RU1778345C - Единый поршневой узел двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Использование: конструкции поршневых узлов ДВС. Сущность изобретени : единый поршневой узел состоит из однодетального разрезного обода, установленного в кольцевой проточке поршн . Обод выполнен методом проката и гибки стальной полосы и имеет верхние и нижний рабочие выступы и соедин ющую их перемычку с торцовыми полками. Рассто ние между выступами соответствует величине необходимого осевого рассредоточени  двухколечного поршневого комплекта, прин того в двигателест- роении. Верхний выступ обода имеет, например, бочкообразную форму рабочей поверхности и выполн ет компрессионные фунИзобретение относитс  к двигателест- роению, а именно к конструкци м поршневых узлов. Известен поршневой узел, включающий размещенные в одной канавке поршн  два кольцевых элемента разной радиальной толщины с расширителем дл  нижнего элемента и гребенчатым сепаратором, размещенным между ними. кции. Нижний выступ выполнен в виде скребкового элемента, выполн ющего как компрессионные, так и маслосьемные функции . Торцовые полки отогнуты радиально внутри в плоскости, перпендикул рной перемычке , и предназначены дл  придани  ободу общей упругости осевой остойчивости и торцового уплотнени . Перемычка предназначена дл  осевого рассредоточени  рабочих выступов с торцовыми полками и частичного отвода через масл ную пленку тепле от поршн  на стенку цилиндра. На перемычке над нижним рабочим выступом по всему периметру через равные интервалы методом надрезки выполнены радиальные упругие отгибы, конечные участки которых эквидистантны проточке на поршне . Упругие радиальные отгибы выполн ют функцию радиального расширител  и предназначены дл  создани  требуемой упругости маслосъемного выступа. Проточка поршн  имеет на дне две радиальные канавки дл  установки в них торцовых полок обода , фиксирующих его положение на поршне. .Дл  обеспечени  установки обода на поршень и предотвращени  прорыва газов и масла на нем выполнен косой замок. 2 ил. При этом верхний кольцевой элемент, благодар  тому, что внутренн   часть радиальной толщины сепаратора выполнена сплошной, выполн ет как компрессионные, так и маслосъемныё функции. Недостатками такой конструкции  вл етс  то, что известный поршневой узел двух- функционального назначени  не исключает необходимость иметь на поршне еще одно- два компрессионных кольца, что ведеткувесл с XI х| оо со 4 СЛ

Description

личению трени , и соответственно, повышению удельного расхода топлива.

Многоэлементность поршневого узла увеличивает его технологическую сложность и затрудн ет его установку на поршне.

Частично этих недостатков лишен ком- плект компрессионных и маслосъемных колец , который устанавливаетс  на поршне как единый узел.

Этот узел включает набор из нескольких (не менее трех) кольцевых элементов, выполн ющих компрессионные и маслосъем- ные функции, установленных в одну общую кольцевую проточку на поршне, имеющей канавки на дне.

Однако и такому поршневому узлу присущи недостатки.

Сомкнутый по оси комплект поршневых кол-ец, собранный в одной проточке, снижает осевую остойчивость каждого из элементов , что снижает их долговечность и маслосьемную эффективность всего узла;

наличие большого количества сопр женных между собой деталей увеличивает потери на трение, что ведет к увеличению удельного.расхода топлива;расположение единого узла в верхней части поршн  снижает эффективность теплообмена , что повышает возможность за- коксовани  элементов и ведет к снижению его компрессионной и маслосъемной эффективности , а также снижает долговечность поршн ;

многоэлементность и конструктивна  сложность составл ющих элементов узла предопредел ет сложность их изготовлени  и сборки.

Целью изобретени   вл етс  повышение долговечности поршневого узла и экономичности ДВС по топливу и маслу.

Цель достигаетс  тем, что единый поршневой узел, включающий компрессионный и маслосъемный элементы, установленные в общей кольцевой проточке на поршне с канавками на ее дне, изготовлен в виде однодетального кольцевого обода , имеющего два рабочих выступа, соединенных перемычкой, на которой выполнены радиальные упругие отгибы, упирающиес  в дно проточки на поршне.

Така  конструкци  поршневого узла обеспечивает его высокую долговечность за счет улучшени  теплоотдачи, высокие компрессионные и маслосъемные свойства рабо- чих выступов, предельную простоту изготовлени  и сборки за счет выполнени  узла в виде одной кольцевой детали.

На фиг.1 показано поперечное сечение поршневого узла; на фиг.2 - часть поршневого узла в изометрии.

Единый поршневой узел состоит из однодетального разрезного обода 1, установленного в кольцевой проточке 2 и поршн  3.

Обод 1 выполнен методом проката и гибки стальной полосы и имеет верхний 4 и нижний 5 рабочие выступы и соедин ющую их перемычку 6 с торцовыми полками 7.

Рассто ние между выступами соответствует величине необходимого осевого рас- 0 средоточени  двухколечного поршневого комплекта, прин того в двигателестроении.

Верхний выступ 4 обода 1 имеет, например , бочкообразную форму рабочей поверхности и выполн ет компрессионные

5 функции.

Нижний выступ 5 выполнен в виде

-скребкового элемента, выполн ющего как компрессионные, так и маслосъемные функции .

