RU147230U1

RU147230U1 - PISTON

Info

Publication number: RU147230U1
Application number: RU2014117391/06U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Самсонов; Артем Анатольевич Самсонов; Евгений Сергеевич Клепиков
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2014-10-27

Abstract

1. Поршень, установленный в полости цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения, кромки которого обращены с рабочим зазором к стенкам поршня, который содержит закрытую камеру, снабженную каналами подвода в нее смазочного материала и выпуска последнего наружу, отличающийся тем, что каналы подвода и выпуска смазочного материала сообщены с рабочим объемом цилиндра, а их приемные отверстия выполнены на торцовых поверхностях поршня и снабжены приемными невозвратными клапанами, кроме того, закрытая камера поршня сообщена с рабочим зазором каналами выпуска, выполненными в стенках кромок поршня, размещенными, предпочтительно, равномерно по периметру рабочего зазора поршня.2. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что рабочий зазор выполнен симметричным с переменной толщиной, с увеличением от середины кромки к ее краям, при этом каналы выпуска размещены в два ряда.1. A piston mounted in the cavity of the cylinder with the possibility of reciprocating movement, the edges of which are facing with a working gap to the walls of the piston, which contains a closed chamber provided with channels for supplying lubricant into it and releasing the latter to the outside, characterized in that the channels for supplying and discharging lubricant communicated with the working volume of the cylinder, and their receiving holes are made on the end surfaces of the piston and are equipped with receiving non-return valves, in addition, the closed chamber of the piston is in communication with ochima gap release channels made in the wall of piston edges arranged preferably evenly along the perimeter porshnya.2 working gap. A piston according to claim 1, characterized in that the working gap is symmetrical with a variable thickness, with an increase from the middle of the edge to its edges, while the exhaust channels are arranged in two rows.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, преимущественно к двигателестроению и перспективна для применения в поршневых машинах: компрессорах, свободнопоршневых генераторах газа, двигателях внутреннего сгорания.The utility model relates to mechanical engineering, mainly to engine building and is promising for use in reciprocating machines: compressors, free-piston gas generators, internal combustion engines.

Известен цилиндр с поршнем, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения и имеющий зазор поперек направлению движения, причем торец поршня ограничивает в цилиндре камеру сжатия, при этом поршень имеет диаметр, уменьшающийся в направлении торца. Посредством формы поршня, сужающейся в направлении торца, часть газа, сжатого в камере сжатия посредством движения поршня, вводится в зазор между поршнем и стенкой цилиндра, и течение газа, утекающего из камеры сжатия между поршнем и стенкой цилиндра, создает эффект газового подшипника (см. патент РФ №2432497, МПК F04B 39/00, 2011 г.).A cylinder with a piston is known, made with the possibility of reciprocating motion and having a clearance transverse to the direction of movement, the end face of the piston defining a compression chamber in the cylinder, the piston having a diameter decreasing in the direction of the end face. Due to the shape of the piston tapering towards the end, part of the gas compressed in the compression chamber by means of the piston movement is introduced into the gap between the piston and the cylinder wall, and the flow of gas flowing from the compression chamber between the piston and the cylinder wall creates the effect of a gas bearing (see RF patent No. 2432497, IPC F04B 39/00, 2011).

Недостатком данного изобретения является, то, что смазочный слой создается в зазоре между поршнем и цилиндром за счет потока газа вследствие разных давлений на торцах поршня и скорости движения поршня. Несущая способность такого смазочного слоя незначительна. Возможно исчезновение зазора между поршнем и цилиндром в каком-либо месте, прижатие поршня к цилиндру, возникновение сухого трения, приводящее к быстрому износу пары трения.The disadvantage of this invention is that the lubricating layer is created in the gap between the piston and the cylinder due to the gas flow due to different pressures at the ends of the piston and the speed of the piston. The bearing capacity of such a lubricating layer is negligible. The gap between the piston and the cylinder in some place may disappear, the piston will be pressed against the cylinder, and dry friction will occur, resulting in rapid wear of the friction pair.

Известен также поршень, установленный в полости цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения, кромки которого обращены с рабочим зазором к стенкам поршня, который содержит закрытую камеру снабженную каналами подвода в нее смазочного материала и выпуска последнего наружу (см. патент РФ №2503842, МПК F02F 3/22, F01P 3/10, 2014 г.).Also known is a piston mounted in the cavity of the cylinder with the possibility of reciprocating movement, the edges of which are facing with a working gap to the walls of the piston, which contains a closed chamber equipped with channels for supplying lubricant to it and letting the latter out (see RF patent No. 2503842, IPC F02F 3/22, F01P 3/10, 2014).

