一種刮油環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種降低滑動(dòng)摩擦并降低潤滑油消耗的刮油環(huán)結(jié)構(gòu)，屬于活塞環(huán)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)組件中，刮油環(huán)主要承擔(dān)刮油的功能，刮油效果主要取決于:一、環(huán)體順應(yīng)缸孔變形的能力，即貼合性能；二、環(huán)外圓面與缸套內(nèi)壁的接觸壓力。改善貼合性能、提尚接觸壓力都可以提尚油環(huán)的刮油功能。
[0003]根據(jù)接觸壓力P=2Ft (彈力)/D (缸徑)Xh (接觸高度)可知，增大Ft或者減小h都可以提高接觸壓力P。增大彈力會(huì)增大環(huán)體與缸套的摩擦損失，從而使燃油耗增加。所以，不增加彈力，通過刮油環(huán)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn)，減小h可以達(dá)到提高接觸壓力、改善油環(huán)的刮油功能、降低機(jī)油消耗的目的。
[0004]傳統(tǒng)的刮油環(huán)，由外部工作面、兩端面、內(nèi)部周向面構(gòu)成。其中外部工作面包括兩凸臺(tái)、兩凸臺(tái)斜側(cè)面及斜側(cè)面之間的槽底面。外部兩凸臺(tái)由與缸套接觸的面及凸臺(tái)兩側(cè)斜面組成。內(nèi)部周向面由兩側(cè)內(nèi)壁、圓弧面構(gòu)成。
[0005]減小刮油環(huán)刮油面的軸向高度，即減小刮油環(huán)外圓與缸套內(nèi)壁接觸高度h(此時(shí)h=2b)，可以明顯降低機(jī)油消耗量。而傳統(tǒng)刮油環(huán)結(jié)構(gòu)，接觸面的軸向?qū)挾萣，受加工工藝的限制，軸向?qū)挾萣大于0.15mm，一般范圍在0.2-0.5mm之間，無法做到小于0.15mm的要求。不同于傳統(tǒng)的刮油環(huán)，本專利刮油面(7)的軸向高度為a (此時(shí)h=2a)，減小a，即減小h，即使為降低摩擦功損失而減小刮油環(huán)彈力，仍然可以提高刮油環(huán)接觸壓力，達(dá)到降低機(jī)油耗得目標(biāo)。
[0006]類似專利對(duì)比說明，與專利US2002/0190476A1 (如圖3示)比較:本專利刮油環(huán)加工過程、使用不需要進(jìn)行方向識(shí)別，而上述專利產(chǎn)品在加工過程或使用過程有方向性要求，如果反向出錯(cuò)，對(duì)刮油環(huán)性能將產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0007]為了達(dá)到在降低摩擦功損失的同時(shí)能提高刮油環(huán)的刮油性能以及在加工過程、使用過程不要進(jìn)行方向識(shí)別的目的，需對(duì)刮油環(huán)外圓結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種刮油環(huán)，可以減小摩擦損失，保證刮油效果，又環(huán)保，同時(shí)保證加工的可行性。
[0009]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種刮油環(huán)，包括環(huán)本體和彈性元件，環(huán)本體包括徑向外部工作面、內(nèi)部周向面、兩端面，彈性元件設(shè)置在內(nèi)部周向面內(nèi)；所述徑向外部工作面包括兩個(gè)第一斜側(cè)面、兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面、兩個(gè)階梯過渡面、兩個(gè)第二凸臺(tái)階梯面、兩個(gè)第二斜側(cè)面、一個(gè)槽底面，同一側(cè)的第一斜側(cè)面、第一凸臺(tái)階梯面、階梯過渡面、第二凸臺(tái)階梯面、第二斜側(cè)面依次連接，每個(gè)第一斜側(cè)面的另一端與相應(yīng)的端面連接，兩個(gè)第二斜側(cè)面之間通過槽底面連接；所述內(nèi)部周向面包括兩側(cè)內(nèi)壁、兩圓弧面、兩斜側(cè)面、一圓弧連接面，同一側(cè)的內(nèi)壁、圓弧面、斜側(cè)面依次連接，每個(gè)內(nèi)壁的另一端與相應(yīng)的端面連接，兩斜側(cè)面通過圓弧連接面連接；在所述環(huán)本體上沿周向設(shè)置若干個(gè)回油孔，每個(gè)回油孔的一端均設(shè)置在槽底面、另一端均設(shè)置在圓弧連接面。