0 Торцовые полки 7 отогнуты радиально внутри в плоскости, перпендикул рной перемычке 6, и предназначены дл  придани  ободу 1 общей упругости, осевой остойчивости и торцового уплотнени .

5 Перемычка 6 предназначена дл  осевого рассредоточени  рабочих выступов 4 и 5 с торцовыми полками 7 и частичного отвода через масл ную пленку тепла от поршн  3 на стенку цилиндра 8.

0 На перемычке б над нижним рабочим выступом 5 по.всему периметру через равные интервалы-методом надрезки выполнены радиальные упругие отгибы 9, конечные участки которых 10 эквидистантны проточке

5 2 на поршне 3.

Упругие радиальные отгибы 9 выполн ют роль радиального расширител  и предназначены дл  создани  требуемой упругости маслосъемного выступа (элемен0 та) 5.

Проточка 2 поршн  3 имеет на дне две радиальные канавки 11 и 12 дл  установки в них торцовых полок 7-обода 1, фиксирующих его положение на поршне 3,

5 Дл  обеспечени  установки обода 1 на поршень 3 и предотвращени  прорыва газов и масла на нем выполнен косой замок 13.

Сборка поршневого узла осуществл етс  путем предварительного режима обода 1

0 с последующей установкой его торцовых полок 7 в канавки 11 и 12 на дне проточки 2 поршн  3.

После установки обода 1 поршень 3 вводитс  в цилиндр 8 двигател .

5 В результате воздействи  стенки цилиндра 8 на рабочие выступы 4, 5 обод 1 обжимаетс  до величины теплового зазора в его замке 13.

В ходе обжати  увеличиваетс  упругость обода 1 и, соответственно, обеспечиваетс  необходимый поджим его рабочих поверхностей к стенке цилиндра 8.

Одновременно опирающиес  на дно проточки 2 поршн  3 упругие радиальные отгибы 9 за счет изгибных деформаций со- здают необходимые дл  маслосьемного элемента 5 дополнительные поджимные усили .

Часть дополнительных усилий, создаваемых отгибами 9 через сплошные участки перемычки 6, передаютс  верхнему выступу 4.

В результате воздействи  упругих отгибов 9 перемычка 6 обода 1 отклон етс  (перекашиваетс ) по оси на величину зазоров между торцовыми полками 7 и канавками 11 и 12.

При этом внутренние участки 14 торцовых полок 7 упираютс  о нижние стенки своих канавок 11 и 12, чем достигаетс  дополнительное уплотнение обода 1.

В ходе работы двигател  единый поршневой узел работает следующим образом.

Компрессионные функции осуществл - ютс  за счет надежного прилегани  поверхностей рабочих выступов 4 и 5 к стенке цилиндра 8 и перекрытием закольцевого пространства торцовыми полками 7, опирающимис  на нижние стенки канавок 11 и 12.

При этом газы, проника  в верхнюю канавку 11 проточки 2,еще плотнее прижимают торцовую полку 7 к нижней стенке канавки 11. Кроме того, давление прорвавшихс  газов, воздейству  на внутреннюю поверхность верхнего компрессионного выступа 4, еще плотнее поджимает его к стен- ке цилиндра 8, увеличива  компрессионные свойства узла.

Отсн тое нижним выступом 5 масло отводитс  через маслоотводные окна 15 поршн  3 в картер двигател .

Упругие отгибы 9 обеспечивают надежный посто нный поджим маслосьемного выступа 5 к стенке цилиндра 8, в том числе и при перекладке поршн , когда рабочий выступ 5 в результате наклона поршн  приобретает эллиптическую форму, а также обеспечивает компенсацию поджимных

усилий по мере износа рабочих повер но- стей.

Таким образом применение поршневого узла предлагаемой конструкции создает следующие преимущества: повышение долговечности узла за счет улучшени  теплооб- мена в гильзо-поршневой . группе и нормального осевого рассредоточени  рабочих выступов; повышает компрессионные свойства обода по сравнению с комплектом поршневых колец, что обеспечивает снижение удельного расхода топлива , при этом дополнительный положительный эффект достигаетс  тем, что лини  контакта бочкообразной рабочей поверхности со стенкой цилиндра смещена ниже от оси ее симметрии, что конструктивно выгодно дл  компрессионных колец; повышаетс  маслосъемна  способность поршневого узла благодар  более равномерному поджиму маслосъемных выступов к стенке цилиндра и лучшему перекрытию закольцевого пространства; уменьшение потерь на трение благодар  уменьшению количества и площади трущихс  поверхностей обеспечивает дополнительное снижение удельного расхода топлива; высока  осева  остойчивость кольцевого обода, быстра  приспособл емость его рабочих поверхностей; технологическа  простота изготовлени  однодетального обода, предельна  простота сборки; возможность применени  не только в ДВС, но и в других поршневых машинах.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Единый поршневой узел двигател  внутреннего сгорани , включающий компрессионный и маслосъемный элементы, установленные в общей кольцевой проточке на поршне с канавками на ее поверхности, отличающийс  тем, что, с целью повышени  долговечности и упрощени  его конструкции, компрессионный и маслось- емный элементы выполн ют заодно в виде разрезного обода, снабженного двум  рабочими выступами, соединенными перемычкой , на которой выполнены радиальные отгибы, упирающиес  в канавки на поверхности проточки.

   /4