CS248680B1

CS248680B1 - Felt for internal combustion engines and compressors

Info

Publication number: CS248680B1
Application number: CS787984A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Novak
Original assignee: Jaroslav Novak
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1987-02-12

Abstract

Účelem řešení je píst pro spalovací motory a kompresory, zajištující snížení množství plynů unikajících z kompresního prostoru do klikové skříně mezi pístem a válcem stroje. Podstata řešení spočívá v tom. že stírací kroužky jsou nahrazeny stíracimi drážkami, upevněnými spolu s expanzními drážkami na obvodě vodici části pistu především pod pístním čepem. Tvar stírací drážky ma provedenou bližší hranu ke dnu pistu vůči povrchu pistu pod ostrým úhlem. Naopak tvar stírací drážky opačné vzdálenější hrany od dna pístu je zhotoven vůči povrchu pistu pod tupým úhlem. Stírací drážky jsou doplněny pod pístním čepem expanzními drážkami, jejichž bližší i vzdálenější hrana od dna pistu svírá vůči povchu pistu tupý úhel.The purpose of the solution is a piston for internal combustion engines and compressors, ensuring a reduction in the amount of gases escaping from the compression space into the crankcase between the piston and the cylinder of the machine. The essence of the solution lies in the fact that the wiper rings are replaced by wiper grooves, fixed together with expansion grooves on the circumference of the piston guide part, mainly under the piston pin. The shape of the wiper groove has the edge closer to the piston bottom made at an acute angle to the piston surface. On the contrary, the shape of the wiper groove of the opposite edge further from the piston bottom is made at an obtuse angle to the piston surface. The wiper grooves are supplemented under the piston pin by expansion grooves, the edge closer and further from the piston bottom of which makes an obtuse angle to the piston surface.

Description

Vynález se týká pístu pro spalovací motory a kompresory, zajištujícího snížení množství plynů unikajících z kompresního prostoru do klikové skříně mezi pístem a válcem stroje.The invention relates to a piston for internal combustion engines and compressors, to reduce the amount of gases escaping from the compression chamber into the crankcase between the piston and the cylinder of the machine.

Písty spalovacích motorů a kompresorů tvoří pohyblivý uzavírací Sien pracovního prostoru válců, v nichž probíhá pracovní pochod. Během určité části cyklu je nad pístem podstatně vyšší tlak a stlačené plyny unikají přes těsnící kroužky z pracovního prostoru do kárteru. Množství unikajících plynů zhoršuje účinnost i ekonomii provozu a je závislé především na mechanickém stavu. V současné době se pro těsnění pístů ve válcích užívají litinové pístní kroužky, montované do drážek, vytvořených po obvodě válcové plochy pístu převážně nad pístním čepem. Odpovídající mazání pístů zajištuje na stěny válců odstříknutý olej, jehož množství na stěně reguluje zpravidla jeden stírací kroužek, svým složitým tvarem technologicky náročný, a proto i podstatně dražší než těsnící. Jeho obvodové prostory, v nichž se hromadí stíraný olej, jsou propojeny odpadovými otvory s vnitřkem pístu. Těmito otvory odchází však nejen olej, ale i plyny, které pronikly přes těsnící kroužky, nebot je to pro ně nejkratší cesta, navíc s minimálními odpory. Množství unikajících plynů při zhoršeném stavu stroje může být tak velké, že způsobí i jiné potíže, např. netěsnosti, únik oleje odvzdušněním atd.The pistons of the internal combustion engines and compressors form the movable shut-off Sien of the working space of the cylinders in which the working process takes place. During a certain part of the cycle, the pressure above the piston is considerably higher and the compressed gases escape through the sealing rings from the working space to the register. The amount of escaping gases deteriorates the efficiency and economy of operation and depends primarily on the mechanical state. At present, cast-iron piston rings are used for sealing the pistons in cylinders, mounted in grooves formed on the circumference of the cylindrical surface of the piston mainly above the piston pin. Adequate lubrication of the pistons is ensured by the sprayed oil on the cylinder walls, the amount of which is usually regulated on the wall by one wiper ring. Its circumferential spaces, in which the wiped oil accumulates, are connected to the inside of the piston through the drain holes. Through these holes, however, not only oil but also gases that have penetrated the sealing rings, because it is the shortest way for them, in addition with minimal resistance. The amount of gas leaking when the machine deteriorates can be so great that it will cause other problems, such as leaks, oil leaks by venting, etc.