Недостатком прототипа является необходимость подвода извне (из источника расположенного вне полости цилиндра) в закрытую камеру смазочного материала (масла), что при условии постоянного возвратно-поступательного перемещения поршня усложняет конструкцию цилиндро-поршневой группы и двигателя в целом и ведет к повышению расхода смазочного материала. При этом выпуск масла реально решает задачу охлаждения - отвода тепла и не ориентирован на снижение трения и износа деталей цилиндро-поршневой группы (поршня и цилиндра в их рабочем зазоре).The disadvantage of the prototype is the need for external supply (from a source located outside the cylinder cavity) to a closed chamber of lubricant (oil), which, provided the reciprocating piston is constantly moving, complicates the design of the cylinder-piston group and the engine as a whole and leads to an increase in the consumption of lubricant. At the same time, the release of oil really solves the problem of cooling - heat removal and is not focused on reducing friction and wear of parts of the cylinder-piston group (piston and cylinder in their working clearance).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является упрощение конструкции цилиндро-поршневой группы и снижение трения и износа деталей цилиндро-поршневой группы.The task to which the proposed technical solution is directed is to simplify the design of the cylinder-piston group and reduce friction and wear of parts of the cylinder-piston group.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в простоте конструкции, рабочий зазор поршня с цилиндром создает газовый смазочный слой, что позволяет отказаться от масляного смазочного материала и ведет к отказу от системы жидкостной смазки между поршнем и втулкой цилиндра, уменьшаются потери на трение.The technical result achieved in solving the problem is expressed in the simplicity of the design, the working clearance of the piston with the cylinder creates a gas lubricating layer, which eliminates the oil lubricant and leads to the abandonment of the fluid lubrication system between the piston and the cylinder bushing, and friction losses are reduced.

Поставленная задача решается тем, что поршень, установленный в полости цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения, кромки которого обращены с рабочим зазором к стенкам поршня, который содержит закрытую камеру снабженную каналами подвода в нее смазочного материала и выпуска последнего наружу, отличающийся тем, что каналы подвода и выпуска смазочного материала, сообщены с рабочим объемом цилиндра, а их приемные отверстия выполнены на торцовых поверхностях поршня и снабжены приемными невозвратными клапанами, кроме того, закрытая камера поршня сообщена с рабочим зазором каналами выпуска, выполненными в стенках кромок поршня, размещенными, предпочтительно, равномерно по периметру рабочего зазора поршня. Кроме того, рабочий зазор выполнен симметричным, с переменной толщиной, с увеличением от середины кромки к ее краям, при этом каналы выпуска размещены в два ряда.The problem is solved in that the piston mounted in the cavity of the cylinder with the possibility of reciprocating movement, the edges of which are facing with a working gap to the walls of the piston, which contains a closed chamber equipped with channels for supplying lubricant into it and releasing the latter to the outside, characterized in that the channels supply and release of lubricant, communicated with the working volume of the cylinder, and their receiving holes are made on the end surfaces of the piston and equipped with receiving non-return valves, in addition, Closing the piston chamber communicates with the working gap release channels formed in the wall of the piston edges arranged preferably evenly along the perimeter of the working piston clearance. In addition, the working gap is symmetrical, with a variable thickness, with an increase from the middle of the edge to its edges, while the exhaust channels are placed in two rows.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».A comparative analysis of the set of essential features of the proposed technical solution and the set of essential features of the prototype and analogues indicates its compliance with the criterion of "novelty".

При этом совокупность существенных признаков отличительной части формулы полезной модели позволяет упростить конструкцию, рабочий зазор поршня с цилиндром создает газовый смазочный слой, что позволяет отказаться от масляного смазочного материала и ведет к отказу от системы жидкостной смазки между поршнем и втулкой цилиндра, уменьшаются потери на трение.At the same time, the set of essential features of the distinguishing part of the utility model formula makes it possible to simplify the design, the working clearance of the piston with the cylinder creates a gas lubricant layer, which eliminates oil lubricant and leads to the abandonment of the fluid lubrication system between the piston and the cylinder bushing, and friction losses are reduced.

