由上述各子功能參考分析專利資料建構出各種可能的系統模型，
在初步概念的形成中共提出九項概念詳列如下：
4.3.1 螺旋活塞環 概念一：螺旋活塞環
結構：螺旋活塞環及槽配合。
優點：
1. 無環開口接縫損失。
2. 單一螺旋環替代傳統壓縮環強度高。
3. 消除環振翼。
缺點：
1. 徑向張力可能不足。
2. 混合氣可能沿螺旋方向滲漏。
3. 活塞的上部長度需加長。
4. 組裝程序複雜。
改善方式：
1. 修改為水平圈狀密封、螺旋間距縮短。
2. 螺旋兩端平環後方加彈力元件。
改良型：平端螺旋活塞環
概念一之一：平端螺旋活塞環
結構：由螺旋環(上下兩端採平環)及槽配合。
優點：同螺旋活塞環。
缺點：接觸面積大摩擦力增高。
改善方式：使用自潤材料或圓弧形外周。
4.3.2 雙材料活塞環 概念二：雙材料活塞環
結構：由環上下材料導熱度不同，在環矩形徑向剖面形 成的傾斜接縫，高壓氣體的熱使上部的環膨脹迫 使下部環產生向外推出接觸。
優點：
1. 上部環具有膨脹環功能。
2. 構造簡單。
3. 熱膨脹時由斜面自動調整，保持環與汽缸壁 之接觸。
4. 防止缺口洩漏。
缺點：製做及裝配較複雜。
改善方式：內外側活塞環內部增加楔形元件。
改良型：雙材料活塞環(一)
概念二之一：由楔形元件、雙材料活塞環
結構：由內外環材料導熱度不同，在環矩形軸向剖面形成的傾斜接縫，
高壓氣體壓力作用在楔形元件向下，另外高壓氣體的熱使內部 的環膨脹迫使外部壓縮環外周產生向外凸出接觸。
優點：同雙材料活塞環。
缺點：外環少量缺口洩漏。
改善方式：活塞環內側增加多邊形預備元件，外周元件縮小在在內環 下側。
改良型：雙材料活塞環(二)
概念二之二：由彈力元件、雙材料活塞環
結構：由金屬板(線)製成之多邊形(五角形或以上) 彈力元件，配合內 外環材料導熱度不同，在環矩形軸向剖面形成的 7 字傾斜接縫，
配合高壓氣體壓力、彈力元件之徑向預壓及金屬環熱膨脹(內部 環熱膨脹係數明顯高於外部的環)張力，充分提升活塞環與汽缸 壁之接觸。(彈力件脹縮補正+依溫度選材控制膨脹)
優點：
1. 同雙材料活塞環。
2. 外環油槽增加潤滑作用。
缺點：增加一彈力元件。
4.3.3 彈力輔助活塞環 概念三：彈力輔助活塞環 構想：彈力輔助環外形由
結構：經彈力輔助環形成的角度使壓縮環外周產生向外傾斜凸出接觸。
優點：
1. 經彈力輔助環使壓縮環外周自然形成向外向上傾斜凸出。
2. 第一及第二壓縮環使用相同外形。
缺點：
1. 增加安裝複雜度。
2. 增加摩擦力。
4.3.4 階級平槽輔助環 概念四：階級平槽輔助環
結構：壓縮環配合三角形輔助環的角度加上受高壓氣體作用時，產生 向外向下凸出接觸。
優點：
1. 經由三角形補輔助環，使壓縮環形成向外向下凸出。
2. 壓縮環上方凹槽做成階級狀，增加高壓氣體體積，提高環向外向下 壓緊力量。
3. 壓縮環上方階級凹槽有一彈力環，在活塞向上行程時，具有輔助定 位效果。
缺點：活塞環槽需加工為階級，組成元件多安裝複雜。
改良型：階級斜槽輔助環 概念四之一：階級斜槽輔助環
結構：三角形輔助環改由階級傾斜環槽替代，壓縮環配合環槽的角度 加上受高壓氣體作用時，產生向外向下凸出接觸。
優點：同階級平槽輔助環
缺點：環槽向下角度需限制在特定範圍內，否則引擎運轉之溫度使環 槽產生更大的角度膨脹，可能會減低環與汽缸壁的密封效果。
4.3.5 活塞環外周形狀改善 概念五：外周多條圓弧形活塞環
