一種組合式活塞氣環的製作方法

2023-06-03 18:43:56 4

專利名稱：一種組合式活塞氣環的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及發動機零件，具體涉及一種用於往復活塞式發動機的組合式活塞氣環。
背景技術：
活塞環是往復活塞式發動機的關鍵零件，包括氣環和油環。活塞上安裝氣環和油環與氣缸配合，活塞的頂部與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室；活塞的主要作用是承受氣缸中的氣體壓力，並將此壓力通過活塞銷傳遞給連杆，以推動曲軸旋轉。氣環的主要作用保證活塞與氣缸壁間的密封，防止高溫、高壓燃氣大量漏入曲軸箱，同時還將活塞頂部的大部分熱量傳遞到氣缸壁，再由空氣或冷卻水帶走；密封是導熱的前提，如果氣環密封不好，高壓燃氣將直接氣環的外圓表面漏入曲軸箱，這樣不但由於氣環和氣缸壁貼合不嚴而不能很好地散熱，相反地氣環的外圓表面還要接收附加的熱量，導致能耗上升、排除廢氣中的有害物質增多，最後，必將導致活塞和氣環燒壞。氣缸內的高壓燃氣漏入曲軸箱的主要通路是活塞氣環的切口，而普通的活塞氣環為開有直切口的單片環，裝在活塞上與氣缸壁配合後，切口兩端雖然接觸，但仍然存在間隙；為了加強對氣缸體的密封，通常在活塞上裝有2 — 3這種單片氣環，並使各氣環的切口相互錯開，形成「迷宮」式的密封結構；實踐證明這種「迷宮」 式的密封結構還存在環間竄氣的缺陷，特別是在使用過程中，會出現各環切口相互靠近甚至對齊，造成短路漏氣的情況發生，密封效果顯著變差。為了改善活塞氣環的密封性，人們提出了多種改進活塞氣環結構和切口形狀的技術方案如將單片環的直切口改為斜切口或者階梯切口，在單片環的切口處設置封口片，將單片環改為兩片切口錯開的雙片組合環，等等。為了延長活塞氣環的使用壽命，人們對活塞氣環的材料進行了研究，將合金鑄鐵改為不鏽鋼。這些技術方案雖然都有一定加強密封和延長使用壽命的效果，但有的效果不理想，有的工藝複雜且可靠性差，有的密封效果較好而使用壽命短，都沒有很好地解決現有活塞氣環存在的漏氣和使用壽命問題。
發明內容本實用新型的目的是提供一種組合式活塞氣環，它密封可靠、導熱性好，彈性好而且耐磨、使用壽命長，能改善和提高發動機的整機性能，降低能耗，減少排除廢氣中的有害物質含量。本實用新型所述的一種組合式活塞氣環，包括用不鏽鋼製作的下環和上環，在下環上設有一定位件，在上環上設有與該定位件配合的定位槽口 ；在組裝狀態下，所述上環上的定位槽口與下環上的定位件接合，使下環切口與上環切口相互錯開；其特徵是在下環和上環的外圓周表面附著有陶瓷薄膜層，陶瓷薄膜層與下環或上環的金屬本體之間有擴散層。進一步，所述定位件呈「L」形，設在靠近下環切口的端部，所述定位槽口設在上環切口的兩端或一端。[0006]進一步，所述陶瓷薄膜層5厚度為5 — 10 μ m，擴散層的深度為30 — 60 μ m。進一步，所述下環1和上環2的厚度相等。本實用新型和現有技術相比具有以下優點它密封可靠、導熱性好，彈性好而且耐磨、使用壽命長，能改善和提高發動機的整機性能，降低能耗，減少排除廢氣中的有害物質含量。排除廢氣中的HC在200 - 550ppm的範圍內(標準值< 1200ppm)、CO在1 一 2. 2% 的範圍內(標準值< 4.5%)。