На чертеже показаны поршень 1, цилиндр 2, закрытая камера 3, рабочий зазор 4, приемные отверстия 5, невозвратные клапаны 6, каналы 7 выпуска и камера сжатия 8.The drawing shows a piston 1, cylinder 2, a closed chamber 3, a working gap 4, receiving holes 5, non-return valves 6, channels 7 release and compression chamber 8.

Поршень 1 выполнен в виде тела, сечение которого соответствует сечению полости цилиндра 2 и содержит закрытую камеру 3 снабженную каналами подвода в нее смазочного материала и выпуска последнего в рабочий зазор 4 между поршнем 1 и цилиндром 2. Поршень 1 установлен в полости цилиндра 2 с возможностью возвратно-поступательного движения. Кромки цилиндра 2 обращены с рабочим зазором 4 к стенкам поршня 1. Каналы подвода смазочного материала, сообщены с рабочим объемом цилиндра 2, а их приемные отверстия 5 выполнены на торцовых поверхностях поршня 1 и снабжены приемными невозвратными клапанами 6. Кроме того закрытая камера 3 поршня 1 сообщена с рабочим зазором 4, каналами 7 выпуска, выполненными в стенках кромок поршня 1, размещенными равномерно по периметру рабочего зазора 4 поршня. При этом рабочий зазор 4 выполнен симметричным, с переменной толщиной, с увеличением от середины кромки к ее краям, а каналы 7 выпуска размещены в два ряда.The piston 1 is made in the form of a body, the cross-section of which corresponds to the section of the cavity of the cylinder 2 and contains a closed chamber 3 equipped with channels for supplying lubricant into it and releasing the latter into the working gap 4 between the piston 1 and cylinder 2. The piston 1 is installed in the cavity of the cylinder 2 with the possibility of return - translational motion. The edges of the cylinder 2 are facing with the working gap 4 to the walls of the piston 1. The channels for supplying lubricant are in communication with the working volume of the cylinder 2, and their receiving holes 5 are made on the end surfaces of the piston 1 and are equipped with receiving non-return valves 6. In addition, the closed chamber 3 of the piston 1 communicated with a working gap 4, channels 7 release made in the walls of the edges of the piston 1, placed evenly around the perimeter of the working gap 4 of the piston. In this case, the working gap 4 is made symmetrical, with a variable thickness, with an increase from the middle of the edge to its edges, and the outlet channels 7 are placed in two rows.

Работа поршня осуществляется следующим образом. Часть сжатого воздуха, образованная в камере сжатия 8 за счет повышенного давления будет уходить на создание смазочного слоя, проходя кромку поршня 1, а другая часть воздуха заполняет закрытую камеру 3, проходя через приемные отверстия 5 подвода в полость закрытой камеры 3 поршня 1, которое запирается невозвратным клапаном 6. Воздух, проходя через каналы 7 выпуска в поршне 1 в рабочий зазор 4, выполняет роль уплотнения и смазочного слоя. Закрытая камера 3 внутри поршня 1 выполняет роль ресивера сжатого воздуха, с невозвратным клапаном 6.The piston is as follows. Part of the compressed air formed in the compression chamber 8 due to the increased pressure will go to create a lubricating layer, passing the edge of the piston 1, and the other part of the air fills the closed chamber 3, passing through the inlet openings 5 for supplying into the cavity of the closed chamber 3 of the piston 1, which is locked non-return valve 6. Air passing through the exhaust channels 7 in the piston 1 into the working gap 4, acts as a seal and a lubricating layer. A closed chamber 3 inside the piston 1 acts as a receiver of compressed air, with a non-return valve 6.

Claims

1. A piston mounted in the cavity of the cylinder with the possibility of reciprocating movement, the edges of which are facing with a working gap to the walls of the piston, which contains a closed chamber provided with channels for supplying lubricant into it and releasing the latter to the outside, characterized in that the channels for supplying and discharging lubricant communicated with the working volume of the cylinder, and their receiving holes are made on the end surfaces of the piston and are equipped with receiving non-return valves, in addition, the closed chamber of the piston is in communication with ochima gap release channels made in the wall of piston edges arranged preferably evenly along the perimeter of the working piston clearance.

2. The piston according to claim 1, characterized in that the working gap is symmetrical with a variable thickness, with an increase from the middle of the edge to its edges, while the exhaust channels are arranged in two rows.