RU2351821C1

RU2351821C1 - Oil wiper device of sleeve assembly

Info

Publication number: RU2351821C1
Application number: RU2007133766/06A
Authority: RU
Inventors: Валерий Николаевич Горшков (RU); Валерий Николаевич Горшков; Александр Владимирович Хохлов (RU); Александр Владимирович Хохлов; Герман Георгиевич Загребин (RU); Герман Георгиевич Загребин; Владилен Васильевич Михайлов (RU); Владилен Васильевич Михайлов; Владимир Владимирович Ведерников (RU); Владимир Владимирович Ведерников
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2009-04-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used in ICE. The proposed oil wiper device arranged on the con rod top head accommodates additionally, in the plane of its swinging, two diametrically opposite cams arranged in one plate and passing through the con rod swinging center at an angle to transverse plane. Aforesaid additional cams form, together with another pair of cams, a figure symmetric to the transverse cross section plane passing through the con rod swinging center.

EFFECT: reduced oil consumption, engine longer life.

4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве маслосъемных устройств, устанавливаемых на поршнях двигателей внутреннего сгорания или компрессоров.The present invention relates to the field of engineering and may find application as oil scraper devices mounted on the pistons of internal combustion engines or compressors.

Аналогом предлагаемого устройства является узел маслосъемного поршневого кольца для двигателя внутреннего сгорания, содержащий радиальный многоугольный расширитель, который устанавливается между разрезным маслосъемным кольцом и стенкой канавки поршня (К.Энглиш. Поршневые кольца, т.1, Москва, 1962, с.492, фиг.407). В маслосъемном кольце и находящемся за ним радиальном многоугольном расширителе предусмотрены дренажные отверстия для отвода масла со стенок цилиндра двигателя в закольцевое пространство и далее через сквозные отверстия в поршне на его внутреннюю стенку.An analogue of the proposed device is an oil scraper piston ring assembly for an internal combustion engine containing a radial polygonal expander, which is installed between a split oil scraper ring and the wall of the piston groove (K. English. Piston rings, t.1, Moscow, 1962, p. 492, fig. 407). In the oil scraper ring and the radial polygonal extender located behind it, drainage holes are provided for draining oil from the walls of the engine cylinder into the annulus and then through the through holes in the piston to its inner wall.

Назначение радиального многоугольного расширителя - создание в подпертом маслосъемном кольце дополнительного постоянно действующего равномерно распределенного по окружности маслосъемного кольца радиального давления (К.Энглиш. Поршневые кольца, т.1, Москва, 1962, с.487).The purpose of the radial polygonal expander is to create in the backed oil scraper ring an additional continuously operating radial pressure oil scraper evenly distributed around the circumference (K. English. Piston rings, v.1, Moscow, 1962, p. 487).

Одним из основных требований к маслосъемному кольцу является не только съем излишка масла с рабочей поверхности цилиндра двигателя, но и качественное распределение масла по всей его рабочей поверхности, которое заключается в том, чтобы маслосъемное кольцо при своем движении создавало непрерывную масляную пленку одинаковой требуемой толщины, которая обеспечивала бы жидкостное трение кольца по всему ходу поршня (К.Энглиш. Поршневые кольца, т.2, Москва, 1963, с.196, с.201). Однако аналог, состоящий из маслосъемного кольца и радиального многоугольного расширителя, такое требование в процессе работы не выполняет по одной основной причине - это постоянное заданное радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя при переменной скорости перемещения поршня. В средней части хода это примерно 86° поворота кривошипа, скорость поршня максимальная, а при подходе поршня к его крайним положениям скорость его снижается так, что в верхней и нижней мертвых точках скорость равна нулю.One of the main requirements for the oil scraper ring is not only the removal of excess oil from the working surface of the engine cylinder, but also the qualitative distribution of oil over its entire working surface, which consists in the fact that the oil scraper during its movement creates a continuous oil film of the same required thickness, which would provide liquid friction of the ring along the entire stroke of the piston (K. English. Piston rings, vol. 2, Moscow, 1963, p.196, p.201). However, an analogue consisting of a scraper ring and a radial polygonal expander does not fulfill this requirement during operation for one main reason - this is a constant preset radial pressure of the scraper ring on the engine cylinder mirror at a variable piston speed. In the middle part of the stroke this is about 86 ° of crank rotation, the piston speed is maximum, and when the piston approaches its extreme positions, its speed decreases so that the speed is equal to zero at the top and bottom dead centers.

