一種新型嵌裝式防竄油活塞結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種嵌裝式防竄油活塞結構，包括設置于缸套內的活塞，活塞外壁與缸套內壁之間具有間隙腔，活塞外壁設有氣環槽和油環槽，氣環槽內裝設有氣環，油環槽內裝設有油環，氣環活動設置于氣環槽內，氣環與氣環槽側壁之間形成有背隙腔，氣環與氣環槽上壁和/或氣環槽下壁之間形成有將背隙腔與間隙腔導通的間隙通道，活塞本體上還設有裝配孔，該裝配孔內裝有由粉末冶金材料制成的放嵌件，放嵌件內部形成疏導通道。本實用新型利用空壓機或內燃機加壓過程產生的壓差并通過疏導通道清除活塞背隙腔內的竄油，使空壓機或內燃機的使用壽命更長，運行更穩定，對于加工制造而言，精度要求較低，可降低成本，有利于生產加工制造。
【專利說明】
一種新型嵌裝式防竄油活塞結構
技術領域
[0001]本實用新型屬于空壓機或內燃機技術領域，具體涉及一種用于空壓機或內燃機的新型嵌裝式防竄油活塞結構。
【背景技術】
[0002]用于空壓機或內燃機的活塞，活塞外壁從上至下設有三道密封環槽(可參見專利CN202108699U和專利CN104329239A)，分別為第一環槽、第二環槽和第三環槽，其中第一環槽和第二環槽內分別裝設有與缸套內壁氣密封配合的第一氣環和第二氣環，第三環槽內裝設有與缸套內壁油密封配合的第三油環，第一氣環和第二氣環用于活塞上部空氣腔體與活塞下部油氣腔體之間的氣密封，同時防止活塞下部腔體的油液或油霧進入到活塞上部腔體內(竄油問題)，第三油環刮除缸套內壁上大部分油液，剩少量油液附著于缸套內壁用于與活塞之間摩擦潤滑，進一步的，為便于裝配和抗長期磨損，第一氣環、第二氣環和第三油環均設計成有搭口(間隙)的彈性開環結構(參見專利CN10178339A)，鑒于上述活塞結構，活塞在缸套內上下往復運動過程中，活塞下部腔體的油液或油霧不可避免地從第一氣環、第二氣環和第三油環的搭口處或第一氣環、第二氣環和第三油環與缸套內壁之間的間隙處竄入到活塞上部腔體，即現有空壓機及內燃機普遍存在的竄油問題。
[0003]為解決上述問題，現有技術提出了若干解決方案。例如專利CN102588252A和專利CN101334021A從材料方面改進，以使密封環或缸套內壁更耐磨，來保持活塞與缸套之間更持久的密封性能；又例如專利CN104329239A、專利CN103790803A、CN10178339A以及專利CN202108700U從氣環和/或油環的結構方面改進以使密封環與缸套內壁之間的密封效果更好以防止竄油，這些方案簡單來說是均采用“堵”的方式以解決問題，然而實際使用效果并不理想，在前期短時間內可能達到較好的效果，但經過一段時間運行后氣環和油環發生磨損后問題依舊，另外從生產制造來說，其加工精度要求更高，成本也隨之增加；而且采用“堵”的方式，即使能有效改善竄油問題，但另一方面也會減少缸套內壁的布油量，從而增大活塞與缸套內壁之間摩擦損耗，不利于空壓機或內燃機正常使用。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于空壓機或內燃機的新型嵌裝式防竄油活塞結構，本實用新型采用與現有技術完全相反的“疏”的方式以解決竄油的技術問題，其中活塞氣環槽內加工裝配孔，在裝配孔內嵌裝由粉末冶金材料制成的多孔隙制品的放嵌件，便于加工制造。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0006]—種嵌裝式防竄油活塞結構，包括設置于缸套內的活塞，活塞外壁與缸套內壁之間具有間隙腔，活塞外壁從上至下設有氣環槽和油環槽，氣環槽內裝設有與缸套內壁密封配合的氣環，油環槽內裝設有與缸套內壁密封配合的油環，氣環活動設置于氣環槽內，氣環與氣環槽側壁之間形成有背隙腔，氣環與氣環槽上壁和/或氣環槽下壁之間形成有將背隙腔與間隙腔導通的間隙通道，活塞本體上還設有將背隙腔與缸套內的活塞下部腔體連通的裝配孔，該裝配孔內嵌裝有與裝配孔相匹配的放嵌件，該放嵌件為粉末冶金材料制成的多孔隙制品，放嵌件內部的若干微細孔隙形成將放嵌件兩端導通的疏導通道。
