[實用新型]輕量耐磨的雙金屬組合式活塞環總成及采用其的內燃機

有效

• 申請號: 201920826712.7
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN210510257U
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 梁興雨;王詩文;舒歌群;衛海橋;田華;王月森
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F16J9/20
• 分類號: F16J9/20;F16J9/26;F16J9/14;F02F5/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 喻穎

一種雙金屬組合式活塞環總成及采用其的內燃機，具體而言，所述雙金屬組合式活塞環包括金屬的第一活塞環和第二活塞環；其中，所述第一活塞環的主體截面為階梯形，階梯面位于第一活塞環的內圓周側，所述階梯下段的內圓周面為向階梯立面內傾15?75°的錐面；所述第二活塞環的主體截面為階梯形，階梯面位于第二活塞環的外圓周側，所述階梯上段的外圓周面為與所述第一活塞環的內傾錐面錐角互為余角的外傾錐面。應用此活塞環可以提升活塞與活塞環總成的緊湊性，提高內燃機的動力性，同時降低活塞環的磨損率，延長了環的使用壽命。

技術領域

本實用新型涉及內燃機零部件設計與制造領域，具體涉及一種輕量耐磨的雙金屬組合式活塞環總成及采用其的內燃機。

背景技術

活塞環是內燃機燃燒室中的重要部件，一種裝配于活塞環槽內部的彈性金屬環，通過其自身的彈力和缸內氣體的壓力，在汽缸壁外圓與活塞環槽表面之間形成密封，是內燃機燃燒室的核心部件。目前的活塞環主要有單體式和組合式兩種。通常需要在一個活塞上安裝3-4道活塞環。

活塞環的主要作用主要包括密封作用、控油作用、傳熱作用和支撐四大作用，直接影響發動機的性能、工作可靠性、機油消耗率和使用壽命。其中活塞工作時活塞環直接承受高溫高壓氣流的沖擊，據可靠數據認為，發動機活塞組吸入的熱量的60％～75％由環帶部散發。在三道活塞環中，第一道環密封氣體的比例約85％，同時還要完成10～20％的控油工作。

組合式活塞環的基本原理是利用發動機缸內產生的壓縮力與爆發力，使組合環隨動,與活塞瞬間壓緊、松開。達到組合環內主、副環之間的截流、減壓、緩泄，最終起到了瞬間密封作用，同時保障瞬間爆發行程結束。轉速越高，爆發行程瞬間越短，泄漏量越少。

現有活塞環設計存在如下的缺陷：

(1)活塞運行到缸套上部時潤滑困難，不僅增加了阻力，還增加了活塞和缸套的磨損率，降低了活塞環的使用壽命；而磨損過大很可能導致密封失效，因此如何提高活塞環的耐磨性是一個需要迫切關注的課題；

(2)現有的活塞環多為單體活塞環，上下面間受熱不同，容易導致環變形和密封失效；

(3)現有的組合式活塞環專利大多沒有認真考慮兩環接觸面處的密封問題，導致氣流會通過兩環接觸面處的縫隙泄漏，大大降低了密封效果；

(4)為了產生外周張力，另外為了向活塞安裝時的擴張而在圓周的局部設有直通型切口，因此不可避免的存在著搭口漏氣的問題和竄油問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種輕量耐磨的雙金屬組合式活塞環總成及采用其的內燃機，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本實用新型的一個方面，提供了一種雙金屬組合式活塞環總成，其中，

所述雙金屬組合式活塞環總成包括金屬的第一活塞環和第二活塞環；

其中，所述第一活塞環的主體截面為階梯形，階梯面位于第一活塞環的內圓周側，所述階梯下段的內圓周面為向階梯立面內傾15-75°的內傾錐面，所述第一活塞環的外圓面為桶面；

所述第二活塞環的主體截面為階梯形，階梯面位于第二活塞環的外圓周側，所述階梯上段的外圓周面為與上述內傾錐面錐角互為余角的外傾錐面，所述第二活塞環的外圓面為桶面；

第一活塞環和第二活塞環彼此以階梯面接觸配合。

作為本實用新型的另一個方面，還提供了一種內燃機，所述內燃機內采用如上所述的雙金屬組合式活塞環總成。

基于上述技術方案可知，本實用新型的輕量耐磨的雙金屬組合式活塞環總成及內燃機相對于現有技術至少具有如下有益效果之一：

1、解決了活塞環上下部受熱不均導致的變形問題，提高了活塞環的壽命和密封效果；