IT8322440A1 - ENDOTHERMAL PLUNGER ENGINE WITH AN ELASTIC BAND AND WITH A CYLINDER SLIDING SURFACE WITH LUBRICATION OPENINGS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: DESCRIPTION of the industrial invention entitled:
"MOTORE ENDOTERMICO A STANTUFFO CON UNA FASCIA ELASTICA E CON UNA SUPERFICIE DI SCORRIMENTO DI CILINDRO PRESENTANTE DELLE APERTURE DI LUBRIFICAZIONE" "ENDOTHERMAL PLUNGER ENGINE WITH AN ELASTIC BAND AND WITH A CYLINDER SLIDING SURFACE WITH LUBRICATION OPENINGS"
RIASSUNTO SUMMARY
Un motore endotermico a stantuffo con una fascia elastica (26,28,30) e con una superficie di scorrimento di cilindro (16) presentante delle aperture di lubrificazione (20). Nella superficie di scorrimento (34) della fascia elastica (26,28,30) ? prevista almeno un'incavatura (40,43,54) che s'estende nella direzione assiale della stessa sino alla superficie frontale (39)posta dalla parte della testata, della fascia elastica (26,28,30) e che ha un bordo di delimitazione (42,55), posto dalla parte dell'albero a gomiti, che ? disposto inclinato rispetto alla direzione periferica. A piston endothermic engine with an elastic band (26,28,30) and with a cylinder sliding surface (16) having lubrication openings (20). In the sliding surface (34) of the piston ring (26,28,30)? provided at least one notch (40,43,54) which extends in the axial direction of the same up to the front surface (39) placed on the side of the head, of the elastic band (26,28,30) and which has an edge of delimitation (42,55), placed on the side of the crankshaft, which? arranged inclined with respect to the peripheral direction.
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
L'invenzione riguarda un motore endotermico a stantuffo con una fascia elastica e con una superficie di scorrimento di cilindro presentante delle aperture di lubrificazione. The invention relates to an internal combustion piston engine with an elastic band and with a cylinder sliding surface having lubrication openings.
I motori endotermici a stantuffo di questo tipo presentano l'inconveniente di un'insufficiente distribuzione dell'olio in direzione periferica, perch? la fascia elastica, lambendo le aperture di lubrificazione, esercita un'azione raschiante, gli spigoli della stessa, posti dalla parte della testata e rivolti alla superficie di scorrimento, spostando l'olio, uscente volta per volta dall'apertura di lubrificazione, a m? di cuscinetto rispettivamente sotto forma di gocce nella direzione assiale del cilindro. Ne deriva che nella zona immediatamente circostante l'apertura di lubrificazione risulta una concentrazione eccessiva d'olio, mentre nella zona intermedia tra due aperture di lubrificazione si ha una pellicola lubrificante deficiente. Ne risulta quindi un?usura eccessivamente rapida della camicia di cilindro nell'ambito tra le aperture di lubrificazione con propriet? di scorrimento corrispondentemente peggiorate ed aumento del consumo di lubrificante del motore endotermico a stantuffo. The piston endothermic engines of this type have the drawback of insufficient oil distribution in the peripheral direction, why? the elastic band, touching the lubrication openings, exerts a scraping action, the edges of the same, placed on the side of the head and facing the sliding surface, displacing the oil, coming out from the lubrication opening each time, to m? bearing respectively in the form of drops in the axial direction of the cylinder. As a result, an excessive concentration of oil results in the area immediately surrounding the lubrication opening, while in the intermediate area between two lubrication openings there is a deficient lubricating film. The result is therefore an excessively rapid wear of the cylinder liner in the area between the lubrication openings with proprietary properties. slip correspondingly worsened and increased consumption of lubricant of the piston endothermic engine.
E' noto bens?, dal brevetto svizzero 616.989, conformare le aperture di lubrificazione sotto forma di scanalature lubrificanti inclinate nella parete di cilindro. Quest'esecuzione ? per? legata a costi di fabbricazione proporzionalmente elevati. It is known, however, from Swiss Patent 616,989 to shape the lubrication openings in the form of inclined lubricating grooves in the cylinder wall. This execution? for? linked to proportionately high manufacturing costs.
