专利名称：发动机活塞防漏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发动机活塞密封装置，属于内燃机零部件。
背景技术：
日前内燃机在水陆交通方面都在广泛应用，现有的内燃机包括汽油发动机和柴油 发动机，不论是汽油发动机还是柴油发动机都是通过在缸体内燃烧燃油，使缸体内的活塞 运动经连杆将动力传送给曲轴箱，由于活塞传统的气环靠油环传输的润滑油不足，尤其是 靠近燃烧室的第一道气环润滑效果更差，所以造成气环与缸体产生重度的摩擦导致缸体失 圆快，气环磨损快，而且由于传统气环的重度摩擦造成的影响主要有二个方面(1)传统气 环与缸体之间的接触面间隙密封性能不好而导致活塞在作功时降低了输出功率；(2)由于 密封性不好使得大量的未完全燃烧的气体在活塞作功时倒灌到曲轴箱内严重污染了曲轴 箱内的机油，因为倒灌的气体带有金属颗粒从而使曲轴箱内的轴承、齿轮、凸轮轴出现金属 件机械互动的损伤。另外由于传统气环的接合处的间隙太大也出现了以下两方面的缺点。1、由于接合处的间隙太大使得燃油还没完全燃烧完就排出去了，导致废气排放量 加大。2、由于接合处的间隙太大使得活塞作功时，尤其在重负荷爬坡和突然加速时显得 动力不足，而且传统的气环润滑困难，密封性能差，不仅影响了内燃机的性能，而且造成负 荷增加带来高油耗，在能源紧缺油价不断上涨的情况下，解决发动机的节能降耗技术问题， 不仅有利于广大发动机拥有者降低使用成本，而且对当前国家提出的环保、节能的号召也 是一种支持呼应。如何改进传统活塞气环的密封性能，人们在活塞气环进行了许多改进的尝试，例 如公开文献报道1、中国专利申请号200720174157. 1名称交叠滑动式防口漏活塞环，申请人 张正兵地址贵州省修文县六屯乡西冲村炮打岩小组05-34摘要一种能产生较高气密 性，且气密性不会随环体正常磨损而下降的活塞环，它是在开口两端口处，分别设置了能够 相互贴合滑移，互为补充的滑块，并由于设计滑块数目的不同，得到了单向或双向封闭的结 构。其原理是，通过两端口大滑块对高压气体泄漏通道切离改向后，由小滑块与大滑块贴合 切离经改变后的通道，使通道错位分离，从而达到防开口漏气的目的。且无论环体在正常的 情况下磨损程度如何，只要对接后的两端口的侧向滑移仍在设计允许的范围内，则不会对 开口连接外的气密性产生明显的影响，使活塞环因开口造成的对气密性的影响降致最低。2、中国专利申请(专利)号:200820045415. 0名称一种横竖拦截活塞环，申请 (专利权)人陈郁传，地址广西壮族自治区容县石头镇大良村石龙队18号，摘要本实用 新型公开了一种横竖拦截活塞环，包括有一圆环状的本体，本体在通过其圆环圆心的平面 断开，形成一左、右横竖拦截式接头；气环、油环采用横竖拦截式接口，气环和油环外圈的磨 损在设定的几毫米之内时，依然可以发挥良好的密封作用，油环可以防止串油，有效阻止机 油进入燃烧室，保持发动机和空压机的功率，从而可以减少换缸和换环的次数，延长气缸与活塞环的寿命。3、名称申请号CN91208905.9封闭式梯形接口活塞气环，摘要封闭式梯形接口 活塞气环，是各类活塞式汽油发动机、柴油发动机，各类空气压缩机中使用的活塞压缩空气 时密封气环的改进新产品。该实用新型可根据不同厚度的压缩气环分别设计为2毫米厚度 的气环制成3毫米长度梯形接触面。3毫米厚度气环则为4毫米长度梯形接触面。主要用 途是增加压缩气环的密封性能。本实用新型特别适合大型载重汽车及各类柴油发动机。本申请人为了解决现有内燃机在活塞作功过程中固油环对传统气环润滑不足以 及传统气环接合处间隙大，从而使传统气环对缸体磨损大，容易失圆，以及密封性能差，造 成了曲轴箱内金属件机械互动间的损伤的问题，设计了一种发动机活塞密封润滑组合气环 垫片，中国专利申请号200910114369. 