RU2103534C1 - Цилиндропоршневая группа - Google Patents

Цилиндропоршневая группа Download PDF

Info

Publication number
RU2103534C1
RU2103534C1 RU96111650A RU96111650A RU2103534C1 RU 2103534 C1 RU2103534 C1 RU 2103534C1 RU 96111650 A RU96111650 A RU 96111650A RU 96111650 A RU96111650 A RU 96111650A RU 2103534 C1 RU2103534 C1 RU 2103534C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
longitudinal elements
piston
cylinder
sealing rings
group according
Prior art date
Application number
RU96111650A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96111650A (ru
Inventor
Геня Те
Евгений Николаевич Захаров
Original Assignee
Геня Те
Евгений Николаевич Захаров
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геня Те, Евгений Николаевич Захаров filed Critical Геня Те
Priority to RU96111650A priority Critical patent/RU2103534C1/ru
Priority to EP97929626A priority patent/EP0905362A4/en
Priority to PCT/RU1997/000187 priority patent/WO1997047870A1/ru
Priority to AU33644/97A priority patent/AU3364497A/en
Priority to US09/202,288 priority patent/US6050235A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2103534C1 publication Critical patent/RU2103534C1/ru
Publication of RU96111650A publication Critical patent/RU96111650A/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/18Other cylinders
    • F02F1/22Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относится к области машиностроения, а именно к цилиндро-поршневым группам, преимущественно двухтактных двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: на цилиндрической поверхности поршня 5 в углублениях между уплотнительными кольцами 6 расположены подпружиненные продольные элементы 8, выполняющие функции продольных уплотнений, которые совместно с кольцами 6 обрадуют замкнутую уплотненную область на поверхности цилиндра 1 в районе окон 2 и 3 газораспределения. Описываемое техническое решение позволяет предотвратить перетечки свежего заряда и продуктов сгорания из одного окна газораспределения в другое по зазору вокруг поршня 5. 6 з п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к уплотнениям цилиндро-поршневых групп двигателей внутреннего сгорания.
Уже известны цилиндро-поршневые группы, например, двухтактных двигателей с щелевым газораспределением, в которых уплотнение осуществляется упругих колец [1].
Однако уплотняется при этом только кольцевая щель, обусловленная наличием теплового зазора между поршнем и стенками цилиндра. Эффективность такого уплотнения невелика при выполнении щелевого газораспределения, как принято в большинстве двухтактных двигателей, так как и продукты сгорания, и предварительно сжатый заряд имеют возможность перетекать между продувочными и выпускными окнами по кольцевому зазору вокруг поршня, в частности, при пересечении кольцами окон газораспределения. Так как в двухтактных двигателях тепловой зазор относительно большой, а с увеличением диаметра цилиндра отношение площади зазора к площади породы резко увеличивается, то увеличение в связи с этим потерь свежего заряда и увеличение коэффициента остаточных газов не позволяет достичь высоких литровых показателей в двухтактных двигателях с диаметром цилиндра более 100 мм и при расположении окон газораспределения в одной поперечной плоскости цилиндра.
Известна цидиндро-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр с окнами газораспределения, разделенными перегородками, размещенный в цилиндре поршень, снабженный по меньшей мере двумя уплотнительными кольцами, расположенными в канавках и, по меньшей мере, двумя подпружиненными продольными элементами, установленными в соответствующих углублениях на цилиндрической поверхности поршня [2].
Недостатком указанного технического решения, выбранного авторами в качестве прототипа, является невозможность выполнения его продольными элементами функций уплотнения из-за отсутствия сопряжений между ними и уплотнительными кольцами.
Цель изобретения - повышение эффективности работы двигателей с щелевым газораспределением.
Поставленная цепь достигается тем, что подпружиненные продольные элементы установлены между уплотнительными кольцами с возможностью создания замкнутого уплотнительного контура на цилиндрической поверхности поршня и расположены в районе перегородок цилиндра с возможностью контактирования с ними.
Поставленная цель достигается также тем, что расстояние между наружными, по отношению к продольным элементам, кромками уплотнительных колец может быть выполнено больше минимальной высоты окон газораспределения.
Поставленная цепь достигается также тем, что углубления для продольных элементов могут быть выполнены с длиной, превышающей расстояние между канавками, а продольные элементы могут быть установлены с возможностью контактирования своими концами с торцевыми поверхностями уплотнительных колец.
Поставленная цель достигается также тем, что продольные элементы могут быть снабжены расположенными на их концах хвостовиками, размещенными между поверхностью поршня и уплотнительными кольцами с возможностью контактирования с внутренними кольцевыми поверхностями последних.
Поставленная цель достигается также тем, что продольные элементы могут быть выполнены с длиной, превышающей расстояние между уплотнительными кольцами, а по меньшей мере один конец продольного элемента расположен в разрезе уплотнительного кольца между его торцами.
Поставленная цепь достигается также тем, что она может быть снабжена по моющей мере одним дополнительным кольцом, в продольных элементах выполнены поперечные проточки, а дополнительное кольцо установлено между уплотнительными кольцами в канавке поршня и поперечных проточках продольных элементов.
Поставленная цепь достигается также тем, что продольные элементы могут быть подпружинены при помощи ленточных экспандеров, расположенных вдоль продольных элементов.
