專利名稱：一種車用高速空壓機活塞防竄油封氣結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及空壓機，具體涉及車用活塞往復式空壓機，特別是往復式空壓機的活塞防竄油封氣結構。
背景技術：
商用載重車和大型客車一般都采用活塞往復式空壓機作為其制動氣源，空壓機竄油的問題由來已久。車用活塞往復式空壓機采用活塞環作為氣環密封，在結構上與發動機類似，但發動機有稍許竄油是許可的，在空壓機上出現則有其危險性。現階段的應對辦法， 主要都從鑄鐵活塞環與氣缸的配合精度、活塞環端隙和側隙的控制方面著手，不能根本解決問題。隨著商用載重車和大型客車載重能力的不斷提高，對車用空壓機的要求異常嚴格， 空壓機的轉速最高已達3000r/min以上,空壓機的活塞往復運動速度要求最高已達10m/s, 空壓機竄油問題更加突出。
發明內容
本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術不足，提供一種車用高速空壓機活塞防竄油封氣結構，該防竄油封氣結構的封氣、封油性能好。本發明為解決上述提出的問題所采用解決方案為一種車用高速空壓機活塞防竄油封氣結構，它包括設置在氣缸內部的活塞，活塞的外圓柱面上設有活塞環，活塞環與氣缸密封接觸；所述活塞環為兩道，其中一道活塞環為開口金屬活塞環，另一道為自潤滑材料活塞環。上述方案中，所述自潤滑材料活塞環設置在開口金屬活塞環的活塞頂部一側。上述方案中，所述自潤滑材料活塞環的氣缸接觸面上開有“V”形槽。上述方案中，自潤滑材料活塞環的氣缸接觸面的開口金屬活塞環一側的邊緣倒角。上述方案中，所述活塞的外圓柱面上開有兩道槽，兩道活塞環分別嵌在兩道槽內。上述方案中，所述自潤滑材料活塞環所在的槽內還設有一個開口支撐環；所述自潤滑材料活塞環是截面為“L”形的整體環，自潤滑材料活塞環靠活塞頂部一側支承在開口支撐環上，另一側與開口支撐環一起卡在槽內。 上述方案中，所述自潤滑材料為填充聚四氟乙烯。與現有技術相比，本發明防竄油封氣結構采用兩道環結構，一道活塞環采用具有自潤滑材料作為密封元件完成空壓機活塞的氣封和油封，解決空壓機的封油和封氣問題; 另一道活塞環采用開口金屬活塞環作為傳熱元件將活塞的熱量傳給氣缸，解決了自潤滑材料的導熱性能差，活塞上的熱量不能及時傳給氣缸而影響空壓機的工作性能的問題，同時， 開口金屬活塞環也可起到一定的刮油作用，更一步減少竄油現象的發生，具有很好的封氣、 封油性能。
圖I為本發明防竄油封氣結構實施例的結構示意圖。圖2為自潤滑材料活塞環的橫截面圖。圖中1_氣缸，2-自潤滑材料活塞環，201-第一內環密封唇口，202-第二內環密封唇口，203-第三內環密封唇口，204-外環內密封端面，205-外環外密封端面，3-開口支撐環，4-活塞,5-開口金屬活塞環。
具體實施例方式如圖I所示的本發明實施例，它包括設置在氣缸I內部的活塞4，活塞4的外圓柱面上設有活塞環，活塞環與氣缸I密封接觸；所述活塞環為兩道，其中一道活塞環為開口金屬活塞環5，另一道為自潤滑材料活塞環2。自潤滑材料活塞環2設置在活塞頂端一側。所述活塞4的外圓柱面上開有兩道槽，兩道活塞環分別嵌在兩道槽內。所述自潤滑材料為填充四氟乙烯(PTFE)。如圖2所示，所述自潤滑材料活塞環2所在的槽內還設有一個開口支撐環3 ;所述自潤滑材料活塞環2是截面為“L”形的整體環，自潤滑材料活塞環2靠活塞頂部一側支承在開口支撐環3上，另一側與開口支撐環3 —起卡在槽內。所述自潤滑材料活塞環的氣缸接觸面上開有“V”形槽，自潤滑材料活塞環的氣缸接觸面靠開口金屬活塞環一側的邊緣倒角，使得自潤滑材料活塞環2在與氣缸密封面接觸的表面上形成三個唇口，第一內環密封唇口 201在活塞的運動過程中起封氣作用，第二內環密封唇口 202起封油作用，有效地擋住粘附在氣缸密封表面的剩余油膜，第三內環密封唇口 203起布油作用，使填充聚四氟乙烯整體內環與氣缸密封面間保持一定的殘余油膜。 