[其他]活塞與活塞環

在審

• 申請號: 101986000000808
• 申請日: 1986-02-16
• 公開（公告）號: CN1004369B
• 公開（公告）日: 1989-05-31
• 發明（設計）人: 布賴恩·倫納德·拉迪;杰里米·威廉·霍爾特
• 申請（專利權）人: 聯合工程集團
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 宋敏;章社杲

一種用于內燃機的活塞組，包括有：活塞，其上設有一個具有兩個沿徑向延伸的壁和一個沿軸向延伸的壁的環形活塞環槽；一個壓縮環，裝在活塞環槽中與氣缸壁或內襯共同完成密封任務，在壓縮環中設有一個向外側方向延伸的凹槽；一個輔助密封環，一方面與環形活塞環槽的軸向延伸壁作持久的、但是可撓曲的接觸，另一面伸入壓縮環的凹槽中，輔助密封環要安排成使壓縮環在活塞環環形槽中的運動不受實質上的阻礙。描述了以一個環代替兩個傳統壓縮環的各種活塞。還提供了試驗結果。

本發明涉及內燃機用的活塞與活塞環。

一個活塞使用若干活塞環，既可防止燃燒氣體從燃燒區逸出而產生人們熟知的泄漏現象，又能限制潤滑油進入燃燒區的數量，使耗油量不致過高。為了達到這些目的，一般要使用三個或更多個活塞環。現代內燃機往往用的是一套三個活塞環，其中位于上部和中部的是兩個壓縮環，下部是一個節油環。一般認為，為了實用的目的至少需要有兩個壓縮環與氣缸壁接觸，才能有效地控制燃燒氣體的泄漏，從而達到可接受的耗油水平。

如能生產一種只具有一個壓縮環和氣缸壁接觸的高效率活塞，會帶來許多優點。首先是尺寸上的好處，譬如可以減少活塞的壓縮高度和重量，其次還有利于降低磨擦力，減少壓縮高度就是縮小活塞拱頂至活塞銷中心線之間的距離，這樣就降低了發動機的外形高度，當然也意味著車輛發動機頂蓋輪廓線的降低，因而改善了氣動力學等條件。減輕活塞重量還可導致降低作用于活塞銷、連桿、軸承、曲軸等零件上的各種應力，從而使所有這些零件可以做得更小和更輕。

已經提出過各種改善壓縮環氣體密封的辦法。其中有幾種活塞環的型式是在單個環槽內具有多個支承于氣缸壁上的零件。斯倉尼奇（Scnunichi）在歐洲專利申請第0＊＊9175號說明書中描述過這種結構。其它一些方法采用的措施是，用一個位于兩個槽中的輔助環，其中一個槽開在活塞環內側沿軸向表面上，另一個槽開在活塞環槽內沿軸向的壁上，這樣，輔助環就在主環和活塞之間形成了密封。這種活塞環裝配型式的例子有：古蘭哈蒙（Graham）在英國專利GB2，117，868A中、以及威廉斯（Wil＊ams）在美國專利US2，228，495中的描述。在古蘭哈蒙所描述的實施例中，活塞環槽中為輔助環所開槽的深度，比活塞環內側沿軸向表面上所開槽的深度相對地深些，活塞環支承在氣缸壁上。有些實施例中所示的輔助環是一個在槽中自由浮動的環，既不向外膨脹抵觸外面的活塞環，也不與在活塞上的為它所開槽的內壁相接觸。在一個例子里，輔助環是一種兩個零件的部件，實質上是兩個半環形的零件。在另外兩個實施例中，輔助環被表現為自活塞環槽底軸向表面向外伸出的、固定聯接的凸緣狀外形特征。

威廉斯所描述的結構是一個內部的環，一方面嵌入到活塞環槽軸向壁上切削出的環形槽內，同時又與支承于氣缸壁的活塞環內側軸向表面上的對應槽配合。

然而，在威廉斯的專利中，內部的輔助環或密封環起了膨脹器的作用，這會增加主活塞環對氣缸壁的支承力。此外，為了避免主環翻轉翹曲并限制其只能沿活塞軸向運動，內部密封環在活塞壁的槽內或在主環的槽內都必須處于“密配合”狀態。既是密封環要同時與兩邊的槽“密配合”，則每一槽的軸向深度必須相等?；钊谏厦芊猸h槽的徑向深度還應該比位于活塞環上的對應槽深度更大。因此很清楚，內環主要是依靠它在槽中的“密配合”以及迷宮式密封效應起密封作用的。

古蘭哈蒙和威廉斯二人都指出，內部密封環的內、外兩個軸向表面應是直的、相互平行的、且為同心的，威廉斯的確還在他的原文中著重強調了這一點。

本發明的目的是提供一種活塞組，其活塞環為包括有一外部主壓縮環和一內部輔助密封環的新型組合式壓縮環。現已發現，本發明的組合壓縮環可帶來意想不到的、令人滿意的效果。

根據本發明，一種適合用于內燃機的活塞組，包括：一個活塞，其上沒有至少一個環形活塞環槽，該環槽具有兩個沿徑向延伸的壁和一個沿軸向延伸的壁;裝在上述活塞環槽內的壓縮環，用于實現與氣缸壁或氣缸襯套之間的密封，該壓縮環的環向內環表面上有一個徑向向外延伸的凹槽;伸入上述壓縮環凹槽內的輔助密封環，該輔助密封環沿其整個內圓周在偏置狀態下壓緊在活塞環槽的基部上，與之作持久地接觸，從而該輔助密封環可繞上述接觸部位作沿軸向的翹動。