[其他]活塞与活塞环

说明书

一种用于内燃机的活塞组，包括有：活塞，其上设有一个具有两个沿径向延伸的壁和一个沿轴向延伸的壁的环形活塞环槽；一个压缩环，装在活塞环槽中与气缸壁或内衬共同完成密封任务，在压缩环中设有一个向外侧方向延伸的凹槽；一个辅助密封环，一方面与环形活塞环槽的轴向延伸壁作持久的、但是可挠曲的接触，另一面伸入压缩环的凹槽中，辅助密封环要安排成使压缩环在活塞环环形槽中的运动不受实质上的阻碍。描述了以一个环代替两个传统压缩环的各种活塞。还提供了试验结果。

本发明涉及内燃机用的活塞与活塞环。

一个活塞使用若干活塞环，既可防止燃烧气体从燃烧区逸出而产生人们熟知的泄漏现象，又能限制润滑油进入燃烧区的数量，使耗油量不致过高。为了达到这些目的，一般要使用三个或更多个活塞环。现代内燃机往往用的是一套三个活塞环，其中位于上部和中部的是两个压缩环，下部是一个节油环。一般认为，为了实用的目的至少需要有两个压缩环与气缸壁接触，才能有效地控制燃烧气体的泄漏，从而达到可接受的耗油水平。

如能生产一种只具有一个压缩环和气缸壁接触的高效率活塞，会带来许多优点。首先是尺寸上的好处，譬如可以减少活塞的压缩高度和重量，其次还有利于降低磨擦力，减少压缩高度就是缩小活塞拱顶至活塞销中心线之间的距离，这样就降低了发动机的外形高度，当然也意味着车辆发动机顶盖轮廓线的降低，因而改善了气动力学等条件。减轻活塞重量还可导致降低作用于活塞销、连杆、轴承、曲轴等零件上的各种应力，从而使所有这些零件可以做得更小和更轻。

已经提出过各种改善压缩环气体密封的办法。其中有几种活塞环的型式是在单个环槽内具有多个支承于气缸壁上的零件。斯仓尼奇（Scnunichi）在欧洲专利申请第0＊＊9175号说明书中描述过这种结构。其它一些方法采用的措施是，用一个位于两个槽中的辅助环，其中一个槽开在活塞环内侧沿轴向表面上，另一个槽开在活塞环槽内沿轴向的壁上，这样，辅助环就在主环和活塞之间形成了密封。这种活塞环装配型式的例子有：古兰哈蒙（Graham）在英国专利GB2，117，868A中、以及威廉斯（Wil＊ams）在美国专利US2，228，495中的描述。在古兰哈蒙所描述的实施例中，活塞环槽中为辅助环所开槽的深度，比活塞环内侧沿轴向表面上所开槽的深度相对地深些，活塞环支承在气缸壁上。有些实施例中所示的辅助环是一个在槽中自由浮动的环，既不向外膨胀抵触外面的活塞环，也不与在活塞上的为它所开槽的内壁相接触。在一个例子里，辅助环是一种两个零件的部件，实质上是两个半环形的零件。在另外两个实施例中，辅助环被表现为自活塞环槽底轴向表面向外伸出的、固定联接的凸缘状外形特征。

威廉斯所描述的结构是一个内部的环，一方面嵌入到活塞环槽轴向壁上切削出的环形槽内，同时又与支承于气缸壁的活塞环内侧轴向表面上的对应槽配合。

然而，在威廉斯的专利中，内部的辅助环或密封环起了膨胀器的作用，这会增加主活塞环对气缸壁的支承力。此外，为了避免主环翻转翘曲并限制其只能沿活塞轴向运动，内部密封环在活塞壁的槽内或在主环的槽内都必须处于“密配合”状态。既是密封环要同时与两边的槽“密配合”，则每一槽的轴向深度必须相等。活塞壁上密封环槽的径向深度还应该比位于活塞环上的对应槽深度更大。因此很清楚，内环主要是依靠它在槽中的“密配合”以及迷宫式密封效应起密封作用的。

古兰哈蒙和威廉斯二人都指出，内部密封环的内、外两个轴向表面应是直的、相互平行的、且为同心的，威廉斯的确还在他的原文中着重强调了这一点。

本发明的目的是提供一种活塞组，其活塞环为包括有一外部主压缩环和一内部辅助密封环的新型组合式压缩环。现已发现，本发明的组合压缩环可带来意想不到的、令人满意的效果。

根据本发明，一种适合用于内燃机的活塞组，包括：一个活塞，其上没有至少一个环形活塞环槽，该环槽具有两个沿径向延伸的壁和一个沿轴向延伸的壁;装在上述活塞环槽内的压缩环，用于实现与气缸壁或气缸衬套之间的密封，该压缩环的环向内环表面上有一个径向向外延伸的凹槽;伸入上述压缩环凹槽内的辅助密封环，该辅助密封环沿其整个内圆周在偏置状态下压紧在活塞环槽的基部上，与之作持久地接触，从而该辅助密封环可绕上述接触部位作沿轴向的翘动。