CN101482106A

CN101482106A - 减少汽车空压机随气排油量的结构及方法

Info

Publication number: CN101482106A
Application number: CNA2009100960062A
Authority: CN
Inventors: 冯志明; 王裕仁; 王善江
Original assignee: FENGHUA TIANFENG AUTOMOBILE AIR COMPRESSOR Co Ltd
Current assignee: Ningbo Tianfeng Automobile Air Compressor Co ltd
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: CN101482106B

Abstract

涉及汽车空压机零部件的减少汽车空压机随气排油量的结构及方法。该结构包括空压机气缸、活塞环和活塞的改进，其设计要点在于气缸上端部的高度为18～25mm，壁厚为20～30mm，气缸壁最薄处为6～8mm；气缸上部的螺纹孔深度16～30mm；沉孔的深度5～25mm；活塞环的锥面，锥面的倾斜度H/B为0.012～0.017。方法是在活塞的裙部构成裙部椭圆，且有锥度，活塞设有裙部槽、泄油孔，避免活塞与气缸在整个圆周上产生不均匀的间隙；活塞裙部槽，增加裙部的弹性。通过对技术方案的改进，使成本较低，有效降低窜油量。减少了汽车空压机随气排油量，达到了节能减排，延长了空压机使用寿命的效果。适用于柴油类汽车空气压缩机的配套。

Description

减少汽车空压机随气排油量的结构及方法

技术领域

本发明涉及一种汽车空气压缩机的零部件。

背景技术

目前，国内外用于汽车的空气压缩机(以下简称空压机)的老大难问题就是空压机使用一段时间后，即汽车约行使3～5万公里后，空压机曲轴箱内通过活塞窜入气缸工作腔的润滑油的随气排油量(简称窜油量)显著增加。根据空气压缩机工作原理，活塞和活塞环在气缸中的往复摩擦运动，需要一定量的润滑油穿过活塞和活塞环分布在气缸壁面上实施润滑作用，但这些油液会随着压缩气体排出，既造成润滑油的浪费和环境的污染，还容易引起空压机排气阀等零件积炭、导致空压机零部件的损坏。空压机和汽车的制造商希望在满足气缸润滑的条件下，将窜油量降到最少限度。解决各种汽车空压机的窜油问题成了国内外汽车空压机产品发展的重大技术障碍。目前，国外汽车空压机新制产品的窜油量一般在0.04～0.02g/m³，国内汽车空压机新制产品的窜油量一般在0.08～0.02g/m³，0.08g/m³为合格品，0.02g/m³为优等品。

如中国专利文献刊载的公开号CN1013340211A，发明名称“汽车空压机缸体”，该件发明涉及一种汽车空压机铝缸体。其特征是：铝缸体内孔表面设有成份为Ni和粒度为40～60nm的SiC复合纳米材料层。因而具有空压机不窜气不窜油，耐磨、耐蚀、抗高温氧化性能好，寿命长的优点。对此件在案的专利，本申请不加之评述。

发明内容

本发明的目的是向本领域提供一种减少汽车空压机随气排油量的结构及方法，使其窜油量降到最少限度，提高空压机零部件的使用寿命。本发明的目的是通过如下技术方案实现。

一种减少汽车空压机随气排油量的结构，它是通过多年的技术研究和工程实践，摸索出了一套减少汽车空压机窜油量的方案，即通过对空压机气缸、活塞环和活塞等零部件结构进行改进，将有效减少窜油量。

传统的汽车用空压机在气缸上端部，缸壁较薄，很容易变形，空压机工作时，缸体与活塞和活塞环在一些部位产生较大间隙，从而引起窜油。改进后气缸结构如图1～3所示，本发明为了改变这一缺陷，将气缸上端部处壁厚增大，使缸体不易变形。这种结构有效的减少气缸的窜油。对气缸结构的改进还包括：上部螺纹孔加长；螺纹孔口加沉孔。缸体材料从一般的灰铸铁改为硼合金铸铁，提高缸孔的耐磨性。