圖1是本實用新型的使用狀態示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的A部剖視圖；圖4是本實用新型的上環自由狀態示意圖；圖5是圖4的俯視圖；圖6是本實用新型的下環自由狀態示意圖；圖7是圖6的俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。參見圖1至圖7所示的一種組合式活塞氣環，包括用不鏽鋼製作且厚度相等的下環1和上環2，在下環1上設有一定位件3，在上環2上設有與該定位件3配合的定位槽口 4;在組裝狀態下，所述上環上的定位槽口與下環上的定位件接合，使下環切口與上環切口相互錯開；其特徵是在下環1和上環2的外圓周表面附著有陶瓷薄膜層5，陶瓷薄膜層與下環1或上環2的金屬本體之間有擴散層6 ；陶瓷薄膜層5厚度為5 — 10 μ m，擴散層6的深度為30 — 60 μ m。所述定位件3呈「L」形，設在靠近下環1切口的端部，所述定位槽口 4設在上環2 切口的兩端。本實用新型採用滲浸陶瓷的方法使下環1和上環2外圓周表面附著的陶瓷薄膜層，其步驟如下第一步，清洗乾燥，用120 #溶劑清洗下環1和上環2，去除油汙和雜物顆粒，然後， 用熱風吹乾；第二步，裝爐預熱，將吹乾後的下環1和上環2重疊裝在圓筒夾具上，放置在熱處理真空爐中，並使圓筒夾具之間保持一定間隔，以保證加熱均勻；然後，通電預熱1 一 2小時，溫度升至250°C 士5°C ；第三步，抽真空，開啟真空泵，使熱處理真空爐的真空控制在50Pa — 55Pa的範圍內；第四步，通入氮氣、矽烷、硼烷，按80 — 85%的氮氣、5 — 10%的矽烷、10 — 15%的硼烷通入熱處理真空爐內，並控制流量，保持爐內的真空度；第五步，保溫滲陶，將熱處理真空爐的爐溫控制在250°C 士5°C的範圍內，保溫8. 5 小時一 10小時；第六步，冷卻出爐。
權利要求1.一種組合式活塞氣環，包括用不鏽鋼製作的下環(1)和上環(2)，在下環(1)上設有一定位件(3)，在上環(2)上設有與該定位件(3)配合的定位槽口(4)；在組裝狀態下，所述上環的定位槽口與下環的定位件接合，使下環切口與上環切口相互錯開；其特徵是在下環(1)和上環(2)的外圓周表面附著有陶瓷薄膜層(5)，陶瓷薄膜層與下環(1)或上環(2) 的金屬本體之間有擴散層(6 )。
2.根據權利要求1所述的一種組合式活塞氣環，其特徵是所述定位件(3)呈「L」形， 設在靠近下環(1)切口的端部，所述定位槽口(4)設在上環(2)切口的一端或兩端。
3.根據權利要求1或2所述的一種組合式活塞氣環，其特徵是所述陶瓷薄膜層(5)厚度為5 — 10微米，擴散層(6)的深度為30 - 60微米。
4.根據權利要求1或2所述的一種組合式活塞氣環，其特徵是所述下環(1)和上環 (2)的厚度相等。
專利摘要本實用新型公開一種組合式活塞氣環，包括用不鏽鋼製作的下環和上環，在下環上設有一定位件，在上環上設有與該定位件配合的定位槽口；在組裝狀態下，所述上環上的定位槽口與下環上的定位件接合，使下環切口與上環切口相互錯開；其特徵是在下環和上環的外圓周表面附著有陶瓷薄膜層，陶瓷薄膜層與下環或上環的金屬本體之間有擴散層。具有以下優點它密封可靠、導熱性好，彈性好而且耐磨、使用壽命長，能改善和提高發動機的整機性能，降低能耗，減少排除廢氣中的有害物質含量。排除廢氣中的HC在200－550ppm的範圍內、CO在1－2.2％的範圍內。
文檔編號F02F5/00GK202001134SQ20112011082
公開日2011年10月5日 申請日期2011年4月15日 優先權日2011年4月15日
發明者孔凡魯 申請人:孔凡魯