結構：活塞環的外周接觸面做成多條圓弧形凸出增加接觸。
優點：
1. 活塞環的外周做成圓弧形凸出形狀，增加環與汽缸壁的接觸面積，
提高密封效果。
2. 圓弧形接觸面可容納潤滑油薄膜減少摩擦。
缺點：缺口洩漏。
改善方式：
1. 活塞環雙(多)層重疊缺口錯開。
2. 缺口短 T 形蓋片+(活塞環頂面缺口兩側適當處設定位凹槽)
改良型：活塞環外周形狀改善(一) 概念五之一：
結構：活塞環的徑向外周表面做成多條圓弧形凸出，在活塞環頂面缺 口兩側適當處設定位凹槽，與缺口短 T 形蓋片配合。
優點：
1. 活塞環的徑向外周表面做成圓弧形凸出增加密封減少接觸摩擦。
2. 阻止活塞環缺口洩漏。
缺點：活塞環的加工、組裝程序複雜。
4.3.6 淺 V 形活塞環 概念六：淺 V 形活塞環
結構：活塞環在圓心以一小角度兩邊朝上彎曲成淺 V 形，兩 V 形環缺 口在圓周最高位置，裝配時第一環與第二環缺口相隔 180°。
優點：
1. 兩活塞環開口裝配後固定在相隔 180°位置，活塞運轉時環不會自 轉。
2. 不需定位梢來錯開環缺口。
3. 防止兩活塞環缺口重合所產生的直接滲漏。
缺點：
1. 活塞環及槽加工複雜、困難度高。
2. 兩活塞環缺口產生固定的滲漏量。
改善方式：修改成交叉形活塞環。
改良型：交叉形活塞環
概念六之一：交叉(心型)活塞環
結構：兩條壓縮環槽以一 X 形交叉，從正面觀看環槽像採取左右鏡射 的兩個△型(上下鏡射的兩個心型)，環缺口分別在環的兩個交 叉點位置。
優點：同淺 V 形活塞環。
缺點：
1. 兩活塞環缺口產生少量的滲漏。
2. 活塞環在裝配較複雜困難。
4.3.7 活塞外周部份削除 概念七：活塞外周部份削除
結構：活塞外圓周面每間隔 90°位置削平一部份，削 平位置在活塞頂至壓縮環上端之間位置，從 活塞立面看削除位置，是由活塞冠向外傾斜 至第一活塞環槽上方，引導高壓氣體對活塞 環做推出及壓緊的效果。
優點：
1. 導引更多高壓氣體將壓縮環向下壓、向外推、增 加密封。
2. 減少活塞重量。
3. 採兩活塞環上下重疊方式，消除環缺口洩漏。
改良型：活塞外周間隔挖槽 概念七之一：活塞外周間隔挖槽
結構：活塞外圓周面每間隔 90°~60°位置挖槽，挖槽 位置在活塞頂至第一活塞環槽上面之位置，從 活塞立面看挖槽位置，是由活塞冠向下至第一 活塞環槽上方，引導高壓氣體對活塞環推出及 壓緊的效果。
優缺點：同活塞外周部份削除。
4.3.8 活塞環末端 S 型開口 概念八：活塞環末端 S 型開口
結構：活塞環末端開口做成 S 型，上下兩環末端開口 S 型相反（上下 顛倒）。
優點：減少上下兩環缺口對正重疊 時混合氣從缺口滲漏。
缺點：防滲漏效果較環缺口做成斜 線上下相反重疊型差。
改善：上下兩環缺口一直線一斜 線，效果與上下相反斜線型 相同。
4.3.9 彈力活塞環 概念九：彈力活塞環
結構：活塞環横截面做成向下凹型或八型，利用環材料彈力向外產生 密封。
優點：環徑向推力由環缺口及向下凹型提供，使用材料之彈性作為密 封。
缺點：活塞環缺口產生固定的滲漏量。
改善方式：附加彈力元件使兩環之缺口錯開。
改良型：彈力活塞環
概念九之一：彈力活塞環
成向下凹型或八型，再鑲入向下凹型或八型之 料，利用環材料彈力及彈性元件向外推擠 優點：
缺點：環外側少量滲漏。
結構：活塞環横截面做 彈力元件或高膨脹材 產生密封。
同彈力活塞環