[实用新型]双密封互补活塞环

说明书

本实用新型为用于内燃机、空压机等需采用活塞环进行密封的机器、装置上的一种新型双密封互补活塞环。

传统活塞环在工作时，气体首先从燃烧室流进缸壁与活塞间的间隙内，经环的侧隙进入环的背隙，积聚在整个环背部的气体通过环的开口间隙进入下方的气缸壁和活塞间隙，因而环开口间隙成为泄漏的主要通道。此外，在工作时，由于活塞环的上下振动，燃气还可经各处间隙形成的通路泄漏。对于一般的内燃机而言，经一道环后气压为原来的25％，经二道环后降成10％，经三道环后为5％(参看铁道出版社《活塞环》)。另随着缸套、活塞环的磨损，环开口间隙逐渐变大，漏气量增大，马力下降，直到不能使用。此外，备道环在安装时开口是错开的，以避免燃气直接从上一道环开口喷入下一道环的开口而增加漏气量，但是在工作过程中各道环因震动和气体的冲击而逐渐在气缸中旋转，终致在使用一段时间后出现上、下两道环开口对齐现象，且开口对齐后无法重新错开，这时窜油、窜气急剧增加，严重的不能使用。

本实用新型的目的是提供一种气密性能好，有双重密封作用，使用寿命长的双密封互补活塞环。

本实用新型由一片外台肩环(下称主环)和一片矩形环(下称副环)组合为一道活塞环，且外台肩与端面成一夹角α。另外，为了防止在工作过程中主、副环开口重叠在一起产生窜气、窜油，可在主环台肩上焊上或粘上定位钉7或将主环台肩、副环内圆加工成互相对应的偏心圆，以防止主、副环在工作过程中产生相对转动。

由于采取了以上技术措施，本双密封互补活塞环具有良好的气密性，使用寿命长等特点。由于气密性能好，气缸中的气压大于普通活塞环，起到了增压的效果，同比情况下马力会有明显的提升，节省燃油，减少废气排放。另外，在主环台肩上焊上定位钉或将主环台肩、副环内圆加工成相应的偏心圆，可以有效地防止主、副环在工作状态下产生相对转动，避免了主、副环开口重叠在一起，增强了气密性，起到良好的双重密封作用，延长了使用寿命。此外，主环的开口形式可改为搭口形式，则效果更佳。

以下结合附图作详细说明。

图1为主环结构示意图；

图2为图1的A-A视图；

图3为副环结构示意图；

图4为图3的B-B视图；

图5为主、副环组合成一道环的结构主视图；

图6为图5的剖视图；

图7为主环台肩无α角时在工作状态下的状态图；

图8为主环台肩切出α角时在工作状态下的状态图；

图9为主环台肩焊上定位钉的结构主视图；

图10为图9的剖视图。

图11为主环有定位钉时主、副环组合结构主视图；

图12为图11的剖视图；

图13为主环台肩加工成偏心圆的结构主视图；

图14为图13的剖视图；

图15为副环内圆加工成偏心圆的结构主视图；

图16为图15的剖视图；

图17为图13、图15所示主、副环的组合结构示意图；

图18为图17的剖视图；

图19为搭口形式的主环结构主视图。

图20为图19的俯视图。

本实用新型的结构为：由一片带外台肩的主环1和一片矩形副环2组合为一道活塞环，且主环外台肩与端面成一夹角α。可在主环1台肩上焊上或粘上防转定位钉7，定位钉位置为整个台肩圆周上的任一部位。主环1台肩和副环2台肩可分别加工成偏心圆。主环1开口可设计为搭口形式。

本实用新型的工作原理及特点：

1、良好的密封。在安装时主环1和副环2开口错开180°，因而从上一室窜下的燃气不能从主环开口3直接进入下一室，避免了高压气体直接从环的开口进入下一室，起到迷宫式密封的作用。在活塞5高速往复运动过程中，爆炸、压缩行程时间非常短，绝大部份气体走弯路之后还未来得及经副环开口4流向下一室，上一室的气压已低于本室，气体产生逆流，因而经迷宫式密封后漏气量大大减少，可有效提高气缸6的压缩比，使燃烧更充分，马力上升，节省燃油、减少废气排放，延长使用寿命。

2、双重密封作用。对于传统环而言，在工作时，由于气体冲击及机械振动，存在径向振动，造成活塞环外圆局部位置与缸壁瞬间脱离而产生泄漏，高速内燃机尤为严重，而新型互补活塞环的主、副环同时在一点产生振动的几率很小，因而即使用其中一片产生了泄漏也无法窜过另一片，起到良好的双重密封作用。

3、台肩上的α角作用。由于主环为外台肩环，在工作时因应力作用会产生扭曲，如果主环台肩没有α角，则工作状态如图7，主、副环之间无法紧贴密封，副环无法对主环进行平衡支撑，容易产生窜气、窜油，另外主环对副环产生一个径向压力，使副环无法灵活自由张开，不能很好地追随缸壁，对于活塞环来说，对缸壁的追随性决定了密封性能的好坏，因而互补环的密封性也会大打折扣；另外主环因扭曲而对副环产生的径向力是不一致的，且相差较大，以主环开口对向最大，会造成副环不规则磨损，副环局部产生快速磨损，而其它部位磨损量很少，一方面使副环失去密封作用，另外副环的不规则磨损也减少了整套环的使用寿命，因而可根据各种环的特点，在主环台肩上切出不同的的α角，使之在工作状态与副环紧贴密封(如图8)，使密封性能大为改善，另外主环对副环的不规则径向压力也消除了。