RU2103534C1 - Цилиндропоршневая группа - Google Patents
Цилиндропоршневая группа Download PDFInfo
- 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
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 5
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
- F02F1/22—Other cylinders characterised by having ports in cylinder wall for scavenging or charging
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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.
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.
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)
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)
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 |
-
1996
- 1996-06-11 RU RU96111650A patent/RU2103534C1/ru not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-06-11 US US09/202,288 patent/US6050235A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-11 WO PCT/RU1997/000187 patent/WO1997047870A1/ru not_active Application Discontinuation
- 1997-06-11 EP EP97929626A patent/EP0905362A4/en not_active Withdrawn
- 1997-06-11 AU AU33644/97A patent/AU3364497A/en not_active Abandoned
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Круглов М.Г. Двухтактные комбинированные двигатели. - М.: Машиностроение, 1977, с. 8. 2. US, патент, 2208782, кл. 92 - 193, 1940. * |
Cited By (3)
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 |