4名称发动机活塞密封润滑气环组合垫片申请 (专利权)人莫春浩，地址广西壮族自治区灵山县武利镇青云路4号，摘要一种活塞式 内燃机密封润滑气环组合垫片，主要特点是气环组合垫片呈片状结构，其内外径与原活塞 气环的内外径相同，安装并紧贴原活塞气环的一面或两面，厚度比原活塞气环薄，气环组合 垫片和原活塞气环的接合口相错，使用本发明可使油耗比传统活塞式内燃机下降10%左 右，增强活塞环作功时的润滑性和气密性，降低有害气体的排放，它适用于各种活塞式内燃 机，有利于提高内然机的性能和延长使用寿命，以及减少内燃机的维修保养次数，又有利于 降低能耗减少环境污染。虽然组合气环垫片可以将气环接合口堵住，可以大大增强气环与缸体的密封性以 及降低废气倒灌对曲轴的污染，而且由于密封性能的提高也使得燃烧利用率相应提高，油 耗也就相应下降，也有效降低了曲轴箱内金属件的相应磨损，但是，由于传统活塞气环的开 口为平口，随着使用时间的延长，气环的接合处的间隙太大，还是影响活塞的密封，导致功 率降低。发明内容本实用新型的目的是提供一种发动机活塞防漏装置，解决现有内燃机在活塞作功 过程中固油环对传统气环润滑不足以及传统气环接合处间隙大，从而使传统气环对缸体 磨损大，容易失圆，以及密封性能差，造成了曲轴箱内金属件机械互动间的损伤的问题。本实用新型是通过以下技术方案实现的发动机活塞防漏装置，包括安装在活塞上的密封气环，其特征在于所述的密封气 环开口两端处设有配套的接口，该接口是五边形活套和三角形活套的配合，密封气环的一 侧或双侧安装气环组合垫片，气环组合垫片厚度比密封气环薄，气环组合垫片和原活塞气 环的接合口相错，在密封气环开口中，当上活套是五边形时，下活套是三角形，或者当上活 套是三角形时，下活套是五边形。以上所述的设置在活塞上的气环槽比普通气环槽适当加宽，使之能够同时安装密 封气环和气环组合垫片。上面所述的气环垫片内外径与原活塞环的内外径相同，厚度比原活塞环薄，对于 较小的活塞环(例如摩托车气缸活塞环)，因为活塞环的厚度约为2-3毫米，那么我们设计 气环垫片厚度小于1-2毫米，对于中等活塞环(例如汽车气缸活塞环)，因为活塞环的厚度 约为3-5毫米，那么我们设计气环垫片厚度小于2毫米，对于轮船，活塞环的厚度可能达到为10毫米，那么我们设计气环垫片厚度也不能太厚，应当小于4毫米，也就是说，本实用新 型的气环垫片要保证有一定的弹性，以免气缸在运行过程被气环垫片刮伤。以上所述的气环组合垫片可以是一个，安装在活塞环的后面，即在靠近油环的一 边，也可以安装前后各一个，只要保证气环垫片能够贴近活塞环，就可以防止活塞环使用时 间稍长后磨损接合处的间隙太大而产生漏气的现象。本实用新型与现有技术相比，其突出的实质性特点和显著的进步是1、可以有效地防止机油串入燃烧室。2、两个或几个密封气环之间安装以后能够固定在活塞的一点上，不会走对口，使 用长时间即使磨损到一定程度，其密封性能不变，功率保持不变。而传统气环由于经常受到 气流暴力的推动，磨损后气环口之间容易走对口短路，造成漏气，能耗加大，功率降低。3、与背景技术的文献1 申请号200820045415. 0 “一种横竖拦截活塞环”相比，密 封效果大大加强。4、增加了本发明人在先的组合气环垫片，更是起到双重防护作用。我们在专利申请号200910114369.4的说明书中阐述了组合气环垫片的几个特点。(1)在活塞排气时组合气环垫片可以挟带润滑藏在组合气环垫片和传统气环之间 的间隙中，到活塞作功时藏在组合气环垫片和传统气环隙间的油会溅到气环与缸体内侧需 要润滑的位置从面减少传统气环对缸体内侧的重度磨损，同时也使活塞在作功时固为润 滑性能好从而使密封性就大大加强，压力随之加大输出功率也就相应跟着提高油耗也就随 之降低。(2)由于气环垫片的接合口与传统气环的接合口安装在相反的方向所以不管传统 气环的接合口张的有多大，组合气环的垫片始终都会把传统气环接合口堵住这样就可以大 大增强气环与缸体的密封性以及降低废气倒灌对曲轴的污染，而且由于密封性能的提高也 使得燃烧利用率相应提高，油耗也就相应下降，也有效降低了曲轴箱内金属件的相应磨损。(3)增加组合气环垫片，结构简单，改装容易，不会影响发动机的性能，能够实现活 塞在作功是始终保持润滑和密封的最好状态，从而有利于提高和稳定发动机的性能有效降 低油耗和缸体和气环的磨损。(4)在内燃机使用组合气环垫片后，油耗相对下降10%左右，工作噪音下降，内燃 机的功率得到充分发挥，也延长了使用寿命，减少了有害气体的排放。本实用新型专利适用 于各种活塞式内燃机，既有利于提高内燃机的性能，延长内燃机的使用寿命，又有利于降低 能耗，减少环境污染而且还大大降低内燃机因活塞、气环与缸体内侧的磨损，以及曲轴箱机 油污染对内燃机的损伤所需的维修保养的次数，具有十分显著的经济效益和社会效益。