Известна следующая закономерность. При высокой скорости движения поршня давление подпора срезаемого маслосъемным кольцом масла отжимает маслосъемное кольцо от стенки цилиндра и оно всплывает на масляной пленке, оставляя за собой толстый слой масла в средней части хода поршня. Это повышает расход масла на угар. Со снижением скорости поршня масляная пленка, находящаяся между рабочими поверхностями маслосъемного кольца и цилиндра, легче выдавливается и вблизи мертвого положения поршня наступает полусухое трение. Непосредственный контакт маслосъемного кольца и поверхности цилиндра в районе мертвых точек приводит к возрастанию коэффициента трения и, как следствие, к увеличению износа рабочих поверхностей в этой зоне (К.Энглиш. Поршневые кольца, т.2, Москва, 1963, с.196, с.201).The following regularity is known. At a high piston speed, the back pressure of the oil cut off by the oil scraper ring presses the oil scraper ring off the cylinder wall and it pops up on the oil film, leaving behind a thick layer of oil in the middle part of the piston stroke. This increases oil consumption for waste. With a decrease in piston speed, the oil film located between the working surfaces of the oil scraper ring and the cylinder is more easily squeezed out and near the dead position of the piston semi-dry friction occurs. Direct contact of the oil scraper ring and the cylinder surface in the region of the blind spots leads to an increase in the friction coefficient and, as a consequence, to an increase in the wear of the working surfaces in this zone (K. English. Piston rings, v.2, Moscow, 1963, p.196, p. .201).

Таким образом, недостаток известной конструкции узла маслосъемного кольца обусловлен постоянным по ходу поршня радиальным давлением его на стенки цилиндра. Устранить такой недостаток можно путем увеличения радиального давления маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя в средней части хода поршня, в зоне высокой скорости поршня, и постепенным снижением радиального давления маслосъемного кольца по мере уменьшения скорости поршня по его ходу вплоть до мертвого положения.Thus, the disadvantage of the known design of the oil scraper assembly is due to the constant radial pressure on the cylinder walls along the piston. This drawback can be eliminated by increasing the radial pressure of the oil scraper ring on the engine cylinder mirror in the middle part of the piston stroke, in the zone of high piston speed, and by gradually reducing the radial pressure of the oil scraper ring as the piston speed decreases along its stroke to the dead position.

Еще одним аналогом изобретения является маслосъемное кольцо коробчатого типа с радиальным многоугольным расширителем, установленным в канавке поршня, имеющей по меньшей мере одно сквозное отверстие, выходящее на внутреннюю поверхность поршня. Радиальный многоугольный расширитель снабжен по меньшей мере одним грузом, размещенным на внутренней поверхности поршня и связанным с радиальным многоугольным расширителем упругим элементом и гибкой связью, проходящей через сквозное отверстие. Упругий элемент выполнен в виде пружины, установленной между радиальным многоугольным расширителем и дном канавки, а гибкая связь - в виде шарнирного стержня (Авторское свидетельство СССР №595566, кл. F16J 9/06, 1975).Another analogue of the invention is a box-type oil scraper ring with a radial polygonal expander installed in the piston groove having at least one through hole extending onto the inner surface of the piston. The radial polygonal expander is provided with at least one weight placed on the inner surface of the piston and connected with the radial polygonal expander by an elastic element and a flexible connection passing through the through hole. The elastic element is made in the form of a spring installed between the radial polygonal expander and the bottom of the groove, and the flexible connection is in the form of a hinge rod (USSR Author's Certificate No. 595566, class F16J 9/06, 1975).