Uvedené nedostatky odstraní či podstatně omezí provedení pístu pro spalovací motory a kompresory podle vynálezu, u něhož jsou stírací kroužky nahraženy stíracími drážkami, upravenými spolu 3 expansními drážkami na obvodě vodicí části pístu,především pod pístním čepem. Tvar stírací drážky má provedenou bližší hranu ke dnu pístu vůči povrchu pístu pod ostrým úhlem. Naopak tvar stírací drážky opačné vzdálenější hrany od dna pístu je zhotovenThese drawbacks will eliminate or substantially limit the piston design for internal combustion engines and compressors of the invention, in which the wiper rings are replaced by wiper grooves provided together with 3 expansion grooves on the periphery of the piston guide portion, particularly below the piston pin. The shape of the wiper groove has a closer edge to the bottom of the piston relative to the piston surface at an acute angle. Conversely, the shape of the wiper groove of the opposite distal edge from the bottom of the piston is made

248 880 vůči povrchu pístu pod tupým úhlem. Stírací drážky jsou doplněny pod pístním čepem expansními drážkami, jejichž bližší i vzdálenější hrana od dna pístu svírá vůči povrchu pístu tupý úhel· Stírací drážky a expansní drážky nejsou propojeny s vnitřním prostorem pístu. Profil stírací drážky a expanzní drážky tvoří kruhové oblouky, které u stíracích drážek mají střed poloměru pod povrchem pístu, zatímco expansní drážky mají upraven střed zakřivením poloměru nad povrchem pístu. Osy stírací i expansní drážky svírají s povrchem pístu stejný úhel sklonu.248 880 to the surface of the piston at an obtuse angle. The squeegee grooves are complemented by expansion grooves below the piston pin whose closer and further edge from the bottom of the piston forms an obtuse angle to the piston surface. The profile of the wiper groove and the expansion groove form circular arcs, which in the wiper grooves have a center of radius below the surface of the piston, while the expansion grooves have a center by curving a radius above the surface of the piston. The axes of the wiper and expansion grooves form the same inclination angle with the piston surface.

Toto provedení pístu podle vynálezu přináší řadu výhod pro výrobce pístů v zjednodušení výroby odpadnutím operací náročných na přesnost, v montáži výroby odpadnutím poměrně drahé součásti a snížením nebezpečí poruchy i u provozovatele, kde'snížením odporů třením a zmenšením množství unikajících plynů se zvýši účinnost stroje.This embodiment of the piston according to the invention brings a number of advantages to the piston manufacturers in simplifying production by eliminating precision-intensive operations, in assembling production by dropping a comparatively expensive part and reducing the risk of failure even for the operator where reducing friction resistance and reducing gas leakage increases machine efficiency.

Na připojeném vyobrazení je znázorněn píst pro spalovací motory a kompresory podle vynálezu, kde na obr. 1 je uveden podélný řez pístem, umístěným ve válci a na obr. 2 je vyznačeno vytvoření stíracích i expansních drážek do válcové plochy pístu.1 is a longitudinal cross-section of a piston disposed in a cylinder, and FIG. 2 shows the formation of scraper and expansion grooves in the cylindrical surface of the piston. FIG.

Píst 1 je opatřen nad pístním čepem 2 těsnicími knoužky χ.The piston 1 is provided with sealing rings χ above the piston pin 2.

Pod těsnicími kroužky χ a převážně však pod pístním čepem 2 jsou vytvořeny po obvodě pístu 1 stírací drážky 2 ^a expansní drážkyScraping grooves 2 ^and expansion grooves 2 are formed under the sealing rings χ and mostly below the piston pin 2 around the circumference of the piston 1.