На фиг. 1 представлена описываемая цилиндро-поршневая группа; на фиг. 2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг. 3 - то же, вариант расположения продольных элементов; на фиг. 4 -разрез Б - Б на фиг. 2; на фиг. 5 - то же, вариант выполнения по п. 3 формулы изобретения; на фиг 6 - то же, вариант выполнения по п. 4 формулы; на фиг. 7 - то же, вариант выполнения по п.5 формулы; на фиг. 8 - то же, вариант выполнения по п. 6 формулы.
Цилиндро-поршневая группа содержит цилиндр 1 с продувочным 2 и выпускным 3 окнами газораспределения, разделенными перегородками 4 цилиндра 1, поршень 5, снабженный двумя уплотнительными кольцами 6, расположенными в кольцевых канавках 7 и подпружиненные продольные элементы 8, установленные в углублениях 9 на цилиндрической поверхности поршня 5. Продольные элементы 8 установлены между кольцами 6 с возможностью создания замкнутого уплотнительного контура на цилиндрической поверхности поршня 5 и расположены в районе перегородок 4 цилиндра 1 с возможностью контактирования с ними.
Расстояние между наружными, по отношению к продольным элементам 8, кромками колец 6 выполнено больше минимальной высоты окон газораспределения, например, продувочного окна 2.
Углубления 9 могут быть выполнены с дюной, превышающей расстояние между канавками 7, при этом продольные элементы 8 установлены с возможностью контактирования своими концами с торцевыми поверхностями колец 6 (фиг. 5).
Продольные элементы 8 могут быть снабжены расположенными на их концах хвостовиками 10, размещенными между поверхностью поршня 5 и кольцами 6 с возможностью контактирования с внутренними их кольцевыми поверхностями (фиг. 6).
Продольные элементы 8 могут быть выполнены с длиной, превышающей расстояние между уплотнительными кольцами 6, а один конец продольного элемента 8 расположен в разрезе кольца 6 между его торцами, при этом конец другого элемента 8 может быть расположен в разрезе второго кольца 6 (фиг. 7).
Цилиндро-поршневая группа может быть снабжена дополнительным кольцом 11, а в продольных элементах 8 могут быть выполнены поперечные проточки 12. При этом кольцо 11 установлено между кольцами 6 в канавке 13 поршня 5 и проточках 12 элементов 8 (фиг. 8).
Продольные элементы 8 могут быть подпружинены при помощи расположенных вдоль них ленточных экспандеров 14.
Предложенное устройство работая следующим образом. Поршень 5 двухтактного двигателя совершает в цилиндре 1 возвратно-поступательные перемещения от верхней мертвой точки к нижней. При движении к нижней мертвой точке поршень 5 своим верхним кольцом 6 и своей верхней кромкой открывает сначала выпускное окно 3. При этом продукты сгорания с достаточно высоким давлением перетекают из цилиндра 1 в атмосферу. Затем открывается продувочное окно 2, через которое поступает в цилиндр 1 сжатый либо в кривошипной камере, либо в нагнетателе ( на чертеже не показаны) свежий заряд и производится продувка полости цилиндра 1 и ее наполнение. При движении поршня 5 к верхней мертвой точке им сначала перекрывается Продувочное 2, а затем выпускное 3 окна, и происходит сжатие свежего заряда с последующим его воспламенением, сгоранием и расширением. При отсутствии продольных уплотнений цилиндро-поршневой группы продукты сгорания в начале выпуска перетекают по кольцевому зазору вокруг поршня 5 и попадают в продувочное окно 2 и далее в кривошипную камеру, либо в нагнетатель. Возможно также обратное движение, например, сжатого свежего заряда из продувочного окна 2 в выпускное - 3 вокруг поршня 5 в конце выпуска, когда давление газов в районе выпускного окна 3 падает ниже атмосферного. В двигателях с кривошипно-камерной продувкой на такте всасывания возможно перетекание газов из выпускного окна 3 также вокруг поршня 5 через продувочное окно 2 в кривошипную камеру.
Указанное явление прогрессирует с увеличением диаметра цилиндра и, соответственно, теплового зазора, что не позволяет реализовать двухтактный рабочий цикл с щелевой продувкой на двигателях с классической компоновкой большой размерности.
Данного недостатка лишены двигатели с клапанной и клапанно-щелевой продувкой, а также двигатели с щелевой продувкой, но с расположением окон в разных поперечных плоскостях, например, с противоположно-движущимися поршнями.
В двигателях с классической компоновкой проблема может быть решена путем установки уплотнительных продольных элементов 8, препятствующих перемещению газов вокруг поршня 5.
В простейших вариантах выполнения (см. фиг. 4 и 5) продольные элементы 8 установлены между кольцами 6 с небольшим зазором и создают таким образом замкнуть@ уплотнительный контур на поверхности поршня 5 вокруг каждого из окон газораспределения в небольшом диапазоне перемещения поршня 5 в районе нижней мертвой точки. При этом чем большим выбирается соотношение длины продольного элемента к высоте окна, тем меньше величина переточек газов (особенно в двигателях с нагнетателем).
В другом варианте (фиг. 6) хвостовики 10 продольных элементов 8 за счет подпружинивания экспандерами 14 выполняют функции расширителей для колец 6, которые в данном случае могут быть изготовлены из неупругого материала, например, алюминия.
В варианте, изображенном на фиг. 7, конец продольного элемента 8 выполняет функции стопора кольца 6 от проворота относительно поршня 5, при этом разрез кольца 6 совпадает в плане с перегородкой 4 цилиндра 1, что является необходимым условием для работы двухтактного двигателя.
При необходимости установки дополнительных колец 11, например, в высокофорсированных двигателях (фиг. 8), то они устанавливаются в поперечных проточках 12 продольных элементов 8 и канавках 13 между кольцами 6.
Таким образом предложенное техническое решение позволяет выйти на новый этап развития двухтактных двигателей, в частности, большой размерности, за счет повышения эффективности проведения в них рабочего процесса.
Источники информации:
1. Круглев М.Г. Двухтактные комбинированные двигатели. М.: Машиностроение, 1977, с.8.
Патент США N 2208782, кл. 92 193, опубл. 1940.