Il problema posto a base dell'invenzione ? creare un motore endotermico a stantuffo del tipo menzionato all'inizio, che con dei costi di fabbricazione proporzionalmente bassi assicuri una forma di distribuzione dell'olio in direzione periferica e presenti quindi delle propriet? di scorrimento migliorate con un consumo di lubrificante ridotto. The problem underlying the invention? to create an internal combustion piston engine of the type mentioned at the beginning, which, with proportionately low manufacturing costs, ensures a form of oil distribution in the peripheral direction and therefore presents properties? improved sliding with reduced lubricant consumption.
La soluzione di questo problema ? caratterizzata dal fatto che nella superficie di scorrimento della fascia elastica ? prevista almeno un'incavatura che si estende nella sua direzione assiale sino alla superficie frontale della fascia elastica posta dalla parte della testata, e che ha un bordo di delimitazione, il quale ? posto sulla parte dell'albero a gomiti e corre nella superficie di scorrimento della fascia stessa obliquamente rispetto alla direzione periferica. The solution to this problem? characterized by the fact that in the sliding surface of the piston ring? provided at least one recess which extends in its axial direction up to the front surface of the elastic band placed on the head side, and which has a delimiting edge, which? placed on the part of the crankshaft and runs in the sliding surface of the band itself obliquely with respect to the peripheral direction.
Si pu? ottenere cosi, quando le aperture di lubrificazione vengono lambite dalla fascia elastica, uno spargimento del tipo aratura dell'olio lubrificante in direzione periferica sull'intera superficie di scorrimento di cilindro, essendo possibile conformare le aperture di lubrificazione come semplici fori capillari. Si pu? rinunciare cos? a costose disposizioni di scana lature di librificazione nella superficie di scorrimento di cilindro. Can you? thus obtaining, when the lubrication openings are lapped by the elastic band, a spreading of the plowing type of the lubricating oil in a peripheral direction over the entire sliding surface of the cylinder, it being possible to shape the lubrication openings as simple capillary holes. Can you? give up cos? to costly arrangements of bookmaking grooves in the cylinder running surface.
Secondo un'esecuzione dell'invenzione particolarmente vantaggiosa, l'incavatura, pu? presentare una superficie concava. E' garantito in questa maniera un effetto supplementare d'accumulo dell'olio nell'incavatura. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the recess can have a concave surface. In this way, an additional accumulation effect of the oil in the groove is guaranteed.
Secondo un'altra esecuzione dell'Invenzione, la fascia elastica pu? presentare nella sua superficie di scorrimento una scanalatura estendentesi trasversalmente all'asse di fascia elastica, la scanalatura essendo collegata, tramite due canali disposti trasversalmente alla direzione periferica, al lato della fascia elastica rivolto alla testata e l'incavatura esten dendosi tra gli sbocchi, posti dalla parte della testata, di due canali che si sussegguono volta per volta. Si pu? aumentare cos? ancora di pi? l'effetto d'accumulo dell'olio, di per s? noto, mediante la scanalatura della fascia elastica. According to another embodiment of the invention, the elastic band can? present in its sliding surface a groove extending transversely to the axis of the elastic band, the groove being connected, by means of two channels arranged transversely to the peripheral direction, to the side of the elastic band facing the head and the groove extending between the outlets, placed on the side of the head, of two channels that follow each other from time to time. Can you? increase cos? even more? the effect of oil accumulation, per se? known, by means of the groove of the elastic band.
Infine si pu? adottare l'accorgimento che la scanalatura e/o i canali siano disposti obliquamente rispetto alla direzione periferica e che il bordo di delimitazione posto dalla parte dell?albero a gomiti, dell'incavatura presenti la stessa inclinazione della scanalatura e/o dei canali. S'ottiene cos? un aumento supplementare dell'azione di distribuzione dell'olio del tipo aratura da parte dell'incavatura. Finally you can? take the precaution that the groove and / or the channels are arranged obliquely with respect to the peripheral direction and that the delimiting edge placed on the side of the crankshaft, of the recess has the same inclination as the groove and / or channels. Is this obtained? an additional increase in plow-type oil distributing action by the groove.