開口支撐環3起彈性支撐施力作用，確保所述三個唇口均勻地緊帖在滑動表面上。自潤滑材料活塞環外環內密封端面204與支撐環3端面接觸，外環外密封端面205與槽端面接觸， 兩者均起靜密封作用，防止油和氣通過槽沿活塞運動方向上的竄動。根據車用空壓機的工作性能要求，本發明實施例選用錫青銅粉、石墨、碳纖維、玻璃纖維、二硫化鑰作為填充聚四氟乙烯的填充材料。上述開口金屬活塞環和開口支撐環的材料均為鑄鐵。 本發明實施例的優點在于對空壓機活塞的密封采用兩道環結構。在第一道環上，采用具有自潤滑性的填充聚四氟乙烯(PTFE)材料整體密封環和開口支撐環的組合作為密封元件完成空壓機活塞的氣封和油封，解決空壓機的封油和封氣問題；在第二道環上配置開口金屬活塞環作為傳熱元件將活塞的熱量傳給氣缸。填充聚四氟乙烯具有優良的耐磨性能，它與橡膠彈性體的組合密封作為一種有效、緊湊且長壽命的密封形式已廣泛用于往復運動的油缸中。但對于車用高速空壓機來說， 由于其活塞往復運動速度高，工作溫度高，橡膠彈性體的耐久性存在一些問題。本實施例采用填充聚四氟乙烯的自潤滑材料活塞環直接參與氣缸密封面的相對運動，開口支撐環作為彈性元件使自潤滑材料活塞環與氣缸密封面緊密接觸。本實施例在活塞的第二道環上配置有開口金屬活塞環作為傳熱元件與氣缸密封面接觸，解決了填充聚四氟乙烯的導熱性能差所造成的活塞上熱量不能及時傳給氣缸而影響空壓機的工作性能的問題，開口金屬活塞環同時也可起到一定的刮油作用，更一步減少竄油現象的發生。
權利要求
1.一種車用高速空壓機活塞防竄油封氣結構，它包括設置在氣缸內部的活塞，活塞的外圓柱面上設有活塞環，活塞環與氣缸密封接觸；其特征在于所述活塞環為兩道，其中一道活塞環為開口金屬活塞環，另一道為自潤滑材料活塞環。
2.如權利要求I所述的防竄油封氣結構，其特征在于所述自潤滑材料活塞環設置在開口金屬活塞環的活塞頂部一側。
3.如權利要求2所述的防竄油封氣結構，其特征在于所述自潤滑材料活塞環的氣缸接觸面上開有“V”形槽。
4.如權利要求2或3所述的防竄油封氣結構，其特征在于自潤滑材料活塞環的氣缸接觸面的開口金屬活塞環一側的邊緣倒角。
5.如權利要求I所述的防竄油封氣結構，其特征在于所述活塞的外圓柱面上開有兩道槽，兩道活塞環分別嵌在兩道槽內。
6.如權利要求5所述的防竄油封氣結構，其特征在于所述自潤滑材料活塞環所在的槽內還設有一個開口支撐環；所述自潤滑材料活塞環是截面為“L”形的整體環，自潤滑材料活塞環靠活塞頂部一側支承在開口支撐環上，另一側與開口支撐環一起卡在槽內。
7.如權利要求I所述的防竄油封氣結構，其特征在于所述自潤滑材料為填充聚四氟乙烯。
全文摘要
本發明涉及一種車用高速空壓機活塞防竄油封氣結構，它包括設置在氣缸內部的活塞，活塞的外圓柱面上設有活塞環，活塞環與氣缸密封接觸；所述活塞環為兩道，其中一道活塞環為開口金屬活塞環，另一道為自潤滑材料活塞環。本發明防竄油封氣結構采用兩道環結構，一道活塞環采用具有自潤滑材料作為密封元件完成空壓機活塞的氣封和油封，解決空壓機的封油和封氣問題；另一道活塞環采用開口金屬活塞環作為傳熱元件將活塞的熱量傳給氣缸，同時，開口金屬活塞環也可起到一定的刮油作用，更一步減少竄油現象的發生，具有很好的封氣、封油性能。
文檔編號F04B39/04GK102588252SQ20121003819
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月20日 優先權日2012年2月20日
發明者匡瓏, 沈鑫, 沈順成, 談劍 申請人:武漢理工大學