[实用新型]新型活塞组

说明书

本实用新型属于活塞式内燃机、蒸汽机和压缩机部件，是由“油封减压全封闭式活塞环组”（下简称“油封全闭环”）与“不泵油活塞”联合组成的新型活塞组。

“一种全封闭式活塞环组”（以下简称“全闭环”，是申请人已被授权的专利，专利号：862042577，专利证书号：6727）的一槽三环结构，使全闭环完全变成了第一道气环，故其背压总值比普通环增高约50％。发动机内耗与气缸磨损都有所增加。

通常降低背压的方法是减薄环的厚度。但密封能力却因而下降，不够理想。

其次，由于全闭环的封气能力已达准静态密封水平，故封油能力已近于静态密封的程度。因此，在吸入冲程中从下边隙〔5〕进入背隙〔4〕中的机油，就不可能像普通活塞环那样在压缩、爆发与排气这三个高压冲程中排回去。所以，从一开始就形成了很强的泵机油作用，使机油消耗增多，积炭加重。

通常解决泵机油的方法是减小边隙。还有的在铝合金活塞上铸入钢质活塞环槽，以减慢槽边的磨损速度。但此法只能使普通活塞环的泵机油现象推迟，並不能消除。当然更不能解决全闭环的泵油问题。

本实用新型的目的是：在保持全闭环全部优点的基础上，提供一种不泵机油、背压较低的“长寿节能活塞组”。

下面结合附图来说明本实用新型实现上述目的的方法与结构。

附图（1），在吸入冲程中机油从下边隙〔5〕窜入背隙〔4〕以及油封全闭环的构造。

附图（2），油封全闭环的油封槽〔10〕的封口情况。

附图（3），多簧式不泵油活塞。

附图（4），簧式不泵油活塞。

附图（5），锥簧式不泵油活塞。

（一），油封全闭环。

（1），油封槽的密封作用。全闭环的盖环〔1〕与外环〔3〕的外圆和气缸〔7〕之间的滑动间隙（以下简称“滑隙”）仍处于以油膜密封补助机械密封的状态。由于油膜是经常发生局部破裂的，破裂处近旁的油膜又因处于被吸附状态而没有流动能力，不可能给予补救，故密封能力仍然很差。（这一点也正是油膜密封与油池密封，即通常所说的油封的本质区别）。

油封全闭环是在盖环〔1〕与外环〔3〕（或只其中之一）的外圆上作出如图（1）的油封槽〔10〕，把滑隙分成上滑隙〔9〕与下滑隙〔11〕。由于槽中总是刮存有机油，並在毛细管现象的作用下较多的集中于尖底部分而形成环状尖底油池。不先排走机油气体就漏不出去。所以这种结构的实质是变封气为封油了。

油封槽的截面可以是三角形，也可以是梯形、半月形或矩形。

为了油封槽中的机油不致从开口处漏出，必须令槽的两端封口，如图（2）。並使封头〔16〕的周向尺寸等于〔15〕的尺寸；〔14〕的尺寸可以等于或不等于〔15〕的尺寸。环的外圆边棱适当倒角，会有利于油封槽进油，但盖环与外环接触面的边棱的靠近开口部分不能倒角。

（2），油封槽的降背压作用。普通活塞三道气环的背压与高压气体作用在环的端面上产生的轴向压环力之比：第一道气环是0.76，第二道气环是0.2，第三道气环是0.076。背压总比例为1.036，基本等于一。由于全闭环只有一个槽，不仅都处于第一道气环的位置，而且槽宽又增加一倍。因此，总背压增大到0.76×2＝1.52倍。增多了46.7％。

作出了油封槽〔10〕之后，由于高压气体肯定是漏入油封槽的，並产生使活塞环收缩的径向力而抵消一部分背压。故收到了降低背压的效果。

由于上滑隙〔9〕的尺寸极小，周向尺寸却很大，所以，即使油封槽中积油不满，其剩余空间也极小，漏入微量的气体就足以使压强与缸内接近平衡。因此，虽然环的外圆面积小了，但与气缸壁的接触面上的压强基本不变，不影响环的耐磨寿命。

在加作油封槽的同时，也可以采取减薄环的厚度的办法进一步降低背压。不过，如果盖环上作油封槽，外环上油封槽降背压的作用就将小一些，就可以不作。反之亦然。于是不作油封槽的环就可以减薄，以降低背压。但因外环处于气缸壁的富油一侧，其油封槽较易存油，故一般可采取减薄盖环的办法来进一步降低背压。

（3），内外环宽度之和可以大于盖环宽度。在全闭环的设计上，已感到内环嫌薄，环压偏低。油封全闭环由于增加有弹簧压环力，环随活塞作径向摆动时保证贴紧气缸壁的应变速度，会相应减慢而影响密封能力。故应要求：内外环的环压之和等于盖环环压。于是必须使内外环宽度之和大于盖环宽度。

（二），不泵油活塞。