[其他]楔型組合式氣封活塞環

無效

• 申請號: 87206434
• 申請日: 1987-04-14
• 公開（公告）號: CN87206434U
• 公開（公告）日: 1988-08-03
• 發明（設計）人: 徐冠英;徐東
• 申請（專利權）人: 徐冠英;徐東
• 主分類號: F02F5/00
• 分類號: F02F5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于內燃機技術領域。

現有內燃機中使用的氣封活塞環的截面形狀大部份都是矩形，為保證燃燒室的氣密性，一般均采用多道氣封活塞環（三道甚至更多），且在裝配時將活塞環開口位置錯開，以組成所謂“迷宮式”的氣體密封方法，這種密封方法有以下幾個缺點：

1、氣體從環的開口處泄漏過活塞環的通道面積較大。其泄漏通道面積為：S₁＝△t₁×△t₂

式中：△t₁——活塞在活塞環岸部與缸筒的間隙

△t₂——活塞環的開口間隙

2、由于活塞環與環槽間有側隙△t₃，同時還有開口間隙△t₂，因此燃燒氣體有通向環背的通道面積S₂。由于S₂的存在，在膨脹沖程時，將造成相當高的活塞環背壓，用現代技術的測定表明，第一道氣環的背壓P₁為爆發壓力的76％，第二道氣環的背壓P₂為爆發壓力的20％，第三道氣環的背壓P₃為爆發壓力的7.6％。從密封性能考慮，活塞環保持適當的背壓是必需的，但這樣大的背壓并非為密封性能所全部需要，它帶來的后果是使缸筒和活塞環的磨損加大，摩擦功增加，導致發動機有效輸出功率減少，油耗增加，發動機使用壽命縮短。

3、由于有活塞環與環槽間側隙△t₃的存在，在活塞作往復運動時，活塞環依次貼合在環槽的上下端面上，從而造成了活塞環的泵油（潤滑油）作用，使潤滑缸壁的潤滑油被送入燃燒室燃燒掉，即增加了潤滑油消耗，又使燃燒室積炭，而積炭反過來又使機件的磨損加劇。

4、現有密封方式的氣封環數量多，使第一環的潤滑條件惡化，加之第一環溫度高，易產生熔著，拉缸等故障。

本實用新型的目的是：提高內燃機輸出功率，降底燃油和潤滑油消耗，延長發動機使用壽命。

本實用新型如圖1所示，由主密封環（1），和（2）以及楔形密封襯環（3）所組成，這三道環組裝在同一道環槽內，組裝時將這三道環的開口位置錯開。

氣體密封原理如圖2所示，楔形密封襯環（3）利用自身彈性和環的背壓，作用在主密封環（1）和（2）斜面上時，產生一個向上的分力，同時對主密封環（1）和（2）產生一個大小相等、方向向下的分力，（主密封環（1）上端面還直接承受來自于燃燒氣體的壓力），使楔形密封襯環（3）上端面緊貼在環槽的上端面上，主密封環（2）緊貼在環槽的下端面上。在主密封環（1）開口處，氣體向活塞下部的泄漏通道被主密封環（2）所堵塞，通向環背的氣體泄漏通道被楔形密封襯環（3）所堵塞。楔形密封襯環（3）開口處，氣體通向環背的大部分泄漏通道被主密封環（1）和（2）所堵塞，氣體只能通過△t₃×△t₂的極小面積進入環背。主密封環（2）開口處，缸內氣體被主密封環（1）和楔形密封襯環（3）所堵塞，環背氣體只能通過△t₃×△t₂的極小面積進入活塞下部。因此，缸內氣體不再能夠從活塞環開口處直接泄漏到活塞下部，而是從主密封環（1）側隙△t₃處經楔形密封襯環（3）的開口處進入環背，再從楔形密封襯環（3）側隙△t₃處經主密封環（2）開口處進入活塞下部。

本實用新型的裝配方法有以下三種：

1、主密封環（1）和（2）以及楔形密封襯環（3）這三道環的開口位置全部錯開，開口位置相錯120°。（如圖1所示）

2、主密封環（1）和楔形密封襯環（3）開口位置重合（為防止其開口位置錯動，可在活塞環槽上部加裝一定位銷），并與主密封環（2）開口位置相錯180°。（如圖3中的a所示）。

3、主密封環（2）和楔形密封襯環（3）開口位置重合（為防止其開口位置錯動，可在活塞環槽下部加裝一定位銷）并與主密封環（1）開口位置相錯180°（如圖3中的b所示）。

采用上述第三種裝配方法時，氣體進入活塞環背的通道面積小于氣體竄出活塞環背的通道面積。因此，其環背壓力很低。這種裝配方法適用于負荷較輕、對密封性能要求不高的中小型汽油機。能延長活塞環和缸筒的使用壽命。

采用第二種裝配方法時，氣體進入活塞環背的通道面積大于氣體竄出活塞環背的通道面積。因此，其環背壓力升高，這種裝配方法適用于負荷較重，對密封性能要求較高的增壓柴油機。