4. Tvar stírací drážky 2 provedenou bližší hranu 10 ke dnu pístu 1 vůči povrchu pístu 1 do ostrého úhlu, tvořící stírací břit. Vzdálenější hrana 11 od dna pístu 1 stírací drážky 2 j® zhotovena vůči povrchu pístu 1 pod tupým úhlem. Stírací drážky 2 jsou vytvořeny převážně pod pístním čepem 2 bez propojení s vnitřním prostorem pístu 1. Stírací drážky 2 i expansní drážky £ se otevírají směrem ke stěně válce 2i Profil stírací drážky 2 i expansní drážky £ je zhotoven do kruhových oblouků, ^ruhové oblouky u stíracích drážek 2 ®ají střed poloměru X pod povrchem pístu 1 a kruhové oblouky u expansních drážek 4 mají střed zakřivení poloměru 8 nad povrchem pístu 1. Osy stírací drážky 2 i expansní drážky 4 svírají s povrchem pístu 1 stejný úhel sklonu 6.4. Shape of the scraper groove 2 made near the edge 10 to the bottom of the piston 1 with respect to the surface of the piston 1 to an acute angle forming the scraper blade. The distal edge 11 from the bottom of the piston 1 of the wiping groove 2 is made at an obtuse angle to the surface of the piston 1. The scraper grooves 2 are formed predominantly below the piston pin 2 without being connected to the inner space of the piston 1. The scraper grooves 2 and the expansion grooves 6 open towards the wall of the cylinder 2 The profile of the scraper groove 2 and the expansion grooves 6 is made into circular arcs The wiper grooves 2 have a center of radius X below the surface of the piston 1 and the circular arcs of the expansion grooves 4 have a center of curvature radius 8 above the surface of the piston 1. The axis of the wiper groove 2 and the expansion grooves 4

Oboje stírací drážky 4 a expansní drážky 2 tak vytvářejí systém od sebe oddělených prostorů, které se při přímo vratnémBoth the wiping groove 4 and the expansion groove 2 thus form a system of spaced apart spaces which, upon direct return

248 880 pohybu setrvačnými silami samočinně čistí a představují vícenásobné labyrintové těsnění se stíracím účinkem při pohybu pístu do dolní úvratě. Stírací účinek může být podpořen i užitím těsnicích kroužků minutových či s nosíkem. S hlediska výroby je vhodné provést expansní drážky £ í stírací drážky 2 kruhové oblouky. Funkčně výhodných podmínek se dosáhne při daném geometrickém tvaru kruhového zakřivení, které u stíracích drážek 2 má střed poloměru 2 pod povrchem pístu 1, kdežto u expansních drážek £ je střed zakřivení poloměxru 8 nad povrchem pístu 1.The 248 880 inertial forces are self-cleaning and constitute a multiple labyrinth seal with a wiping effect as the piston moves to the bottom dead center. The wiping effect can also be enhanced by the use of minute or wear rings. From the production point of view, it is suitable to make the expansion grooves 4 of the wiper grooves 2 with circular arcs. Functionally advantageous conditions are achieved with a given geometric shape of circular curvature, which in the wiping grooves 2 has a center of radius 2 below the surface of the piston 1, whereas in the expansion grooves 6 the center of curvature of the radius 8 is above the surface of the piston 1.

Claims

Piston for internal combustion engines and compressors having at least one wiper groove under the sealing rings, characterized in that the wiper groove (5) is formed by a profile (7) of the wiper groove (5), passing into the upper flank (10) forming an acute angle with the surface line of the piston (1) and, on the other hand, of the lower flank (11) forming an obtuse angle with the surface line of the piston (1), the scraping groove (5) being complemented by at least one expansion groove under the piston pin (4), the profile of which forms the curve (8) of the expansion groove (4), passing down into the straight side (12), which together with the curve (8) of the expansion groove (4) form obtuse angles with the surface line of the piston (1).

Piston according to claim 1, characterized in that the expansion grooves (4) are formed between the wiper grooves (5).

Piston according to Claims 1 and 2, characterized in that the scraper groove (5) and the expansion groove (4) have their axes inclined relative to the surface line of the piston (1) by the same inclination angle (6).