[發明專利]一種汽車增壓發動機的防竄漏活塞環組

無效

• 申請號: 201210171933.8
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN103452691A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 肖貴堅;林翰;劉智軍;蔣繼科;伍建撰
• 申請（專利權）人: 重慶長安汽車股份有限公司
• 主分類號: F02F5/00
• 分類號: F02F5/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 徐先祿

技術領域

本發明涉及發動機部件，特別涉及一種汽車增壓發動機的防竄漏活塞環組。

背景技術

活塞環是燃油發動機內部的核心部件，它和缸蓋、活塞、汽缸壁等一起完成燃油氣體的密封。活塞環的作用包括密封、調節機油控油、導熱、導向四個作用。其中密封是指密封燃氣，不讓燃燒室的氣體漏到曲軸箱，把氣體的泄漏量控制在最低限度，提高熱效率。一般的汽油機正常運轉時活塞環漏氣量為進氣量的0.2%-1%，而增壓發動機由于壓縮燃燒壓力很大，其漏氣量更大。雖然利用活塞環密封汽缸壁與活塞之間的間隙，但是在活塞壓縮空氣的狀態下，微量的混合氣體通過活塞環與汽缸、活塞環與活塞環槽之間的間隙以及活塞環的閉口間隙泄漏到曲軸箱內部，向曲軸箱排放的漏氣送到頂蓋，既影響壓縮終了溫度，使氣缸充氣效率下降，又影響發動機燃燒過程，同時漏氣滯留于曲軸箱內部時，曲柄內壓力升高，各密封部分中的漏油增加。由于漏氣中含有灰塵、碳黑等固體物以及水硫酸、有機酸、氮氧化物等，不僅會加快曲軸箱零件磨損，而且會使機油變黑變稀，使機油變質，生產粘膠性物質，堵塞潤滑油道及卡環等，其中水份還會引起零件腐蝕。基于以上原因，導致漏氣經過油分離器，此時油被回收，油已分離的漏氣再次送到進氣歧管，與進氣一同供給到燃燒室而再燃，或者排放到大氣中，造成起動困難和排氣冒煙，污染空氣等問題。當在發動機在大負荷運轉時，所謂高溫燃氣使機油或燃油燒結從而使活塞環卡死，造成環與氣缸壁貼合不好，傳熱減慢，活塞熱負荷增加，造成活塞局部燒蝕，加快活塞環、缸套以及其他零部件磨損。漏氣越大，沒有燃燒的氣體油污對缸壁的損害越大，氣缸壓力也越低，造成動力性能下降，燃油耗及機油耗增高，縮短發動機使用壽命。

在傳統的增壓發動機活塞環組中，活塞環開口間隙較大，當活塞進行壓縮行程時，壓縮氣便會從活塞環的開口間隙處跑掉。同時沒有考慮到活塞環組第二道氣環與第一道氣環開口間隙的關系，如果比值過大，導致流通面積增加，增加竄漏量；如果比值過小，將會導致第一道氣環的下側壓力大于上側壓力，從而使其處于懸浮狀態，同樣也增加竄漏量。由于第一道氣環是鑄鐵鍍鉻來制成，且其切向彈力較小，隨著發動機運轉時間的加長，活塞環及氣缸均會磨損，這樣，活塞環與缸套的間隙便會逐漸加大，竄漏現象將會更嚴重。第二道氣環是采用鑄鐵環加工成外錐，且其端口開口處為開式設計，增加了竄漏流通路徑，導致竄漏量增加；而組合油環是采用三片式的組合油環，其追隨性較差，不利于防竄漏，且其外圓鍍鉻，環境污染嚴重且制作成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽車增壓發動機的防竄漏活塞環組，其第一道氣環的閉合間隙與第二道氣環閉合間隙較小，而且閉合間隙比值控制嚴格，能夠減少竄漏量；結構合理，能夠減少竄漏流通路徑；耐磨性好，使用壽命較長。

為達到本發明的目的，采用以下技術方案：

?本發明所述的一種汽車增壓發動機的防竄漏活塞環組，包括第一道氣環、第二道氣環和組合油環，并從上至下配合在活塞上；所述第一道氣環與活塞上的第一道氣環環槽配合，所述第二道氣環與活塞上的第二道氣環環槽配合，所述組合油環與活塞上的組合油環環槽配合；其特征是：所述第一道氣環的第一閉合間隙為0.13－0.17mm，所述第二道氣環的第二閉合間隙為0.3－0.45mm；所述組合油環為兩片式組合油環。減小閉合間隙以減小流通面積，進而減少竄漏量。

進一步，所述第二道氣環第二閉合間隙與所述第一道氣環的第一閉合間隙的比值為1.75－2.25。根據試驗情況，對于增壓發動機，當第二道氣環的閉合間隙為第一道氣環閉合間隙的1.80－2.45倍時，其漏氣量最小，滿足增壓發動機漏氣量標準。

進一步，所述第一道氣環采用成型鋼絲制作，整體氮化處理，外圓弧面覆蓋有PVD（物理氣相沉積）鍍層。第一道氣環在氮化處理的基礎上對外圓再作PVD鍍層處理，以提高其耐磨性，從而確保活塞環在使用較長時間后，活塞環外圓與汽缸套之間任然有較高的配合間隙。

進一步，所述第二道氣環的開口端部為封閉式結構，以減少圓周方向的竄漏流通路徑；所述第二道氣環的外圓上部為錐面，斷面呈鼻型結構；并經磷化處理，以增加其切向彈力。

進一步，所述組合油環由螺旋撐環油環撐簧和螺旋撐環油環環體組成。傳統的三片式組合油環在使用一段時間以后由于刮片磨損，導致其與缸套接觸壓力減小，而兩片式組合油環的螺旋撐環油環撐簧會向外張開，保證螺旋撐環油環環體始終與缸套接觸，具有更好的追隨性，因此可以減少竄漏量。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：