專利名稱：一種高耐磨性活塞環(huán)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力機(jī)械的發(fā)動機(jī)用活塞環(huán)組，特別涉及一種高耐磨性的汽車用發(fā)動機(jī)活塞環(huán)組。
背景技術(shù)：
活塞環(huán)是燃油發(fā)動機(jī)內(nèi)部的核心部件，它和汽缸，活塞，汽缸壁等一起完成燃油氣體的密封?；钊h(huán)的作用包括密封、調(diào)節(jié)機(jī)油控油、導(dǎo)熱、導(dǎo)向四個作用。密封是指密封燃?xì)?，不讓燃燒室的氣體漏到曲軸箱，把氣體的泄漏量控制在最低限度，提高熱效率；漏氣不僅會使發(fā)動機(jī)的動力下降，而且會使機(jī)油變質(zhì)，這是活塞環(huán)組里的氣環(huán)的主要任務(wù)；調(diào)節(jié)機(jī)油是把氣缸壁上多余的潤滑油刮下，同時(shí)又使缸壁上布有薄薄的油膜，保證氣缸和活塞及環(huán)的正常潤滑，這是活塞環(huán)組里的油環(huán)的主要任務(wù)；在現(xiàn)代高速發(fā)動機(jī)上，特別重視活塞環(huán)控制油膜的作用；導(dǎo)熱是通過活塞環(huán)將活塞的熱量傳導(dǎo)給缸套，即起冷卻作用，據(jù)分析，活塞頂所受的的熱量中有70 80%是通過活塞環(huán)傳給缸壁而散掉的；支承是指活塞環(huán)將活塞保持在氣缸中，防止活塞與氣缸壁直接接觸，保證活塞平順運(yùn)動，降低摩擦阻力，而且防止活塞敲缸。一般汽油發(fā)動機(jī)的活塞采用兩道氣環(huán)，一道油環(huán)。在傳統(tǒng)的活塞環(huán)組中，第一道氣環(huán)是鑄鐵鍍鉻來制成，這種材料和制作工藝環(huán)境污染嚴(yán)重，制作成本高且材料利用率低。第二道氣環(huán)是采用鑄鐵環(huán)加工成外錐，其缺陷是使用壽命短；而組合油環(huán)是采用外圓鍍鉻，環(huán)境污染嚴(yán)重且制作成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提出一種高耐磨性的疊口外切的車用組合活塞環(huán)組。為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的活塞環(huán)組包括第一道氣環(huán)，第二道氣環(huán)以及組合油環(huán)。其中，第一道氣環(huán)采用成型鋼絲氮化處理；第二道氣環(huán)采用疊口、外錐、外切扭曲結(jié)構(gòu)，既保證了磨合期的快速磨合又延長了 30%的使用壽命，而且外切扭曲結(jié)構(gòu)提高了刮油效果，達(dá)到了降低油耗延長使用壽命的效果；組合油環(huán)包括襯環(huán)和刮片，其表面采用氮化處理以大幅提高表面硬度，進(jìn)而提高耐磨性能。優(yōu)選的，所述外圓外錐的錐度為1.5 2°。優(yōu)選的，所述氮化處理后的氮化層的厚度為> 0. 07mm。優(yōu)選的，所述第一道環(huán)在氮化處理的基礎(chǔ)上對外圓表面再做PVD鍍層處理。再優(yōu)選的，所述第二道氣環(huán)的疊口處結(jié)構(gòu)為帶圓弧加強(qiáng)型，確保了疊口環(huán)在工作狀態(tài)下不斷裂。再優(yōu)選的，所述組合油環(huán)在氮化處理的基礎(chǔ)上再對外圓表面做PVD鍍層處理。本發(fā)明的活塞環(huán)組的氣環(huán)和油環(huán)采用成型鋼絲氮化處理，表面硬度高，耐磨性能強(qiáng)，使用壽命相比現(xiàn)有的活塞環(huán)組提高約30% ；另外第二道氣環(huán)采用疊口、外錐以及外切扭曲結(jié)構(gòu)，延長了使用壽命而且刮油效果好。


通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。其中圖1所示為本發(fā)明的活塞環(huán)組的第一道氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為圖1的A-A面的截面放大示意圖；圖3所示為本發(fā)明的活塞環(huán)組的第二道氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為圖3中B-B面的截面放大示意圖；圖5所示為圖3中疊口處P的放大示意圖(自由狀態(tài))；圖6所示為本發(fā)明的活塞環(huán)組的組合油環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7所示為圖6中C-C面的截面放大示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1及圖2所示的本發(fā)明的活塞環(huán)組的第一道氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，第一道氣環(huán)采用成型鋼絲材料6Crl3Mo，表面經(jīng)過氮化處理；材料的利用率可以達(dá)到85%，相比原先的鑄鐵材料提高了約20%。表面硬度由鍍鉻的HV800-900提高到氮化處理的HV950-1200，有效地提高了表面硬度，達(dá)到了環(huán)保節(jié)能的目的。