Qui di seguito l'invenzione viene illustrata dettagliatamente in base ad alcuni esempi d'esecuzione con l'aiuto del disegno; e precisamente: In the following the invention is illustrated in detail on the basis of some embodiment examples with the aid of the drawing; and precisely:
la figura 1 mostra una sezione longitudinale del cilindro di un motore endotermico a stantuffo con uno stantuffo ivi montato e provvisto difasce elastiche; Figure 1 shows a longitudinal section of the cylinder of an internal combustion piston engine with a piston mounted therein and provided with piston rings;
la figura 2 mostra una porzione di una delle fasce elastiche secondo la figura 1, in scala maggiore, vista di fronte e osservata nel suo piano anulare; Figure 2 shows a portion of one of the elastic bands according to Figure 1, on a larger scale, seen from the front and observed in its annular plane;
la figura 3 mostra una pianta rispetto alla figura 2; figure 3 shows a plan with respect to figure 2;
la figura 4 mostra una porzione di un'altra fascia elastica, in una rappresentazione analoga a quella della figura 2; la figura 5 mostra una pianta rispetto alla figura 4; la figura 6 mostra una porzione di una fascia elastica ermetica al gas, in una rappresentazione analoga a quella della figura 2; Figure 4 shows a portion of another elastic band, in a representation similar to that of Figure 2; figure 5 shows a plan with respect to figure 4; Figure 6 shows a portion of a gas-tight elastic band, in a representation similar to that of Figure 2;
la figura 7 mostra una sezione secondo la linea VII-VII della figura 4; Figure 7 shows a section along the line VII-VII of Figure 4;
la figura 8 mostra una sezione secondo la linea VIII-VIII della figura 6. figure 8 shows a section along the line VIII-VIII of figure 6.
Una camicia di cilindro 10 (figura 1) di un motore Diesel a due tempi, per esempio per servizio su navi, ? provvista in modo noto di luci d'immissione 12 e di luci di scarico 14 e presenta sulla sua parete cilindrica interna 16, dei fori di lubrificazione 20, che vengono riforniti di olio lubrificante. Nella camicia 10 ? montato movibile uno stantuffo 22 avente una parte superiore 24, in cui in scanalature per fascia elastica sono guidate delle fasce elastiche 25 di tipo convenzionale e delle fasce elastiche 26,28,30 con delle incavature rispettivamente delle scanalature e canali disposti sulla periferia. Alla parte superiore 24 si raccorda una parte inferiore 32, presentante una superficie esterna praticamente cilindrica, il cui diametro esterno ? leggermente pi? piccolo del diametro esterno della parte superiore 24. Lo stantuffo 22 ? fissato ad un'asta di pistone non rappresentata, la cui altra estremit? ? articolata in modo noto ad una testa a croce non rappresentata. A cylinder liner 10 (Figure 1) of a two-stroke Diesel engine, for example for service on ships,? it is provided in a known manner with inlet ports 12 and exhaust ports 14 and has lubrication holes 20 on its internal cylindrical wall 16, which are supplied with lubricating oil. In the shirt 10? movably mounted a piston 22 having an upper part 24, in which elastic bands 25 of conventional type and elastic bands 26,28,30 are guided in grooves for elastic bands with grooves respectively of the grooves and channels arranged on the periphery. A lower part 32 is connected to the upper part 24, presenting a practically cylindrical external surface, the external diameter of which? slightly more? small than the outer diameter of the top 24. The plunger 22? fixed to a piston rod not shown, the other end of which? ? articulated in a known way to a cross head not shown.
La fascia elastica 26 (figure 2,3) presenta in modo noto una superficie di scorrimento 34 destinata a premere contro la parete cilindrica 16 della camicia 10, nonch? quale chiusura, una feritoia 38, che permette la pressatura elastica della superficie di scorrimento 34 contro la parete cilindrica 16. The elastic band 26 (Figures 2, 3) has, in a known way, a sliding surface 34 intended to press against the cylindrical wall 16 of the jacket 10, as well as? as closure, a slot 38, which allows the elastic pressing of the sliding surface 34 against the cylindrical wall 16.
Secondo l'invenzione la fascia elastica 26 presenta nella sua superficie di scorrimento almeno un'incavatura 40, che si estende nella sua direzione assiale sino alla superficie frontale 39, posta dalla parte della testata, della fascia elastica ed ha un bordo di delimitazione 42, il quale ? posto dalla parte dell'albero a gomiti ed ? inclinato nella superficie di scor rimento 34 della fascia stessa rispetto alla direzione periferi ca. L'incavatura 40 presenta una superficie inclinata piana 36, che secondo la figura 7 forma con la superficie frontale superiore 39 della fascia un angolo , il quale, convenientemente ammonta a pi? di 10? circa, per? e minore di 90?. According to the invention, the elastic band 26 has in its sliding surface at least one recess 40, which extends in its axial direction up to the front surface 39, located on the head side of the elastic band and has a delimiting edge 42, who ? placed on the side of the crankshaft and? inclined in the sliding surface 34 of the band itself with respect to the peripheral direction approx. The recess 40 has a flat inclined surface 36 which, according to Figure 7, forms an angle with the upper front surface 39 of the band, which conveniently amounts to more than 100mm. of 10? about, for? and less than 90 ?.