[0007]其中，所述放嵌件為銅錫基粉末冶金材料制成。銅錫基粉末冶金材料制成的多孔隙制品，其內部孔隙大小為0.01-0.1mm，孔隙分布均勻，有利于形成兩端連通的疏導通道，并在壓差作用下將活塞竄油經過該疏導通道排出。而且該放嵌件無需借助專用設備進行精細化加工，有效解決了活塞和放嵌件的微細通孔加工難題，有利于加工制作。
[0008]進一步的，所述放嵌件的兩端設有吸油海綿，以便于吸收儲存活塞竄油。
[0009]其中，所述氣環槽為兩個，分別為第一氣環槽和第二氣環槽，第一氣環槽設置于第二氣環槽上方，第一氣環槽和第二氣環槽內分別裝設有第一氣環和第二氣環，所述通孔設置于第一氣環槽和/或第二氣環槽內。優選的，裝配孔為多個，每個裝配孔內均嵌裝有放嵌件，該多個裝配孔沿氣環槽的圓周均勻分布。
[0010]進一步的，所述氣環和所述油環均為設置有搭口的彈性開環結構。
[0011 ]采用上述技術方案后，本實用新型和現有技術相比所具有的優點是:
[0012]本實用新型所述的一種嵌裝式防竄油活塞結構，活塞設置有與缸套內壁密封配合的氣環和油環，其中油環用于缸套內壁布油以對活塞起到潤滑作用，同時油環還用于去除缸套內壁附著的大部分油液，氣環用于活塞與缸套內壁之間氣密封，保證活塞上部腔體輸出正常壓力的壓縮空氣。由于氣環活動設置于氣環槽內，因而當活塞沿缸套下行時，活塞上部腔體吸氣為負壓狀態，活塞下部腔體的氣壓大于活塞上部腔體的氣壓，而且氣環與缸套內壁之間的摩擦力和慣性力迫使氣環的上端面與氣環槽上壁緊密貼合，此時背隙腔通過氣環下部的間隙通道與間隙腔連通，通過油環竄入間隙腔內的油液經過該間隙通道進入背隙腔，背隙腔內的部分油液利用放嵌件的疏導通道進入到活塞下部的油腔；當活塞沿缸套上行時，活塞上部腔體密封為加壓狀態，活塞上部腔體的氣壓遠大于活塞下部腔體的氣壓，而且氣環與缸套內壁之間的摩擦力和慣性力迫使氣環的下端面與氣環槽下壁緊密貼合，此時背隙腔通過氣環上部的間隙通道與活塞上部的氣腔連通，背隙腔內留存的油液在壓差作用力下經過放嵌件內部若干微細孔隙構成的疏導通道進入到活塞下部的油腔。本實用新型采用與現有技術完全相反的“疏”(疏導)的方式以解決竄油的技術問題，其利用空壓機或內燃機加壓過程產生的壓差并通過疏導通道清除活塞背隙腔內的竄油，其略微降低壓縮比，經過測試采用本實用新型的空壓機壓縮比僅比常規空壓機低2%左右，但是本實用新型從根本上解決了空壓機或內燃機的活塞竄油問題，使空壓機或內燃機的使用壽命更長，運行更穩定。由于在活塞本體上不便通過常規鉆孔機鉆設微細通孔，采用本實用新型可以先通過粉末冶金燒結工藝制作內部具有微細孔的放嵌件，再將該放嵌件嵌裝到活塞的裝配孔內，這樣便于加工制作。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0014]圖1為本實用新型的工作狀態的剖視結構示意圖；
[0015]圖2為圖1中A處所示的活塞上行狀態的結構示意圖；
[0016]圖3為本實用新型的活塞下行狀態的結構示意圖；
[0017]圖4為本實用新型的另一結構的不意圖。
[0018]圖中:1.缸套;2.活塞;3.間隙腔;4.氣環槽;41.第一氣環槽;42.第二氣環槽;5.油環槽;6.氣環;61.第一氣環;62.第二氣環;7.油環;8.回油孔;9.背隙腔；10.間隙通道；11.裝配孔;12.放嵌件;13.吸油海綿。