一种减少汽车空压机随气排油量的结构，该结构包括空压机气缸、活塞环和活塞的改进，其要点在于：

气缸上端部的高度为18～25mm，壁厚为20～30mm，气缸壁最薄处为6～8mm；气缸上部的螺纹孔深度16～30mm；沉孔的深度5～25mm；

活塞环的锥面，锥面(5)的倾斜度H/B为0.012～0.017。

一种减少汽车空压机随气排油量的方法，该方法包括空压机气缸、活塞环和活塞的改进以及活塞环、活塞装入缸体的工艺流程的装配步骤；其要点是所述的活塞的裙部构成裙部椭圆，活塞设有裙部槽、泄油孔，获得良好的刮油效果。避免活塞与气缸在整个圆周上产生不均匀的间隙，实现均匀的小间隙；活塞裙部槽，增加裙部的弹性；有效减少窜油量。活塞环在缸体中第一道气环和油环的在缸体中的闭口隙控制在0.08～0.15mm；活塞与缸体的配缸间隙为0.02～0.06mm；活塞裙部椭圆半径，椭圆的高度H＝35～36.5mm，椭圆度为0.4；H＝5mm，椭圆度为0.25；活塞裙部椭圆高度与椭圆度呈光滑连线加工成型。

所述的活塞裙部椭圆高度与椭圆度是按高度H35～5mm与变椭圆在0.25～0.40±0.01设定，且活塞裙部是锥度：高度为H35mm锥度小头(活塞裙部上端)直径90mm—0.16，高度为H5mm活塞大头(活塞裙部下端)直径90mm—0.06，见图5、6(a)、6(b)。

缸体、活塞、活塞环在加工中有一定公差。为使活塞与缸体的配缸间隙在0.02～0.06mm之间，活塞与缸体采用分组装配；即分两组，一是活塞中间公差以上与缸体中间公差以上装配；二是活塞中间公差以下与缸中间公差以下装配，使配缸间隙在中间公差控制在0.04mm左右。

为使第一道气环和油环在缸体中的闭口隙控制在0.08～0.15mm之间，活塞环与缸体也采用分组装配；也分两组，使之上述活塞环在缸体中的闭口隙控制在中间公差0.11～0.12mm之间。配套间隙减小，活塞在缸体中摆动减小，使活塞环在活塞糟中平面移动减小，减小了环与环糟的磨损，也减小了环糟中挤出的油。减小活塞环在缸体中的闭口隙，减小了窜油通道，减小窜油。延长空压机使用寿命。图8(a)和图8(b)的示意图是活塞和活塞环装入缸体的夹具；图9所示的是另一种活塞和活塞环组合件装入缸体的夹具，由一定高度h，内锥形锥度为1：20，大头D1与小头D2的圆台组成。图7所示的活塞环、活塞装入缸体的工艺流程方框图，其装配步骤：取油环内的衬环放入活塞的油环槽中，将气环、油环放入活塞环夹具中，打开夹具开关，将活塞环撑开，放入活塞，关闭夹具开关，活塞复原。将活塞销装入活塞中，用活塞环专用钳将孔用弹性挡圈装入活塞销孔中。将活塞、活塞环组合件由活塞环专用钳或夹具装入缸体中。

为提高缸体的加工精度，缸体的加工设备选用国外较为先进的珩磨机。

通过对空压机气缸、活塞和活塞环零部件结构的改进，成本较低，有效降低窜油量。减少了汽车空压机随气排油量，达到了节能减排，延长了空压机使用寿命的效果。适用于柴油类汽车空气压缩机的配套。

附图说明

图1是本发明的缸体结构示意图。

图2是图1的俯视示意图。

图3是图1的B-B剖视旋转示意图。

图4是本发明的锥面活塞环局部剖视示意图。

图5是本发明的活塞裙部椭圆半径示意图，活塞裙部长轴与活塞销孔中心线垂直。

图6(a)、图6(b)是本发明的活塞结构示意图。

图7是活塞环、活塞装入缸体的工艺流程方框图。

图8(a)是活塞环专用钳立面主视图，图8(b)是图8(a)的左视图。

图9是活塞环夹具结构示意图。

以上附图序号及名称：1、气缸上端部；2、气缸壁最薄处；3、螺纹孔；4、沉孔；5、活塞环锥面；6、裙部椭圆；7、裙部槽；8、泄油孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。改进后的气缸结构如图1所示，与原有气缸结构相比，改进后的气缸上端部1壁厚增大，气缸上端部高度为18～25mm，壁厚为20～30mm。气缸壁最薄处2增大6～8mm，改进后的气缸不易变形，有效减少气缸的窜油。改进后的气缸的上部螺纹孔3加深16～30mm；沉孔4加深5～25mm；有效减小装配后气缸上端面的变形。缸体材料为硼合金铸铁，提高缸孔的耐磨性。为提高缸体的加工精度，生产方式采用国外进口的珩磨机，其网纹要求、缸体的粗糙度、形位公差都能达到设计要求。通过上述改进，空压机缸体装配后冷热变形非常小，只有0.005mm，缸体孔变形比传统的缸体变化减少4倍以上，缸体材料耐磨性能提高。