图1是本实用新型密封气环的右视图；图2是密封气环的主视图；图3是密封气环接口处上活套A局部放大图；图4是密封气环接口处下活套K局部放大图；图5是气环垫片的结构示意图；[0032]图6是密封气环和气环垫片安装在摩托车活塞上以后的结构示意图。图中，1-气环体、2-上活套、3-下活套、4-气环垫片、5-气环垫片缺口，6_活塞具体实施方式
如图1-4所示，密封气环1有一个五边形接口(小缺口)，它设有上活套(A) 2和下 活套(K) 3，上活套2和下活套3互相配合，当上活套是五边形时，下活套是三角形，或者当上 活套是三角形时，下活套是五边形。如图5所示，气环垫片4的内外直径与常见活塞气环1相同，可以是平口，也可以 有一个小缺口 5，上面有搭口，使之密封性更好。如图6所示，活塞气环1与气环垫片4 一起，安装在活塞气环的槽上，活塞6工作 的时候，由于气环垫片4与活塞气环1贴近，密封气环1有一个五边形接口，油不会泄露，气 体也不能从气环1缺口漏气，保证了活塞的正常工作。应用实施例1本发明人开有一间汽车摩托车修理店，2009年修理一辆二手五菱小面包车，发现 发动机响声很大，耗油比原来增加20%，叫汽车修理厂的工人师父拆开，发现气缸活塞漏气 漏油，缸套有轻微拉伤现象，观察是气环变形，我们建议汽车修理厂的工人将活塞的气环槽 用车床加宽，安装本实用新型的密封气环1和气环垫片4 一片，使其贴近气环，再将气缸活 塞重新安装，发动机响声如新车一般，耗油减少。应用实施例2本发明人2004年购买了一辆重庆产雅马哈摩托车，行驶10万公里以后发现气缸 活塞漏气漏油，发动机响声很大，耗油每100公里6升，排出的尾气变黑，2009年经过拆卸 后发现是气环5磨损，我们将活塞的气环槽用车床加宽，安装本实用新型的密封气环1和气 环垫片4，再将气缸活塞重新安装，发动机响声如新车一般，尾气不再黑，耗油每100公里4 升，并继续正常行驶。
权利要求1.一种发动机活塞防漏装置，包括安装在活塞上的密封气环，其特征在于所述的密 封气环开口两端处设有配套的接口，该接口是五边形活套和三角形活套的配合，密封气环 的一侧或双侧安装气环组合垫片，气环组合垫片厚度比密封气环薄，气环组合垫片和原活 塞气环的接合口相错。
2.根据权利要求1所述的发动机活塞防漏装置，其特征在于设置在活塞上的气环槽 比普通气环槽适当加宽，使之能够同时安装密封气环和气环组合垫片。
3.根据权利要求1所述的发动机活塞防漏装置，其特征在于在密封气环开口中，当上 活套是五边形时，下活套是三角形，或者当上活套是三角形时，下活套是五边形。
专利摘要本实用新型是一种发动机活塞防漏装置，所述的密封气环开口两端处设有五边形接口，密封气环的一侧或双侧安装气环组合垫片，气环组合垫片厚度比密封气环薄，气环组合垫片和原活塞气环的接合口相错，使用本实用新型可使油耗比传统活塞式内燃机下降15％左右，增强活塞环作功时的润滑性和气密性，降低有害气体的排放，本实用新型适用于各种活塞式机械，有利于提高内然机的性能和延长使用寿命，以及减少内燃机的维修保养次数，又有利于降低能耗减少环境污染，具有十分显著的经济效益和社会效益。
文档编号F02F3/00GK201835936SQ20102013981
公开日2011年5月18日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者丁冠东, 莫春浩 申请人:丁冠东, 莫春浩