單環活塞發動機的製作方法

2023-06-06 06:59:36 3

專利名稱：單環活塞發動機的製作方法
技術領域：
發動機是汽車、船舶、工程、農林機械等領域裡的核心動力，影響發動機 動力的密封技術是活塞環，建立活塞環的機制，革新減環，將多環發動機減 化成單環活塞發動機或單環往復工作機。
背景技術：
發動機活塞減環，是減少摩擦、減輕磨損、節省資源、能源、降低汙染， 發揮潛力提高性能的有效援施。由於活塞環的切口間隙不密封，環大，切口 間隙寬，需三環以上氣環加油環多環密封，難以減環。半世紀前，國外曾從 三環柴油機中減環雖縮小切口間隙，由於環的結構末變，切口漏氣，減環 後，雙環柴油機氣缸壓力下降10-15%,此後，發動機不再減環。 發明內容
基於現有減環技術的不足，本實用新型實現往復機減環，提供一種單環活 塞發動機和單環往復工作機，其密封性好，節能、減材，提高往復機性能。
本實用新型是這樣實現的總結活塞環的機制，改革環的結構氣壓密封
切口，增加氣缸壓力，將多環往復機減化成單環活塞發動機和往復工作機；
密封環槽內、外、底側所存在的三處機械間隙，不僅按常規密封環的外側
環周與缸壁滑動之間的間隙；還應密封環槽內側活塞環的徑向切&間隙，
防止高壓燃氣繞過環周外側，沿環槽上側隙進入環背隙，經槽底徑向切口間
隙從活塞與缸壁之間形成通道下洩，降低氣缸壓力；低壓時引機油沿原路逆
行向上進入燃燒室；同時還需密封環槽底側軸向側面間隙，制止氣環浮動機
油上竄。採用本實用新型後往復機不改動，取消油環機油不上竄；減少氣
環氣缸壓力增加，將多環發動機減化成單環活塞發動機或單環往復工作機。

:單環發動機中活塞環 <圖1是切口密封活塞環B在缸內切口閉合圖'；
<圖2是'徑向階梯切口密封環B在缸內切口閉合圖'；'圖3是切口密封壓力
環前視圖、'圖4是切口密封活塞環在缸外切口張開圖、'圖5摘要圖，是
單環槽往復機中切口密封壓力環的工作原理剖面圖'；'圖6是單環槽發動機 中短型活塞圖,。
具體實施方式
^面結合附圖進一步闡述本實用新型。
選用切口密封環密封單環活塞發動機參考'圖l是切口密封活塞環在缸內切 口閉合圖，發明專利號ZL96119166.X;內邊4搭接外邊5徑向切口閉合， 具有氣壓密封功能增加氣缸壓力，切口密封銳角cKl(T ,或參考 <圖2是 徑向階梯切口密封環圖'切口無銳角；環的一段中徑圓弧兩端聯接內外徑向 切口，形成徑向內外中徑圓弧階梯直角切口；內邊4搭接外邊5直角切口徑 向閉合，氣壓密封徑向切口，氣缸壓力增加；圖1、切口密封平均弧長約 等於圖2，中徑圓弧密封弧長，皆可選作底側B環與傳統環的材料相同， 改革傳統環的結構，遵守標準間隙，在缸內徑向切口閉合，氣壓密封切口， 阻止燃氣從環槽內側外洩；群環集中整體加工切口一次成型、無需各環反覆 修口、餘量少、用材省，工藝新、工序少、加工簡易；環的展開周長皆大於 環外徑的周長，用於外徑磨損，切口閉合保持氣壓密封。單環活塞發動機中切口密封壓力環參考圖3是切口密封壓力環前視圖，其特 徵由底側徑向切口密封環B和上側軸向壓力環T兩件組環密封三處間隙 環的徑向彈力密封環槽外側環周與缸壁滑動之間的氣隙；環槽內側氣體 壓力密封漏氣竄油的切口間隙；環槽上側軸向壓力T環消除槽底側面間隙 (或加工B環成碟形扭曲環壓向槽底)防止浮動泵油。 單環活塞發動機中切口密封壓力環上側T環的特徵