La fascia elastica 28 (figure 4, 5) presenta una scanalatura 37 estendentesi sulla periferia della stessa ed ? provvista di canali 41, che sono perpendicolari alla direzione periferica e tra i quali s'estendono le incavature 43. La scanalatura 37 presenta una sezione trasversale semicircolare. The elastic band 28 (Figures 4, 5) has a groove 37 extending on the periphery of the same and? provided with channels 41, which are perpendicular to the peripheral direction and between which the recesses 43 extend. The groove 37 has a semicircular cross section.
La fascia elastica 30, ermetica al gas (figure 6, 8) presenta come chiusura 44 delle linguette 46, 48 che s'impegnano l'una nell'altra sulle sue estremit?, come ? noto, per esempio dal brevetto svizzero 482.954. In questo caso ? prevista una scanalatura 50, a forma di elica, che termina prima della chi? sura 44, dei canali 52, estendentesi obliquamente rispetto alla superficie frontale superiore, sfociando nella scanalatura 50, che s'estende a forma d'elica. The gas-tight elastic band 30 (Figures 6, 8) presents as closure 44 some tabs 46, 48 which engage one another on its ends. How? known, for example from Swiss patent 482.954. In this case ? provided a groove 50, in the form of a helix, which ends before the chi? sura 44, of the channels 52, extending obliquely with respect to the upper front surface, opening into the groove 50, which extends in the shape of a helix.
Come nell'esempio precedente, le incavature 54 s'estendono tra i canali 52. Il bordo di delimitazione 55, posto dalla par te dell'albero a gomiti, presenta in questocaso la stessa inclinazione della scanalatura 50 rispettivamente dei canali 52. As in the previous example, the recesses 54 extend between the channels 52. The delimiting edge 55, located on the side of the crankshaft, has in this case the same inclination as the groove 50 respectively of the channels 52.
Come risulta dalla figura 8, l'incavatura 54 possiede in questo caso una superficie concava 53, mentre la scanalatura mostra una sezione trasversale triangolare, che permette in pi?, in modo di per s? noto, di determinare lo stato d'usura e la posizione delle fasce elastiche. As can be seen from Figure 8, the recess 54 has in this case a concave surface 53, while the groove shows a triangular cross-section, which allows in addition, in a way of itself? known, to determine the state of wear and the position of the piston rings.
Per un esempio di funzionamento del motore endotermico a stantuffo descritto per ultimo, si supponga che lo stantuffo 22 si muova per azione della pressione del gas dalla sua posizione di punto morto inferiore in direzione della testata, secondo la figura 6, uno spargimento del tipo aratura di una pellicola lubrificante dell'olio accumulato nell'incavatura 54 avendo luogo ad opera del bordo di delimitazione obliquo 55 ed il foro di lu brificazione 20, rappresentato schematicamente, coincidendo con la scanalatura 50. Il gas passa secondo le frecce 56 attraverso il canale 52 rispettivamente attraverso la scanalatura 50, per cui il gas, fluendo sopra il foro di lubrificazione 20, accelera la distribuzione dell'olio lubrificante in direzione periferica. I canali 52 servono in pi? per compensare la pressione in combinazione con la scanalatura 50. For an example of operation of the piston endothermic engine described last, it is assumed that the piston 22 moves under the action of the gas pressure from its position of bottom dead center in the direction of the head, according to Figure 6, a spreading of the plowing type of a lubricating film of the oil accumulated in the recess 54 taking place by the oblique delimitation edge 55 and the lubrication hole 20, shown schematically, coinciding with the groove 50. The gas passes according to the arrows 56 through the channel 52 respectively through the groove 50, whereby the gas, flowing over the lubrication hole 20, accelerates the distribution of the lubricating oil in the peripheral direction. The channels 52 serve in pi? to compensate for pressure in combination with groove 50.
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