[0010]本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是:1、環(huán)本體的外圓刮油面采用階梯結(jié)構(gòu)(由第一凸臺(tái)階梯面、階梯過渡面、第二凸臺(tái)階梯面形成)，從而減小了刮油階梯面(第一凸臺(tái)階梯面)，保證了在低彈力下的高面壓，有利于降低摩擦損失及提高刮油效果，即減少了燃油消耗和潤滑油消耗。2、圓弧面內(nèi)裝有彈性元件，產(chǎn)生徑向彈力，使環(huán)體外圓與缸套內(nèi)壁有效接觸。彈性元件與圓弧面有兩個(gè)接觸面，與傳統(tǒng)一段圓弧面的一個(gè)接觸面比較，彈性元件及環(huán)體內(nèi)圓弧面磨損速度均減少，彈力衰減速度降低，也提高了刮油環(huán)的使用壽命。3、環(huán)本體上的回油孔的孔形狀為圓形孔或腰形孔，以利于刮下的油順暢排出。
[0011]本實(shí)用新型較傳統(tǒng)刮油環(huán)使用效果明顯，燃油耗降低約1~3%，機(jī)油消耗最高可降低約50%以上。
[0012]作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，第一凸臺(tái)階梯面至槽底面的徑向距離大于第二凸臺(tái)階梯面至槽底面的徑向距離；兩個(gè)斜側(cè)面、兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面、兩個(gè)階梯過渡面、兩個(gè)第二凸臺(tái)階梯面、兩個(gè)第二斜側(cè)面對(duì)稱于環(huán)本體高度中心布置；兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面相對(duì)于第二凸臺(tái)階梯面靠近兩端面。保證了環(huán)本體在缸套內(nèi)上下滑動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，即保證兩刮油階梯面均與缸套內(nèi)壁同時(shí)接觸。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，第一凸臺(tái)階梯面軸向?qū)挾葹?.05?0.15mm。保證了在低彈力下同時(shí)保持高面壓，降低潤滑油耗約35%，減小了摩擦功損失約15%，因發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦功損失60?70%來自油環(huán)。同時(shí)保證了加工工藝的可行性。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，第一凸臺(tái)階梯面、階梯過渡面、第二凸臺(tái)階梯面軸向的總寬度為0.20?0.45mm。階梯面使刮油環(huán)的使用壽命提高了 I倍。
[0015]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，第二凸臺(tái)階梯面與第一凸臺(tái)階梯面的夾角為0°?10°，其中第一凸臺(tái)階梯面與端面垂直。保證了刮下的油順暢的流出。
[0016]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，階梯過渡面的徑向最小距離為0.02?0.06mm，呈錐度結(jié)構(gòu)，保證了環(huán)本體在使用壽命范圍內(nèi)面壓的緩慢衰減，延長刮油環(huán)的使用壽命。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在第一凸臺(tái)階梯面、階梯過渡面、第二凸臺(tái)階梯面的外表面設(shè)置耐磨涂層。在刮油階梯面磨損后，階梯面上仍有耐磨涂層，同樣起著與普通油環(huán)的刮油效果，并且比傳統(tǒng)刮油環(huán)鍍層厚度降低約一半。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1中A-A向視圖。