參考'圖3軸向壓力環T前視圖'為簡單拱形，在槽中產生軸向壓力，壓 環B貼緊環槽底側；防止氣環軸向浮動機油上竄，壓力大於往復運動中環組 的向上合力，在溫升400C燃氣中，仍保持熱穩定性工作；壓力調節軸向熱 膨脹間隙和不同轉速時環的振動、顫動，轉動，緩衝環對環槽端面的衝擊力 和噪音等不利因素，並可與B環互補外側環周間隙；拱形T環加工經濟可靠； 由彈費鋼環片製成。圖4是切口密封活塞環在缸外切口張開圖' 單環活塞發動機中切口密封壓力環的工作原理
參考"圖5是單環發動機中'切口密封壓力環'裝在活塞氣環槽D中密封氣缸 剖面工作圖"圖中虛線為燃氣，實線為機油的工作密封路線圖內邊4搭 接外邊5徑向切口閉合，軸向壓力環T向下壓環B貼緊環槽底側，在上下往 復運動中與活塞彈性聯成一體，同步動作，環槽上面燃氣繞過外側環周，沿 虛線從T環上側波縫之間進入環背隙至槽底無外洩通道，作用於切口內邊 4貼緊外邊5，加強氣壓密封增加氣缸壓力；環槽下的機油沿實線因環底被 T環壓緊，無向上泵油活動間隙，機油不上竄在環底外側布油，潤滑、冷 卻，改善工作條4牛，並從回油孔C返回活塞內腔減少機油排放汙染；燃氣和 機油被單環槽中切口密封壓力環上、下，分隔密封。切口密封壓力環曾在 S195農用柴油機上側試減環柴油機氣缸壓力增加、摩擦阻力減少，密封性 能提高，表現在減環柴油機起動快，容易著火；在E15四缸汽油機上冷車 對比測試單環機氣缸壓力皆高於原多環機。表明密封可靠，工作原理可信。 單環活塞發動機中短型活塞
參考圖6是短型活塞圖'已減去多餘環槽和環岸高度，僅有一道氣環槽D 已降低到活塞傳統最低油環槽的位置，槽上為頂岸，槽內無回油通道，槽底
外側有回油孔c。
單環活塞發動機中切口密封環B與多環發動機中傳統開口活塞環比較
傳統環徑向切口間隙不閉合，僅可密封環槽外側；內側和底側不能密封， 共性漏氣，氣缸壓力偏低；減環漏氣，氣缸壓力下降，存在防止漏氣竄油的技 術瓶頸，需氣環加油環多環密封；切口密封環B:徑向切口閉合具有氣壓密 封功能，組成一道切口密封壓力環，單環發動機氣缸壓力增加，解決多環發動 機，共性漏氣、減環漏氣等切口密封技術難題。不需改動發動機和往復工作 機，僅需改變核心密封技術配裝一道切口密封壓力環在氣環槽中便可隨時將 普通多環發動機減化成單環活塞發動機和往復工作機；發動機減環氣缸壓力 增加，可全面提升海、陸、空，大、小、汽、柴油發動機和空壓機、壓鑄機、 真空泵、減震器等工作機氣缸密封功能，如將四環以上大型、重型船用柴油機 減化成單環柴油發動機活塞環成本降低3/4;發動機減少75%摩擦功耗提高 機械效率、減少磨損；緊湊機構，減輕機重、提高轉速增加功率；壓力增加； 提高熱機效率、增壓燃燒，抑制氮氧化物和有害微粒物產生，治理排放汙染； 節省活塞環、活塞、缸套及整機的資源、能源；輕量化低碳設計，將多環發動 機跨越發展，減化成單環活塞發動機和往復工作機。
