低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环的制作方法

1.本实用新型涉及低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，应用于安装在活塞二道环形槽上，起辅助密封及刮油作用。


背景技术：

2.现在汽车发动机朝着高功率、高扭矩、低油耗和高寿命的方向发展。作为发动机最重要核心运动零部件的活塞环，其性能要求更高。活塞环起主要密封作用的是气环，气环可分为一道气环，二道气环。其中二道气环起着辅助密封及刮油作用。
3.大功率、高扭矩发动机上的二道气环，采用国标《内燃机活塞环第6部分：铸铁刮环》(gb/t 1149.6-2008/iso 6623：2004)4.3.1锥面鼻形环(凹切台)结构。该结构是一自由开口锥面环体，其下端面外缘是旋切柱体环形空间，旋切横断面台上带有旋切微鼻形凹槽。旋切柱体环形空间及旋切微鼻形凹槽在刮油中作为储油槽使用，用于积聚或收集所刮到的液态机油。台架实验表明，上述二道气环在发动机转速高于每分钟2000转时产生的漏气量平均基本在57l/min以上，漏气量比较大。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有效降低漏气量的低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，它安装在大功率、高扭矩发动机上作为二道气环使用。
5.本实用新型的技术方案是：(a)低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，它包括自由开口锥面环体，所述自由开口锥面环体下端面带有旋切微鼻形凹槽及旋切柱体环形空间；其特征是旋切柱体环形空间内是同质柱体环；同质柱体环与自由开口锥面环体一体化相连，两者下端面平齐；旋切微鼻形凹槽位于两者下端面上。
6.(b)a所述的低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，其特征是旋切微鼻形凹槽最近点与同质柱体环外侧面径向距离0.1毫米。
7.本实用新型相比现有技术具有如下优点：
8.1、由于同质柱体环外侧面是柱面，安装在活塞二道环形槽内使用同缸壁的接触为面接触，在活塞往复运动中减缓了环的磨损速度，可使环长期保持初始高弹力状态，有效地阻止了一道环泄漏的气体从接触面间再次穿过。
9.2、旋切柱体环形空间由同质柱体环填充，缩小了从气缸壁上刮下的机油的存储空间，使得一道活塞环泄漏的气体从闭合缝隙穿过遇到小空间内气液两相机油分压的阻力，减小了漏气量。
附图说明
10.图1是现有锥面鼻形环横断面结构示意图。
11.图中1是锥面，3是旋切微鼻形凹槽，5是旋切柱体环形空间。
12.图2是本实用新型横断面结构示意图。
13.图中1是锥面，7是图形放大区域。
14.图3是图2中图形放大区域内的图形放大后的结构示意图。
15.图中1是锥面，7是同质柱体环外侧面，9是旋切微鼻形凹槽最近点，11是同质柱体环，3是旋切微鼻形凹槽。
16.图4是本实用新型安装在气缸内活塞上使用的结构示意图。
17.图中13是活塞，15是气缸壁，17是一道活塞环，19是本实用新型，21是组合油环。
具体实施方式
18.低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，它包括自由开口锥面环体，所述自由开口锥面环体下端面带有旋切微鼻形凹槽(3)及旋切柱体环形空间(5)。本实用新型的改进之处是旋切柱体环形空间内是同质柱体环(11)，同质柱体环与自由开口锥面环体一体化相连，两者下端面平齐。讲“环”，按自由开口闭合来理解。所述“同质柱体环”，材料与自由开口锥面环体相同，因为与自由开口锥面环体一体化相连，所以制作时可以同自由开口锥面环体在铸造工序里使用同一副阴模铸造，将阴模的型腔形状改变即可。同质柱体环的外侧面是柱面，不是锥面。因此同质柱体环的母线并不是自由开口锥面环体母线的延长，同质柱体环的母线起始端与自由开口锥面环体母线的末端相连，之后改变方向，同下端面相垂直。所述“下端面”是指安装在活塞上，离燃烧室远的那一端的端面。同质柱体环的外侧面工作中用于同气缸壁接触，将现有锥面的线接触改为面接触，在密封漏气的性能上由线密封改为面密封，密封性能自然得到改善。面接触还增强了环在气缸内往复运动中的抗磨损性能，保持了环同气缸壁之间具有初始设计弹力的稳定性。旋切微鼻形凹槽(3)位于两者下端面上。旋切微鼻形凹槽(3)是环形槽，用于储存从气缸壁刮到的机油。旋切微鼻形凹槽(3)在下端面内的位置可以是旋切微鼻形凹槽最近点(9)与同质柱体环外侧面径向距离在0毫米至最大值之间。建议旋切微鼻形凹槽最近点(9)与同质柱体环外侧面径向距离取0.1毫米，赋予接触面一定的厚度，同时又能让下端面与气缸壁之间有一个90度拐角并在拐角处吸附少量机油便于润滑接触面而不进入旋切微鼻形凹槽(3)内，这些吸附少量的机油，有利于接触面间均匀分布机油，并增加高压气流从中穿过的阻力。
19.本实用新型(19)安装在活塞(13)上作为二道活塞环使用。来自燃烧室的高压气流推动活塞做功的同时有少量的燃气流穿过一道活塞环(17)而到达二道活塞环上端面；之后试图通过两个途径达到二道活塞环下端面。一个途径是二道活塞环与气缸壁的接触面之间。另一个途径是二道活塞环自由开口闭合的缝隙。二道活塞环与气缸壁之间从线接触改进为面接触并在面接触之间均分布机油后，高压气流穿过的阻力增加了。试图从自由开口闭合缝隙途径穿过的气流，也受到下端面与活塞环形槽之间进一步缩小空间后的阻力。两种途径皆对漏气增加了阻力，使漏气量大为减小。


技术特征：
1.低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，它包括自由开口锥面环体，所述自由开口锥面环体下端面带有旋切微鼻形凹槽(3)及旋切柱体环形空间(5)；其特征是旋切柱体环形空间内是同质柱体环(11)；同质柱体环与自由开口锥面环体一体化相连，两者下端面平齐；旋切微鼻形凹槽(3)位于两者下端面上。2.根据权利要求1所述的低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，其特征是旋切微鼻形凹槽最近点(9)与同质柱体环外侧面径向距离0.1毫米。

技术总结
本实用新型涉及低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，应用于安装在活塞二道环形槽上，起辅助密封及刮油作用。低漏气量微鼻形锥面铸铁活塞环，它包括自由开口锥面环体，所述自由开口锥面环体下端面带有旋切微鼻形凹槽及旋切柱体环形空间；其特征是旋切柱体环形空间内是同质柱体环；同质柱体环与自由开口锥面环体一体化相连，两者下端面平齐；旋切微鼻形凹槽位于两者下端面上。具有在活塞往复运动中减缓了环的磨损速度，可使环长期保持初始高弹力状态，有效地阻止了一道环泄漏的气体从接触面间再次穿过；使得一道活塞环泄漏的气体从闭合缝隙穿过遇到小空间内气液两相机油分压的阻力，减小了漏气量的优点。小了漏气量的优点。小了漏气量的优点。


技术研发人员：邱营贵 张大圣
受保护的技术使用者：华闽南配集团股份有限公司
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/9/6