【具體實施方式】
[0019]以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不因此而限定本實用新型的保護范圍。
[0020]參見圖1-圖4，一種嵌裝式防竄油活塞結構，包括設置于缸套I內的活塞2，活塞2外壁與缸套I內壁之間具有間隙腔3，活塞2外壁從上至下設有氣環槽4和油環槽5，氣環槽4內裝設有與缸套I內壁密封配合的氣環6，其中，所述氣環槽4為兩個，分別為第一氣環槽41和第二氣環槽42，第一氣環槽41設置于第二氣環槽42上方，第一氣環槽41和第二氣環槽42內分別裝設有第一氣環61和第二氣環62，氣環6用于活塞2與缸套I內壁之間氣密封，保證活塞2上部腔體輸出正常壓力的壓縮空氣，油環槽5內裝設有與缸套I內壁密封配合的油環7，油環7用于缸套I內壁布油以對活塞2起到潤滑作用，同時油環7還用于去除缸套I內壁附著的大部分油液，優選的，油環槽5內還設有回油孔8。本實施例中，所述氣環6和所述油環7均為設置有搭口的彈性開環結構，便于裝配和抗磨損，保持長久密封性。
[0021 ]本實施例的活塞2設有將背隙腔9與缸套I內的活塞2下部腔體連通的裝配孔11，該裝配孔11內嵌裝有與裝配孔11相匹配的放嵌件12，該放嵌件12為粉末冶金材料制成的多孔隙制品，放嵌件12內部的若干微細孔隙形成將放嵌件12兩端導通的疏導通道。其中，所述放嵌件12為銅錫基粉末冶金材料制成。銅錫基粉末冶金材料制成的多孔隙制品，其內部孔隙大小為0.01-0.1mm，孔隙分布均勻，有利于形成兩端連通的疏導通道，并在壓差作用下將活塞2的竄油經過該疏導通道排出。而且該放嵌件12無需借助專用設備進行精細化加工，有效解決了活塞2和放嵌件12的微細通孔加工難題，有利于加工制作。
[0022]進一步的，所述放嵌件12的兩端設有吸油海綿13，以便于吸收儲存活塞竄油，油液吸附于吸油海綿13上，吸油海綿13緊貼放嵌件12的兩端，有利于油液與放嵌件12的端面充分接觸，從而使油液更容易進入放嵌件12的內部微細孔隙中。其中裝配孔11也可以為活塞2本體內彎折連通孔，參見圖4，裝配孔11包括從第一氣環槽41橫向鉆入的橫向鉆孔和從活塞2底部豎向鉆入的豎向鉆孔，橫向鉆孔與豎向鉆孔連通，這種鉆孔加工方式有利活塞2加工。
[0023]氣環6活動設置于氣環槽4內，活動設置是只氣環6可在氣環槽4內上下移動，氣環6與氣環槽4側壁之間形成有背隙腔9，氣環6與氣環槽4上壁和/或氣環槽4下壁之間形成有將背隙腔9與間隙腔3導通的間隙通道10，所述裝配孔11設置于第一氣環槽41和/或第二氣環槽42內，本實施例中，所述裝配孔11設置于第一氣環槽41內，裝配孔11設置于第一氣環槽41內的防竄油效果優于設置于第二氣環槽42，從油環7竄入的油液首先經過第二氣環槽42內氣環6阻擋，這里第二氣環62與現有技術活塞2中的第二氣環62作用相同，用于氣密封和去除大部分油液，第二氣環槽42的背隙腔9用于油環7與第一氣環61之間竄油的緩沖腔體，經過第二氣環62后仍向上竄入的油液進入第一氣環槽41的背隙腔9，最后在差壓作用下從疏導通道13回流至活塞2下部腔體。所述裝配孔11為多個，每個裝配孔11內均嵌裝有放嵌件12，該多個裝配孔11沿氣環槽4的圓周均勻分布。
[0024]參見圖2，當活塞2沿缸套I上行時，活塞2上部腔體密封為加壓狀態，活塞2上部腔體的氣壓遠大于活塞2下部腔體的氣壓，而且氣環6與缸套I內壁之間的摩擦力和慣性力迫使氣環6的下端面與氣環槽4下壁緊密貼合，此時背隙腔9通過氣環6上部的間隙通道10與活塞2上部的氣腔連通，由于間隙腔3、間隙通道10和疏導通道13均為細隙結構，氣壓通過時會逐漸衰減，因此活塞2上部腔體氣壓？1>間隙腔3氣壓P2>背隙腔9氣壓P3>活塞2下部腔體氣壓P4，背隙腔9內留存的油液在壓差作用力下從疏導通道13進入到活塞2下部的油腔。