再優(yōu)選的，對于外圓表面，在氮化處理的基礎(chǔ)上可以再做PVD鍍層處理，使表面硬度達(dá)到HV1800-2300，大大提高了活塞環(huán)表面的耐磨性能，跟普通鍍鉻環(huán)相比延長使用壽命30%。如圖3所示的本發(fā)明的活塞環(huán)組的第二道氣環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述第二道氣環(huán)為疊口、外錐、外切扭曲結(jié)構(gòu)，圖4顯示了氣環(huán)外錐及外切結(jié)構(gòu)，圖5顯示了氣環(huán)的疊口處的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)保證了活塞環(huán)安裝后的工作磨合期的快速磨合，同時(shí)又延長了約30%的使用壽命；另外外切扭曲結(jié)構(gòu)提高了刮油效果，達(dá)到了降低油耗延長使用壽命的效果。疊口處結(jié)構(gòu)做成帶圓弧加強(qiáng)型確保了疊口環(huán)在工作狀態(tài)下不斷裂。優(yōu)選的，所述外圓外錐的錐度，即圖4中R夾角的角度為1.5 2°。如圖6所示的本發(fā)明的活塞環(huán)組的組合油環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的組合油環(huán)包括襯環(huán)31和刮片33(如圖7所示)，組合油環(huán)的表面采用氮化處理使表面硬度達(dá)到 HV950-1200，有效地提高了表面硬度，延長了使用壽命且同時(shí)達(dá)到了環(huán)保節(jié)能的目的。 對于刮片部分，在氮化處理的基礎(chǔ)上對其表面又做了 PVD鍍層處理，使其表面硬度達(dá)到 HV1800-2300，大大的提高了活塞環(huán)表面的耐磨性能，跟普通鍍鉻環(huán)相比延長使用壽命約 30%。優(yōu)選的，上述實(shí)施例中所述氮化處理后的氮化層的厚度為> 0. 07mm。本發(fā)明并不局限于所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神即公開范圍內(nèi)，仍可作一些修正或改變，故本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種高耐磨性活塞環(huán)組，包括第一道氣環(huán)，第二道氣環(huán)以及組合油環(huán)，其特征在于， 所述第一道氣環(huán)為成型鋼絲材料，表面通過氮化處理；所述第二道氣環(huán)構(gòu)造為疊口、外錐、 外切扭曲結(jié)構(gòu)；所述組合油環(huán)包括襯環(huán)和刮片，其表面采用氮化處理。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述第一道氣環(huán)的表面經(jīng)過氮化處理后再進(jìn)行PVD鍍層處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述第二道氣環(huán)的疊口處構(gòu)造為圓弧型。
4.如權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述組合油環(huán)的刮片表面在氮化處理的基礎(chǔ)上再進(jìn)行PVD鍍層處理。
5.如權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述經(jīng)過氮化處理后的表面硬度為 HV950-1200。
6.如權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述經(jīng)過氮化處理后的表面氮化層的厚度為彡0. 07mm。
7.如權(quán)利要求1所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述第二道氣環(huán)外錐結(jié)構(gòu)的錐度為 1. 5 2°。
8.如權(quán)利要求2或4所述的活塞環(huán)組，其特征在于，所述經(jīng)過PVD鍍層處理后的表面硬度為 HV1800-2300。
全文摘要
本發(fā)明涉及動力機(jī)械的發(fā)動機(jī)用活塞環(huán)組，特別涉及一種高耐磨性的汽車用發(fā)動機(jī)活塞環(huán)組。本發(fā)明的活塞環(huán)組包括第一道氣環(huán)，第二道氣環(huán)以及組合油環(huán)。其中，第一道氣環(huán)采用成型鋼絲氮化處理，第二道氣環(huán)采用疊口、外錐、外切扭曲結(jié)構(gòu)；組合油環(huán)包括襯環(huán)和刮片，其表面采用氮化處理以大幅提高表面硬度，進(jìn)而提高耐磨性能。本發(fā)明的活塞環(huán)組的氣環(huán)和油環(huán)采用成型鋼絲氮化處理，表面硬度高，耐磨性能強(qiáng)，使用壽命相比現(xiàn)有的活塞環(huán)組提高約30％；另外第二道氣環(huán)采用疊口、外錐以及外切扭曲結(jié)構(gòu)，延長了使用壽命而且刮油效果好。
文檔編號F16J9/26GK102168627SQ20111009903
公開日2011年8月31日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者安國清 申請人:安國清