立体密封自动补偿式活塞环的结构原理与节能减排关键词：立体密封、自动补偿、活塞环、全密封节能减排是内燃机产业永恒的追求,但受内燃机现有结构原理所限,正如专家所言“在现有技术条件下任何超过5％的节油都是不可能的”,所以要想使内燃机产业节能减排效果有明显提高,就必须在结构上有所突破。由于在内燃机主要摩擦付中，活塞环的磨损最快，寿命最短，同时，随着磨损量的增加、气缸密封性进一步下降，使内燃机油耗进一步升高、动力进一步下降，排放更加恶化，因此，活塞环气密性成了制约内燃机技术发展的一个瓶颈。当前西安凯力汽车节能科技发展有限公司研制的专利新产品高密封活塞环，已在维修市场上应用多年，采用立体密封自动补偿式设计，从原理上达到了全密封、0窜气和对磨损量的自动补偿。是内燃机结构原理上的一个突破，填补汽缸动态密封之空白，是活塞环技术的一次革命性成果。一、当前我国节能减排的现状：当今世界石油资源日趋紧张，为此，国家采取了限制油耗超标车辆挂牌上路、对油耗超过新机对比10％的车辆强行停运措施，使部分生产厂家停产、部分车辆停运并造成一定的经济损失。很多整车生产厂家为了达到油耗标准，不得不以减轻重量，牺牲安全性为代价；有些内燃机厂家为了保障排放达标，不得不以牺牲内燃机的动力性和经济型为代价，但节能减排仍收效甚微。二、内燃机产业的技术现状：内燃机从化油器到电喷、电子控制技术的应用，是内燃机节能减排技术的一个飞跃性发展，但在近二十多年来由于在内燃机结构方面没有突破性地进展，节能减排效果仍差强人意；目前发达国家正在研制的可变压缩比、氢燃料电动车及丰田混合动力技术尽管可使节能减排效果显著提高，但由于价格昂贵，也只能停留在试验阶段，到目前还没有形成批量的可能。三、内燃机产业的技术瓶颈：在内燃机主要摩擦付中，活塞环的磨损最快，寿命最短，而且，随着磨损量地增加，气缸的气密性会进一步下降。由于气缸的气密性是决定发动机性能的决定因素，从而使内燃机油耗进一步升高、动力性进一步下降，排放进一步恶化。因此，改变活塞环结构、提高气缸的气密性和持久性，就成了制约内燃机技术发展的一个关键瓶颈。四、高密封活塞环结构原理如图1所示为该活塞环的俯视图,图2为主视图.其断面形状与原有活塞环相同(本文以矩形为例说明),但不同之处是在接口部位的两端形成两个相互吻合的切块.如图1、图2、C－C所示。其中在该环左端内上侧有一直角梯形切块（4），在该环右端的外下侧有一小三角形切块（3），两者吻合时与该环其它单位的形状与尺寸相同，如图C－C所示。五、密封原理和技术途径该活塞环在非接口部位的密封原理与原有活塞环相同。在接口部位由直角梯形切块（4）和小三角形（3）形成立体密封。如图A－A所示，当高压气体通过活塞环的上侧隙，进入背隙后形成高压区（如箭头所示）由直角梯形切块（4）的下缘与活塞的（2）的环槽下岸形成密封，左侧与缸壁（1）形成密封从而保障该处无窜气。如图B－B所示，当高压气体通过该活塞环侧隙，进入背隙和直角梯形（4）的端隙时，形成高压区（如箭头所示），由小三角形切块（3）与缸壁（1）和活塞（2）的环槽下岸形成密封。如图C－C所示，由直角梯形切块（4）和小三角形切块（3），与缸壁和活塞的环槽下岸形成密封，并通过该段将A-A,B-B剖面隔开。3、如图3所示为该新环装机时的工作状态。当使用一段时间后因磨损可使其间隙变大，如图4所示，完成自动补偿。而其气密性不变。按100mm缸径其端口间隙可达4mm而不会窜气,从而可使其使用寿命延长3-5倍并在此期间内保持原有的气密性不变.六、高密封活塞环的使用效果：经西安交大测试中心做新机对比试验，该环达到了8％的节油率和7％的动力提升；银川天豹公司（中国运输100强企业）试用了14付活塞环，也取得了10－15％的节油性能。上海华普发动机有限公司424小时强华试验燃油下降14.06%、机油燃油比下降29.00%据此推算，如果在全国推广使用，每年将达到不低于10％的节油率，CO2排放将下降10％，CO、CH排放量也会明显降低。以我国现有车辆每年节油832万吨，价值500多亿（且不计因大修期延长而节约的修理费用）。具体详见附表：七、未来的市场分析综上所述，立体密封代替间隙密封，自动补偿代替降低磨损是必然的，加之14.6%的节油.。无凝对厂家和用户有很大的吸引力。而全国每年有大约1.3亿缸付的使用量。其市场前景可想而知。.姓名：刘志强邮编710000地址：西安市环城西路230号交警支队行政科电话：029-8111011913772439966西安凯力汽车节能科技发展有限公司二OO八年元月二十九日新、旧活塞环使用效果对比表测试单位测试项目西安交大能动学院测试中心发动机华普有限公司上海银川天豹公司银川天豹公司银川天