[其他]一种全封闭式活塞环组

说明书

本实用新型是活塞式内燃机与压缩机活塞环及其安装方式的改进。

活塞上部与缸壁之间，由于材质不同，温差又很大，必须留有较大的环形热间隙△X。如图（1）所示。因此留下了环形漏气通道。为了防止漏气，在活塞上安装了活塞环。

由于考虑到活塞环的热涨冷缩与安装，活塞环都切有开口b（如图（1））。开口b有大有小，例如解放牌汽车发动机的活塞环，开口b为0.25至2.5mm。

现行的活塞环安装，是每槽一环，各环孤立工作。所以，每个环都留有截面积为b△X的轴向漏气口和截面积为bt的径向漏气口。而且，两者均与△X连通，形成了没有静态密封能力的宏观漏气通道。第二环和第三环的作用，只是迫使由b△X漏出的气体通过截面积为T△X，长度为 (π)/2 D的两条周向通道，绕道漏出。增加了漏气流动阻力，从而增大了动态密封能力而已。

侧隙△y虽然很小，但随着活塞温度的升高而加大，特别是πD值相当大，而漏气道长度 1/2 （D－d）都很小，故截面积为πD△y的漏气通道，也不能忽略。

由于活塞环外圆的磨损，开口b逐渐增大，漏气速度直线上升。如解放牌汽车发动机的活塞环的开口，从0.25mm增大到2.5mm，，就报废了。这时环外径的磨损量为0.716mm。其磨损寿命不到活塞的二分之一。也就是小于或近于大修周期的一半。因此，无法避免代价很大，又很繁重的换环工作。

由于原活塞环的安装状态是内外径同心圆，环宽不变，但弯曲力矩是变量，故压不均。这不仅使环的磨损加快，汽缸内径容易失圆，而且活塞环开口处因磨损偏快导致环压下降过快而早期报废。

总之，原活塞环及安装方式，具有漏气量大，寿命短和环压不均的缺点。本实用新型就是针对这些缺点所作的改进。

本实用新型的特点是：上有盖环，下有内环和外环，各环相互封闭所有的轴向和径向开口与环间余隙的一槽三环结构——全封闭式活塞环组。如图（3）。

在盖环Ⅰ封住了外环Ⅱ的开口（A处）的轴向漏道的同时，外环Ⅱ也封住了盖环Ⅰ的开口（B处）的轴向漏道。在外环Ⅱ封住了内环Ⅲ的开口（C处）的径向漏道的同时，内环Ⅲ也封住了外环Ⅱ的开口（A处）的径向漏道。

考虑到内外环之间没有磨合作用，接触不易全面，严密性也较差。为了防止从侧隙△y漏进来的气体自此处漏向A处，采用了宽度等于内外环宽度之和的原活塞环作为盖环，加以封闭。

故本实用新型的漏气速度将大幅度下降，提高了热效率，节约了能源。

考虑到偏心环的环压比较均匀，而且，自由状态和安装状态时的内外圆都近于正圆，开口处没有如图（2）所示的偏切现象。故允许的磨损量较多，环压下降的少。特别是开口b的大小，由于全部被封闭而不再影响漏气量了，所以b的最大值已无须限制，允许的磨损量更大一些。于是，使用寿命可以增加一倍以上。

采用宽度不变的，宽度等于原活塞环宽度的 1/2 的环作为内外环时，须加大自由直径，用这种加大弹性变形量的方法，增大弹力，补偿因环变窄所损失的环压。此法有利于原有活塞环厂原设备的利用。但缺点是内外环之间的接触状态，更不好，后期会出现明现的间隙。导致自开口C处漏向开口A处的气体增加。

为了防止各环开口上下重合和接近以及防止偏心环因方位错动而使活塞于汽缸挤紧，造成事故，三环均有定位销钉，以确保安全。