權利要求1.一種單環活塞發動機和往復工作機，包括由活塞、連杆、曲軸等部件組成的往復機構，其密封氣缸的特徵在活塞頭部有一道切口密封壓力環，將燃氣和機油上下分隔密封密封環槽內側活塞環的徑向切口間隙和環槽外側環周與缸壁之間的滑動間隙防止燃氣下洩；密封槽底，環的軸向浮動間隙，制止機油上竄。
2. 按照權利要求1所說， 一種單環活塞發動機和往復工作機，包括由活塞、連 杆、曲軸等部件組成的往復機構，其密封氣缸，所說在活塞頭部有一道切口 密封壓力環，其特徵由底側徑向切口密封環(B)和上側軸向壓力環(T)兩件組環，或深加工成碟形扭曲環，壓向槽底完成單環密封。
3. 按照權利要求2所述一種單環活塞發動機和往復工作機，包括由活塞、連杆、 曲軸等部件組成的往復機構，其密封氣缸，所說切口密封壓力環上側，軸向 壓力環(T)的特徵為環狀，拱形，在環槽內產生軸向壓力大於復往運動中，切口密封環組的向上合力，壓力消除環的底側隙，防止氣環軸向浮動機油上竄，並可部份填補(B)環外側氣隙，由熱穩定性高的彈簧鋼環片製成。
4. 按照權利要求2所述，一種單環活塞發動機和往復工作機，包括由活塞、連 杆、曲軸等部件組成的往復機構，其密封氣缸，所說切口密封壓力環底側， 切口密封活塞環的特徵在缸內切口閉合具有切口氣壓密封功能增加氣缸壓 力；切口銳角(1<10° ,切口銳角內外相加等於徑向環寬共擔熱壓負荷，不存 在應力集中銳角熔斷現象，增加了一段環的展開周長大於環外徑的周長用於 外徑磨損切口閉合延伸延長密封壽命。
5. 按照權利要求3所述一種單環活塞發動機和往復工作機，包括由活塞、連杆、 曲軸等部件組成的往復機構，其密封氣缸，所說切口密封壓力環底側，徑向 階梯切口密封活塞環的特徵閉合的中徑圓弧切口約大於和直徑相同的傳 統環技術要求規定的自由開口間隙，中徑切口兩端與內、外兩條徑向切口垂 直聯接形成徑向圓弧階梯切口密封活塞環；在缸內，中徑圓弧切口閉合具有 氣壓密封功能增加氣缸壓力；環的一段中徑圓弧加長了環的展開周長用於外 徑磨損切口閉合延伸延長密封壽命。
6. 按照權利要求1所說一種單環活塞發動機和往復工作機，包括由活塞、連杆、 曲軸等部件組成的往復機構，氣缸中單環活塞的特徵活塞頭部，僅有一道 氣環槽降低到原油環槽最低的位置，槽上為頂岸，槽內無回油通道，槽底外 側環周有回油孔(C),縮短活塞，同時縮短缸套、缸體及往復傳動機構。
專利摘要單環活塞發動機，發動機是汽車、船舶、工、農機械等領域裡的核心動力，影響發動機動力提高的密封技術是活塞環，由於活塞環的切口張開共性漏氣，因此改革活塞環的結構密封切口，組成一道切口密封壓力環具有氣、油雙重密封功能密封環槽內側徑向切口間隙、環槽外側滑動間隙防止漏氣；密封環的底側軸向間隙，防止浮動機油上竄減環，氣缸壓力增加，解決發動機減環、漏氣、竄油和氣缸壓力偏低等切口密封技術難題，如將四環以上大型船用柴油機減成單環機，壓力增加提高熱機效率；緊湊機構節省活塞環、活塞、缸套、缸體等資源、能源、減少摩擦、降低磨損、減少排放汙染；將多環發動機全面輕量化低碳設計，跨越發展成單環活塞發動機。
文檔編號F02F5/00GK201310415SQ200820047749
公開日2009年9月16日 申請日期2008年5月15日 優先權日2008年5月15日
發明者高敦華 申請人:高敦華