Claims (7)

1. Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр с окнами газораспределения, разделенными перегородками, размещенный в цилиндре поршень, снабженный по меньшей мере двумя уплотнительными кольцами, расположенными в канавках и по меньшей мере двумя подпружиненными продольными элементами, установленными в соответствующих углублениях на цилиндрической поверхности поршня, отличающаяся тем, что подпружиненные продольные элементы установлены между уплотнительными кольцами с возможностью создания замкнутого уплотнительного контура на цилиндрической поверхности поршня и расположены в районе перегородок цилиндра с возможностью контактирования с ними.
2. Группа по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между наружными по отношению к продольным элементам кромки уплотнительных колец выполнено больше минимальной высоты окон газораспределения.
3. Группа по п.2, отличающаяся тем, что углубления для продольных элементов выполнены с длиной, превышающей расстояние между канавками, а продольные элементы установлены с возможностью контактирования своими концами с торцевыми поверхностями уплотнительных колец.
4. Группа по п. 2, отличающаяся тем, что продольные элементы снабжены расположенными на их концах хвостовиками, размещенными между поверхностью поршня и уплотнительными кольцами с возможностью контактирования с внутренними кольцевыми поверхностями последних.
5. Группа по п.2, отличающаяся тем, что продольные элементы выполнены с длиной, превышающей расстояние между уплотнительными кольцами, а по меньшей мере один конец продольного элемента расположен в разрезе уплотнительного кольца между его торцами.
6. Группа по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним дополнительным кольцом, в продольных элементах выполнены поперечные проточки, а дополнительное кольцо установлено между уплотнительными кольцами в канавке поршня и поперечных проточках продольных элементов.
7. Группа по п.1, отличающаяся тем, что продольные элементы подпружинены при помощи ленточных экспандеров, расположенных вдоль продольных элементов.
RU96111650A 1996-06-11 1996-06-11 Цилиндропоршневая группа RU2103534C1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96111650A RU2103534C1 (ru) 1996-06-11 1996-06-11 Цилиндропоршневая группа
EP97929626A EP0905362A4 (en) 1996-06-11 1997-06-11 PISTON CYLINDER UNIT
PCT/RU1997/000187 WO1997047870A1 (fr) 1996-06-11 1997-06-11 Groupe cylindre-piston
AU33644/97A AU3364497A (en) 1996-06-11 1997-06-11 Cylinder-piston assembly
US09/202,288 US6050235A (en) 1996-06-11 1997-06-11 Cylinder-piston assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96111650A RU2103534C1 (ru) 1996-06-11 1996-06-11 Цилиндропоршневая группа

