[发明专利]密封组合式活塞环、活塞总成、内燃机及密封方法

说明书

一种密封组合式活塞环、活塞总成、内燃机及密封方法。该密封组合式活塞环，包括配合设置的第一活塞环和第二活塞环；第一活塞环的纵截面为阶梯形，其阶梯面位于第一活塞环的内圆周侧；第二活塞环的纵截面为与第一活塞环的纵截面相配合的阶梯形，其阶梯面位于第二活塞环的外圆周侧；第一活塞环与第二活塞环的轴向接触面为斜接触面；所述第一活塞环内圆面顶部设有用于起产生正扭曲作用的环槽。本发明相比于单体式活塞环，有三个气体密封面，同时密封面间还存在“迷宫效应”，可以用一道活塞环起到多道环的密封效果。

技术领域

本发明涉及内燃机零部件设计与制造领域，具体涉及一种密封组合式 活塞环、活塞总成、内燃机及密封方法。

背景技术

活塞环是内燃机燃烧室中的重要部件，一种装配于活塞环槽内部的弹 性金属环，通过其自身的弹力和缸内气体的压力，在汽缸壁外圆与活塞环 槽表面之间形成密封，是内燃机燃烧室的核心部件。目前的活塞环主要有 单体式和组合式两种。通常需要在一个活塞上安装3-4道活塞环。

活塞环的主要作用主要包括密封作用、控油作用、传热作用和支撑四大作 用，直接影响发动机的性能、工作可靠性、机油消耗率和使用寿命。其中 活塞工作时活塞环直接承受高温高压气流的冲击，据可靠数据认为，发动 机活塞组吸入的热量的60％-75％由环带部散发。在三道活塞环中，第一道 环密封气体的比例约85％，同时还要完成10-20％的控油工作。

组合式活塞环的基本原理是利用发动机缸内产生的压缩力与爆发力，使组 合环随动，与活塞瞬间压紧、松开。达到组合环内主、副环之间的截流、 减压、缓泄，最终起到了瞬间密封作用，同时保障瞬间爆发行程结束。转 速越高，爆发行程瞬间越短，泄漏量越少。

现有活塞环设计存在如下的缺陷：

(1)现有的活塞环多为单体活塞环，上下面间受热不同，容易导致 环变形和密封失效；

(2)为了产生外周张力，另外为了向活塞安装时的扩张而在圆周的 局部设有直通型切口，因此不可避免的存在着搭口漏气的问题和窜油问题；

(3)现有的组合式活塞环专利大多没有认真考虑两环接触面处的密 封问题，导致气流会通过两环接触面处的缝隙泄露，大大降低了密封效果；

(4)活塞运行到缸套上部时润滑困难，不仅增加了阻力，还增加了 活塞和缸套的磨损率，降低了活塞环的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种密封组合式活塞环、 活塞总成、内燃机及密封方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至 少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种密封组合式 活塞环，包括配合设置的第一活塞环和第二活塞环；

第一活塞环的纵截面为阶梯形，其阶梯面位于第一活塞环的内圆周侧；

第二活塞环的纵截面为与第一活塞环的纵截面相配合的阶梯形，其阶 梯面位于第二活塞环的外圆周侧；

第一活塞环与第二活塞环的轴向接触面为斜接触面；

所述第一活塞环内圆面顶部设有用于起产生正扭曲作用的环槽。

作为本发明的另一个方面，提供了一种活塞总成，所述活塞总成中包 含有所述的密封组合式活塞环。

作为本发明的又一个方面，提供了一种内燃机，所述内燃机内采用所 述的密封组合式活塞环。

作为本发明的再一个方面，提供了一种内燃机活塞的密封方法，所述 内燃机内采用所述的密封组合式活塞环来对活动的活塞进行密封。

基于上述技术方案可知，本发明的一种密封组合式活塞环、活塞总成、 内燃机及密封方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：