体压力作用（活塞环内表面受力一般称为活塞环背压，使活塞环紧密压在气缸套表面和活塞槽下表面上，一方面增加了密封效果，另一方面使活塞环与气缸套表面之间的压力超过了润滑油的承受能力，使活塞环与气缸套表面的摩擦损失急剧升高。

低背压L型活塞环外表面的中上部设压力平衡面，压力平衡面与气缸套之间留间隙，允许高压气体进入，平衡部份活塞环内表面的压力，同时在活塞环外部的下表面设向下凸起的台阶，不影响活塞环的密封高度和传热速度，为了调节活塞环的扭曲力，可在活塞环外部的上表面设向上凸起台阶，根据是否在活塞环上表面设台阶，活塞环的形状分为近似L型或T型，为了减少加工面数量，推荐活塞环形状为L型。

低背压L型活塞环的活塞环外部的下表面设向下凸起的台阶，此台阶的下面无支撑，容易造成活塞环不稳定，改进的精密配合型低背压L型活塞环表，通过精密加工，使活塞环向上的台阶高度与配合的活塞环槽下切台阶高度相同的方法解决稳定性的问题，但加工难度加大，由于活塞在运动过程中会摆动，L型活塞环向下凸起的台阶与塞环槽下切台阶接触面积较小，可能存在部份区过度磨损的问题；低背压L型活塞环并没有真实降低活塞环内部间隙的压力，对活塞环漏气量没好作用。

发明内容

解决的技术问题：本发明为了在解决由于高压气体作用在活塞环内表面而使活塞环与气缸套表面的摩擦损失急剧升高的技术问题。

发明的具体方案为：将活塞环分为内环和外环结构，内环从上至下又分为上内环、弹簧环、下内环；各环的开口错开一定角度；上内环外表面与外环内表面上部份密封，下内环外表面与外环内表面下部份密封；上内环和下内环在弹簧的作用下，分别贴在活塞环槽的上、下表面；这样气缸内的气体只能通过外环开口的中部进入活塞环内部间隙中，直接降低了活塞环内部间隙的气体压力，在降低摩擦力的同时，可降低漏气量。

根据使用条件不同，设计了六种典型的活塞环形状： 基本型，活塞环的外环为内切台阶截面的环形，活塞上内环为带外下台阶截面的环形，活塞环下内环为矩形截面的环形，弹簧为波纹弹簧；上内环矩形截面型，与基本型相比是上内环为矩形截面；外环矩形截面型，该型活塞环的内上环和外环均为矩形截面；由于气缸在高气压下，外环上部有间隙，高压气体作用在上内环的外表面顶部高压气体作用在上内环的外表面顶部，上内环内部的气压使内上环压在外环上部的内表面上，要保证密封，上内环内部的气压产生的总压力要大于高压气体作用在上内环的外表面顶部高压气体作用在内上环的外表面顶部的总压力，基本型中上内环向下的台阶增加了背压的受压面积，在相同总压力下有利于降低内部密封压强，基本型和上内环矩形截面型，上内环的宽度较宽，有利于提高外环与上内环之间的初始密封，因此基本型更适合工作压力高的情况，外环矩形截面型更适合工作压力较低情况，上内环矩形截面型和外环矩形截面型加工难度相对较小。如果取消下内环，就形成与上述三种类型相似的三种类型的活塞环，薄型基本型，活塞环的外环为内切台阶截面的环形，活塞上内环为带外下台阶截面的环形，弹簧为波纹弹簧；薄型上内环矩形截面型，与基本型相比是上内环为矩形截面；薄型外环矩形截面型，该型活塞环的上内环和外环均为矩形截面。

由于组合式活塞环厚度相管对较大，活塞环的弹力相对较小，内部气体压力低，为了增加外环外表面的密封效果，优化的活塞环外环的外表面的下部切台阶，通过减小密封面来增加密封压强。

为了进一步减小活塞环的漏气量，推荐外环采用搭切口式的开口结构，对于外环外表面下部切台阶的外环，外环下部台阶在开口附近中断。

由于带外下台阶截面的上内环，外沿要向下扭曲，不利于气体密封，优化的带外下台阶截面的上内环要采用扭曲补偿结构。补偿结构之一是，带外下台阶截面的上内环上表面在加工时外沿上倾；补偿结构之二是，带外下台阶截面的上内环上表面和下表面在加工时平行且外沿上倾。

本以发明的有益效果为：带弹簧的内环将外环上部间隙封闭，降低了活塞环内部气体压力，在降低摩擦损失的同时，降低漏气量。

附图说明