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2103534C1 true RU2103534C1 (ru) 1998-01-27
RU96111650A RU96111650A (ru) 1998-06-27

Family

ID=20181753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96111650A RU2103534C1 (ru) 1996-06-11 1996-06-11 Цилиндропоршневая группа

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6050235A (ru)
EP (1) EP0905362A4 (ru)
AU (1) AU3364497A (ru)
RU (1) RU2103534C1 (ru)
WO (1) WO1997047870A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577642C2 (ru) * 2011-03-19 2016-03-20 Федерал-Моугал Буршайд Гмбх Способ изготовления поршневых колец
RU2581752C1 (ru) * 2014-10-20 2016-04-20 Евгений Николаевич Захаров Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой
RU2794301C1 (ru) * 2023-02-01 2023-04-14 Акционерное общество "Северный пресс" Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1366415A (en) * 1920-01-30 1921-01-25 John A Pearson Piston
DE393755C (de) * 1922-01-13 1924-04-07 Aeroplanes G Voisin Sa Des Kolben fuer Verbrennungskraftmaschinen
US1798222A (en) * 1928-12-13 1931-03-31 Ernest S Reiland Piston
US1855554A (en) * 1931-08-17 1932-04-26 Brie Antoine La Piston construction
US2208782A (en) * 1939-02-28 1940-07-23 Tom Lee Piston
DE1929630A1 (de) * 1969-06-11 1971-01-07 Linde Ag Trockenlauf-Kolbenmaschine,beispielsweise Trockenlauf- Kolbenverdichter,deren Kolben mit sogenannten gefangenen Kolbenringen ausgestattet sind
SU1458611A1 (ru) * 1982-11-15 1989-02-15 Ki Avtomobil Dorozh I Поршень для двигателя внутреннего сгорания
SU1698470A1 (ru) * 1989-11-21 1991-12-15 Уфимский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института Нефтяного Машиностроения Цилиндропоршнева группа поршневой машины
JP2881996B2 (ja) * 1990-08-03 1999-04-12 坂東機工株式会社 往復動エンジン
RU2059854C1 (ru) * 1993-11-29 1996-05-10 Николай Степанович Зеленин Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Круглов М.Г. Двухтактные комбинированные двигатели. - М.: Машиностроение, 1977, с. 8. 2. US, патент, 2208782, кл. 92 - 193, 1940. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2577642C2 (ru) * 2011-03-19 2016-03-20 Федерал-Моугал Буршайд Гмбх Способ изготовления поршневых колец
RU2581752C1 (ru) * 2014-10-20 2016-04-20 Евгений Николаевич Захаров Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой
RU2794301C1 (ru) * 2023-02-01 2023-04-14 Акционерное общество "Северный пресс" Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997047870A1 (fr) 1997-12-18
AU3364497A (en) 1998-01-07
US6050235A (en) 2000-04-18
EP0905362A4 (en) 2001-01-10
EP0905362A1 (en) 1999-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1192635A3 (ru) Двухтактный свободнопоршневой двигатель
RU2150590C1 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
US20080210204A1 (en) Internal combustion engine
CN102652237A (zh) 用于内燃机的密封组件
US6223705B1 (en) Two-stroke internal combustion engine
EP0119721B1 (en) Machine having integral piston and cylinder wall sections
RU2103534C1 (ru) Цилиндропоршневая группа
US8360395B2 (en) Sliding valve assembly
US3692005A (en) Internal pressure engine
WO1991000684A1 (en) Twi-stroke cycle engine cylinder construction
US4625685A (en) Machine with double acting box piston
US20160252013A1 (en) Piston Crown and Corresponding Port Geometry
US4138971A (en) Crankchamber precompression type two-cycle internal combustion engines
EP2558705B1 (en) A sliding valve assembly
RU2146011C1 (ru) Поршневая машина
RU2007588C1 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с качающимся поршнем
RU2310080C2 (ru) Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с принудительной продувкой
US9163506B2 (en) Engine
JPS5925031A (ja) 2サイクル内燃機関
RU2581752C1 (ru) Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой
RU2053388C1 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
RU2188959C2 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорания
RU2215879C2 (ru) Поршневая машина (варианты)
SU958671A1 (ru) Двухтактный двигатель внутреннего сгорани
US10626787B2 (en) Uniflow engine with intake and/or exhaust valves

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070612