活塞环的改进如图2所示，将活塞环锥面5的倾斜度H/B为0.012～0.017。获得更好的刮油效果。活塞环，其第一道环采用斜角度较小、与鼻形环相同的合金铸铁锥面环，表面镀铬，刮油效果相当于鼻形环而耐磨性能大为提高。为减小环闭口处的缝隙和延长使用寿命，第一环和油环的闭口隙控制在0.08～0.15mm，比通常设计减少一半。而第二道环仍维持较大的闭口隙，改善第一道环的工作状态，提高整个环组的封气、封油能力和寿命。改进后活塞裙部形成裙部椭圆6和活塞的裙部槽7，这样使活塞的裙部具有一定的弹性。活塞上的泄油孔亦经改进，由原来的通孔改为泄油孔8，使得润滑油更好润滑活塞销。经过上述结构改进后，在保证不拉缸的情况下，活塞与缸体的配缸间隙为0.02～0.06mm；比国内现设计减少一半以上，有效地减少了窜油量。

Claims

1、一种减少汽车空压机随气排油量的结构，该结构包括空压机气缸、活塞环和活塞的改进，其特征在于：

气缸上端部(1)的高度为18～25mm，壁厚为20～30mm，气缸壁最薄处(2)为6～8mm；气缸上部的螺纹孔(3)深度16～30mm；沉孔(4)的深度5～25mm；

活塞环的锥面，锥面(5)的倾斜度H/B为0.012～0.017。

2、一种减少汽车空压机随气排油量的方法，该方法包括空压机气缸、活塞环和活塞的改进以及活塞环、活塞装入缸体的工艺流程的装配步骤；其特征是所述的活塞的裙部构成裙部椭圆(6)且有锥度，活塞设有裙部槽(7)、泄油孔(8)，避免活塞与气缸在整个圆周上产生不均匀的间隙，实现均匀的小间隙；活塞裙部槽，增加裙部的弹性；活塞环在缸体中第一道气环和油环在缸体中的闭口隙控制在0.08～0.15mm；活塞与缸体的配缸间隙为0.02～0.06mm；活塞裙部椭圆半径，椭圆的高度H＝35～36.5mm，椭圆度为0.4；H＝5mm，椭圆度为0.25；活塞裙部椭圆高度与椭圆度呈光滑连线加工成型。

3、如权利要求2所述的减少汽车空压机随气排油量的方法，其特征在于所述的活塞裙部椭圆高度与椭圆度是按高度H35～5mm与变椭圆在0.25～0.40±0.01设定，且活塞裙部是锥度：高度为H35mm锥度小头(活塞裙部上端)直径90mm—0.16，高度为H5mm活塞大头(活塞裙部下端)直径90mm—0.06；缸体、活塞、活塞环在加工中有一定公差，为使活塞与缸体的配缸间隙在0.02～0.06mm之间，活塞与缸体采用分组装配；即分两组，一是活塞中间公差以上与缸体中间公差以上装配；二是活塞中间公差以下与缸中间公差以下装配，使配缸间隙在中间公差控制在0.04mm左右；为使第一道气环和油环在缸体中的闭口隙控制在0.08～0.15mm之间，活塞环与缸体也采用分组装配；也分两组，使之上述活塞环在缸体中的闭口隙控制在中间公差0.11～0.12mm之间；配套间隙减小，活塞在缸体中摆动减小，使活塞环在活塞糟中平面移动减小，减小了环与环糟的磨损，也减小了环糟中挤出的油。减小活塞环在缸体中的闭口隙，减小了窜油通道，减小窜油；活塞和活塞环组合体装入缸体的夹具由一定高度h，内锥形锥度为1：20，大头D1与小头D2的圆台组成。

4、如权利要求2所述的减少汽车空压机随气排油量的方法，其特征在于所述的活塞环、活塞装入缸体的工艺流程的装配步骤：取油环内的衬环放入活塞的油环槽中，将气环、油环放入活塞环装配专机夹具中，打开夹具开关，将活塞环撑开，放入活塞，关闭夹具开关，活塞复原；将活塞销装入活塞中，由活塞环专用钳将孔用弹性挡圈装入活塞销孔中；将活塞、活塞环组合件由活塞环专用钳或夹具装入缸体中。