[0020]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、2所示，刮油環(huán)主要包括環(huán)本體(4)和彈性元件(16)。環(huán)本體(4)包括徑向外部工作面(I)、內(nèi)部周向面(2)、兩端面(5)，彈性元件(16)設(shè)置在內(nèi)部周向面(2)內(nèi)。
[0022]徑向外部工作面(I)包括兩個(gè)第一斜側(cè)面(6)、兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面(7)、兩個(gè)階梯過渡面(8)、兩個(gè)第二凸臺(tái)階梯面(9)、兩個(gè)第二斜側(cè)面(10)、一個(gè)槽底面(11)，同一側(cè)的第一斜側(cè)面(6)、第一凸臺(tái)階梯面(7)、階梯過渡面(8)、第二凸臺(tái)階梯面(9)、第二斜側(cè)面
(10)依次連接，每個(gè)第一斜側(cè)面(6)的另一端與相應(yīng)的端面(5)連接，兩個(gè)第二斜側(cè)面(10)之間通過槽底面(11)連接。第一凸臺(tái)階梯面(7)至槽底面(11)的徑向距離大于第二凸臺(tái)階梯面(9 )至槽底面(11)的徑向距離。兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面(7 )對(duì)稱于環(huán)本體(4 )高度h中心布置。且兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面(7)相對(duì)于第二凸臺(tái)階梯面(9)靠近兩端面(5)。
[0023]第一凸臺(tái)階梯面(7)軸向?qū)挾萢為0.05?0.15mm。第一凸臺(tái)階梯面(7)、階梯過渡面(8)、第二凸臺(tái)階梯面(9)軸向的總寬度b為0.15?0.45mm。第二凸臺(tái)階梯面(9)與第一凸臺(tái)階梯面(7)的夾角e為0°?10°。階梯過渡面(8)的徑向最小距離c為0.02?0.06mm。第一凸臺(tái)階梯面(7)至槽底面(11)的徑向距離d為0.25?0.50mm (保證了回油路暢通，同時(shí)提高了環(huán)本體的剛性)。在第一凸臺(tái)階梯面(7)、階梯過渡面(8)、第二凸臺(tái)階梯面(9)的外表面設(shè)置耐磨涂層(17)。耐磨涂層(17)的厚度f為0.03?0.10_。
[0024]內(nèi)部周向面(2)包括兩側(cè)內(nèi)壁(3)、兩圓弧面(12)、兩斜側(cè)面(13)、一圓弧連接面
(14)，同一側(cè)的內(nèi)壁(3)、圓弧面(12)、斜側(cè)面(13)依次連接，每個(gè)內(nèi)壁(3)的另一端與相應(yīng)的端面(5 )連接，兩斜側(cè)面(13 )通過圓弧連接面(14 )連接。在環(huán)本體(4 )上沿周向設(shè)置若干個(gè)回油孔(15)，每個(gè)回油孔(15)的一端均設(shè)置在槽底面(11)、另一端均設(shè)置在圓弧連接面(14)。
[0025]圖中，Rg為環(huán)體內(nèi)圓面安裝彈性元件的圓弧半徑，Ri為環(huán)體內(nèi)圓面靠近回油孔的圓弧半徑。Fl為彈性元件(16)與圓弧面(12)的接觸面，有兩個(gè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種刮油環(huán)，包括環(huán)本體(4)和彈性元件(16 )，環(huán)本體(4)包括徑向外部工作面(I)、內(nèi)部周向面(2)、兩?而面(5)，彈性兀件(16)設(shè)置在內(nèi)部周向面(2)內(nèi)；其特征在于:所述徑向外部工作面(I)包括兩個(gè)第一斜側(cè)面(6)、兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面(7)、兩個(gè)階梯過渡面(8)、兩個(gè)第二凸臺(tái)階梯面(9)、兩個(gè)第二斜側(cè)面(10)、一個(gè)槽底面(11)，同一側(cè)的第一斜側(cè)面(6)、第一凸臺(tái)階梯面(7)、階梯過渡面(8)、第二凸臺(tái)階梯面(9)、第二斜側(cè)面(10)依次連接，每個(gè)第一斜側(cè)面(6)的另一端與相應(yīng)的端面(5)連接，兩個(gè)第二斜側(cè)面(10)之間通過槽底面(11)連接；所述內(nèi)部周向面(2)包括兩側(cè)內(nèi)壁(3)、兩圓弧面(12)、兩斜側(cè)面(13)、一圓弧連接面(14 )，同一側(cè)的內(nèi)壁(3 )、圓弧面(12)、斜側(cè)面(13 )依次連接，每個(gè)內(nèi)壁(3 )的另一端與相應(yīng)的端面(5)連接，兩斜側(cè)面(13)通過圓弧連接面(14)連接；在所述環(huán)本體(4)上沿周向設(shè)置若干個(gè)回油孔(15)，每個(gè)回油孔(15)的一端均設(shè)置在槽底面(11)、另一端均設(shè)置在圓弧連接面(14)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于:第一凸臺(tái)階梯面(7)至槽底面(11)的徑向距離大于第二凸臺(tái)階梯面(9)至槽底面(11)的徑向距離；兩個(gè)斜側(cè)面(6)、兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面(7)、兩個(gè)階梯過渡面(8)、兩個(gè)第二凸臺(tái)階梯面(9)、兩個(gè)第二斜側(cè)面(10)對(duì)稱于環(huán)本體(4 )高度中心布置；兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面(7 )相對(duì)于第二凸臺(tái)階梯面(9 )靠近兩端面(5)03.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于:第一凸臺(tái)階梯面(7)軸向?qū)挾葹?.05 ?0.15mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于:第一凸臺(tái)階梯面(7)、階梯過渡面(8)、第二凸臺(tái)階梯面(9)軸向的總寬度為0.20?0.45mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于:第二凸臺(tái)階梯面(9)與第一凸臺(tái)階梯面(7)的夾角為0°?10°，其中第一凸臺(tái)階梯面(7)與端面(5)垂直。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于:階梯過渡面(8)的徑向最小距離為0.02 ?0.06mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮油環(huán)，其特征在于:在第一凸臺(tái)階梯面(7)、階梯過渡面(8)、第二凸臺(tái)階梯面(9)的外表面設(shè)置耐磨涂層(17)。
【專利摘要】一種刮油環(huán)，屬于活塞環(huán)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，包括彈性元件、徑向外部工作面、內(nèi)部周向面、兩端面，徑向外部工作面包括兩個(gè)第一斜側(cè)面、兩個(gè)第一凸臺(tái)階梯面、兩個(gè)階梯過渡面、兩個(gè)第二凸臺(tái)階梯面、兩個(gè)第二斜側(cè)面、一個(gè)槽底面，同一側(cè)的第一斜側(cè)面、第一凸臺(tái)階梯面、階梯過渡面、第二凸臺(tái)階梯面、第二斜側(cè)面依次連接，每個(gè)第一斜側(cè)面的另一端與相應(yīng)的端面連接，兩個(gè)第二斜側(cè)面之間通過槽底面連接；內(nèi)部周向面包括兩側(cè)內(nèi)壁、兩圓弧面、兩斜側(cè)面、一圓弧連接面，同一側(cè)的內(nèi)壁、圓弧面、斜側(cè)面依次連接，每個(gè)內(nèi)壁的另一端與相應(yīng)的端面連接，兩斜側(cè)面通過圓弧連接面連接；在環(huán)本體上設(shè)置若干個(gè)回油孔?？梢詼p小摩擦損失，保證刮油效果，同時(shí)保證加工的可行性。
【IPC分類】F16J9/20
【公開號(hào)】CN204692563
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520255922
【發(fā)明人】吳映雪, 劉千喜, 錢正進(jìn), 周月亭, 陽光懷
【申請(qǐng)人】儀征亞新科雙環(huán)活塞環(huán)有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年4月27日