一种薄型化二道活塞气环结构的制作方法

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1.本实用新型涉及活塞环技术领域，主要涉及一种薄型化二道活塞气环结构。


背景技术：

2.现有的内燃机活塞环组主要由三道活塞环组成，包括第一道活塞气环、第二道活塞气环和第三道油环。第一道活塞气环主要作用是气体密封，第三道油环主要作用是控制机油耗，第二道活塞气环的作用是辅助气体密封和辅助刮油。现有的第二道活塞气环普遍采用简单的锥面结构，为了降低加工难度，一般采用铸铁材质外圆成型磨实现，然而铸铁材料的抗弯强度、抗折性较低，安装和工作过程中容易出现断裂，无法实现薄型化设计，不利于发动机的轻量化设计，因此需要对其结构进行。


技术实现要素：

3.本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种薄型化二道活塞气环结构，目的在于解决了上述背景技术提出的问题。
4.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
5.一种薄型化二道活塞气环结构，包括有钢质材料的活塞环本体，所述活塞环本体的外圆周面为锥面，所述锥面的上端部与上端面之间设有倒角，所述锥面的底端部设有一珩磨平台，所述珩磨平台的底端部与下端面之间设有一切台，所述活塞环本体的内侧面底端部设有内倒角。
6.所述的活塞环本体采用钢质材料，其材料为硅铬钢、碳素钢、17铬高合金不锈钢、13铬高合金不锈钢中的一种。
7.所述的活塞环本体的环高为0.8
‑
2.5mm。
8.所述的活塞环本体外圆侧的高度尺寸比第二道气环的环高度尺寸大0.04mm左右，所述活塞环本体内圆侧的高度尺寸比第二道气环的环高尺寸小0.03mm左右。
9.所述的活塞环本体的表面进行镀铬、氮化、陶瓷镀层、crn涂层、dlc涂层中的一种或组合，其镀层或涂层厚度3um
‑
10um。
10.所述锥面与活塞环轴向方向的夹角为1
°
30
′
～3
°
30
′
。
11.所述锥面的上端部与上端面之间的倒角为宽度方向小尺寸，深度方向大尺寸，其倒角面与活塞环本体上端面之间的夹角为20
‑
30
°
。
12.所述的切台为鼻形切台，鼻形切台的深度为0.3
‑
0.5mm，鼻形切台的外台的高度为0.2
‑
0.3mm，鼻形切台的鼻形角度为12
°‑
18
°
。
13.所述的内倒角的宽度为0.2～0.4mm，内倒角高度为0.2～0.4mm。
14.其原理是：本技术中采用高强度钢质材料使得活塞环的抗折强度提升，可实现薄型化，其第二道活塞气环环高可做到0.8～2.5mm范围内；通过锥面与倒角以及珩磨平台的配合，其宽度方向小尺寸，深度方向大尺寸，在有效减小漏气通道提高密封性的同时可避免镀层时侧面的镀层延伸。
15.通过切台的结构形成了一个较大的储油空间，这样活塞环在下行刮油时，过多的润滑油来不及回流时候可在这个储油空间内临时储存，仿真了润滑油的反蹿到汽缸壁上，对降低机油耗效果明显；且由于外圆面设有切台，活塞环由自由状态闭合到工作状态，环的截面惯性矩发生变化，活塞环将会发生扭曲，活塞环扭后，环的外圆面与缸套接触由面接触变成点接触，造成外圆密封和刮油能力下降，通过内倒角的结构，将抵消外圆面切台造成的惯性矩变化，活塞环将不产生扭曲，这样可以保障活塞环的锥面珩磨平台与缸套始终保持良好的贴合。对改善机油耗效果较好。
16.通过上述改进，不仅优化了活塞环结构，而且提高了活塞环的性能，对改善发动机的机油耗，提升活塞环的抗疲劳性能以及降低加工过程中的不良，有显著效果，实用性强，实现了活塞环的轻量化、薄形化的应用。
17.本实用新型的优点是：
18.本实用新型结构设计合理，不仅优化了活塞环结构，而且提高了活塞环的性能，对改善发动机的机油耗，提升活塞环的抗疲劳性能以及降低加工过程中的不良，有显著效果，实用性强，实现了活塞环的轻量化、薄形化的应用。
附图说明：
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为图1中a处的局部结构放大图。
21.图3为本实用新型的截面剖视图。
22.附图标记：
23.1、活塞环本体；2、锥面；3、倒角；4、珩磨平台；5、切台；6、内倒角。
具体实施方式：
24.参见附图。
25.一种薄型化二道活塞气环结构，包括有钢质材料的活塞环本体1，活塞环本体1的外圆周面为锥面2，锥面2的上端部与上端面之间设有倒角3，锥面2的底端部设有一珩磨平台4，珩磨平台4的底端部与下端面之间设有一切台5，活塞环本体1的内侧面底端部设有内倒角6。
26.进一步，活塞环本体1采用钢质材料，其材料为硅铬钢、碳素钢、17铬高合金不锈钢、13铬高合金不锈钢中的一种。活塞环本体1的环高为0.8
‑
2.5mm。采用高强度钢质材料使得活塞环的抗折强度提升，可实现薄型化。
27.进一步，活塞环本体1的表面进行镀铬、氮化、陶瓷镀层、crn涂层、dlc涂层中的一种或组合，其镀层或涂层厚度3um
‑
10um；为了提高活塞环的耐磨性能，如化学电镀3～10um的薄铬层、物理气相沉积镀膜3～5um的crn、dlc涂层。
28.进一步，锥面2与活塞环轴向方向的夹角为θ2，θ2在1
°
30
′
～3
°
30
′
范围内。锥面2的上端部与上端面之间的倒角3为宽度方向小尺寸，深度方向大尺寸，其倒角面与活塞环本体上端面之间的夹角为θ1，θ21在20
‑
30
°
范围内。有效减小漏气通道提高密封性的同时可避免镀层时侧面的镀层延伸。
29.进一步，切台5为鼻形切台，鼻形切台的深度为t1，t1在0.3
‑
0.5mm范围内，鼻形切
台的外台的高度为h1，h1在0.2
‑
0.3mm范围内，鼻形切台的鼻形角度为θ3，θ3在12
°‑
18
°
范围内。通过设计为鼻形切台，一方面增大了储油空间，增大储油量，另一方面下行刮油时，有利于机油流向储油空间中，防止机油耗反蹿，进一步降低发动机的机油耗。内倒角6的宽度为t3，t3在0.2～0.4mm范围内，内倒角高度为h3,h3在0.2～0.4mm范围内。通过内倒角的结构，将抵消外圆面切台造成的惯性矩变化，活塞环将不产生扭曲，这样可以保障活塞环的锥面珩磨平台与缸套始终保持良好的贴合。对改善机油耗效果较好。
30.本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
31.本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。