[0025]參見圖3，當活塞2沿缸套I下行時，活塞2上部腔體吸氣為負壓狀態，活塞2下部腔體的氣壓大于活塞2上部腔體的氣壓，而且氣環6與缸套I內壁之間的摩擦力和慣性力迫使氣環6的上端面與氣環槽4上壁緊密貼合，此時背隙腔9通過氣環6下部的間隙通道10與間隙腔3連通，通過油環7竄入間隙腔3內的油液經過該間隙通道10進入背隙腔9，背隙腔9內的部分油液經過與缸套I內的活塞2下部腔體連通的疏導通道13進入到活塞2下部的油腔。
[0026]本實用新型采用與現有技術完全相反的“疏”的方式以解決竄油的技術問題，其利用空壓機或內燃機加壓過程產生的壓差并通過疏導通道13清除活塞2背隙腔9內的竄油，其略微降低壓縮比，經過測試采用本實用新型的空壓機壓縮比僅比常規空壓機低2%左右，但是本實用新型從根本上解決了空壓機或內燃機的活塞2竄油問題，使空壓機或內燃機的使用壽命更長，運行更穩定。
[0027]以上所述實施例并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，在本實用新型的精神和原則之內對其中部分技術特征進行等同替換，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種新型嵌裝式防竄油活塞結構，包括設置于缸套(I)內的活塞(2)，活塞(2)外壁與缸套(I)內壁之間具有間隙腔(3)，活塞(2)外壁從上至下設有氣環槽(4)和油環槽(5)，氣環槽(4)內裝設有與缸套(I)內壁密封配合的氣環(6)，油環槽(5)內裝設有與缸套(I)內壁密封配合的油環(7)，其特征在于:氣環(6)活動設置于氣環槽(4)內，氣環(6)與氣環槽(4)側壁之間形成有背隙腔(9)，氣環(6)與氣環槽(4)上壁和/或氣環槽(4)下壁之間形成有將背隙腔(9)與間隙腔(3)導通的間隙通道(10)，活塞(2)本體上還設有將背隙腔(9)與缸套(I)內的活塞(2)下部腔體連通的裝配孔(11)，該裝配孔(11)內嵌裝有與裝配孔(11)相匹配的放嵌件(12)，該放嵌件(12)為粉末冶金材料制成的多孔隙制品，放嵌件(12)內部的若干微細孔隙形成將放嵌件(12)兩端導通的疏導通道。2.根據權利要求1所述的新型嵌裝式防竄油活塞結構，其特征在于:所述放嵌件(12)為銅錫基粉末冶金材料制成。3.根據權利要求1或2所述的新型嵌裝式防竄油活塞結構，其特征在于:所述放嵌件(12)的兩端設有吸油海綿(13)。4.根據權利要求2所述的新型嵌裝式防竄油活塞結構，其特征在于:所述氣環槽(4)為兩個，分別為第一氣環槽(41)和第二氣環槽(42)，第一氣環槽(41)設置于第二氣環槽(42)上方，第一氣環槽(41)和第二氣環槽(42)內分別裝設有第一氣環(61)和第二氣環(62)，所述裝配孔(11)設置于第一氣環槽(41)和/或第二氣環槽(42)內。5.根據權利要求2所述的新型嵌裝式防竄油活塞結構，其特征在于:所述裝配孔(11)為多個，每個裝配孔(11)內均嵌裝有放嵌件(12)，該多個裝配孔(11)沿氣環槽(4)的圓周均勻分布O6.根據權利要求1所述的新型嵌裝式防竄油活塞結構，其特征在于:所述氣環(6)和所述油環(7)均為設置有搭口的彈性開環結構。
【文檔編號】F04B39/00GK205503396SQ201620270124
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】許盛剛
【申請人】奉化市鼎聯汽車空壓機廠