Назначение радиального многоугольного расширителя - создавать в подпертом маслосъемном кольце дополнительное постоянно действующее равномерно распределенное по окружности кольца, радиальное давление.The purpose of the radial polygonal expander is to create in the backed oil scraper ring an additional constantly acting radial pressure uniformly distributed around the circumference of the ring.

Назначение упругих элементов, установленных по окружности между радиальным многоугольным расширителем и дном канавки, - также создавать дополнительное радиальное давление через радиальный многоугольный расширитель и маслосъемное кольцо на зеркало цилиндра двигателя.The purpose of the elastic elements installed around the circumference between the radial polygonal expander and the bottom of the groove is also to create additional radial pressure through the radial polygonal expander and the oil scraper ring on the engine cylinder mirror.

Наличие грузов и гибких связей между грузами и упругими элементами позволяет в процессе работы двигателя внутреннего сгорания изменять радиальное давление упругих элементов на радиальный многоугольный расширитель и, следовательно, на маслосъемное кольцо, так как известно, что при перемещении поршня на него и на все массы, двигающиеся вместе с ним, в том числе и на грузы, действует сила инерции, которая изменяется по закону косинусоиды. Максимум ее достигается в районе мертвых точек (верхней и нижней), а минимум - примерно в середине хода поршня, когда скорость поршня достигает максимума. Под действием силы инерции грузы перемещаются вверх или вниз по конусам сквозных отверстий в стенке поршня, выходящих на его внутреннюю поверхность, втягивая внутрь поршня гибкие связи, которые деформируют упругие элементы. Это приводит к перемещению радиального многоугольного расширителя. Поэтому максимальное давление радиального многоугольного расширителя на кольцо будет иметь место в середине хода поршня, когда равна нулю сила инерции, а минимальное давление - в мертвых точках, когда сила инерции грузиков достигает максимума. Это обеспечивает постоянство масляного слоя по ходу поршня.The presence of weights and flexible connections between weights and elastic elements allows us to change the radial pressure of the elastic elements to the radial polygonal expander and, therefore, to the oil scraper during the operation of the internal combustion engine, since it is known that when moving the piston on it and on all the masses moving along with it, including cargo, the force of inertia acts, which changes according to the law of the cosine wave. Its maximum is reached in the region of the dead points (upper and lower), and the minimum is approximately in the middle of the piston stroke, when the piston speed reaches its maximum. Under the influence of inertia, the loads move up or down along the cones of the through holes in the piston wall, extending to its inner surface, pulling flexible connections into the piston that deform the elastic elements. This results in the displacement of the radial polygonal expander. Therefore, the maximum pressure of the radial polygonal expander on the ring will take place in the middle of the piston stroke, when the inertia force is zero, and the minimum pressure will be at the dead points when the inertia force of the weights reaches a maximum. This ensures the constancy of the oil layer along the piston.

Недостатками аналога являются сложность конструкции и ненадежность работы узла маслосъемного поршневого кольца. Сложность конструкции заключается в наличии упругих элементов, выполненных в виде пружин, установленных между радиальным многоугольным расширителем и дном канавки, а также в наличии гибких связей, выполненных в виде шарнирных стержней, соединяющих упругие элементы с подвижными грузами. Кроме этого, следует добавить, что изготовление специальных сквозных каналов на внутренней поверхности поршня для каждого груза требует лишних технологических операций.The disadvantages of the analogue are the design complexity and the unreliability of the oil scraper piston ring assembly. The complexity of the design lies in the presence of elastic elements made in the form of springs installed between a radial polygonal expander and the bottom of the groove, as well as in the presence of flexible connections made in the form of hinge rods connecting the elastic elements with moving loads. In addition, it should be added that the production of special through channels on the inner surface of the piston for each load requires unnecessary technological operations.

Ненадежность конструкции заключается в наличии гибких связей, выполненных в виде шарнирных стержней. И сами гибкие связи, и места соединений их с подвижными грузами и упругими элементами будут подвержены динамическим переменным нагрузкам от сил инерции грузов в процессе их перемещений вверх и вниз между мертвыми точками. Известно, что под действием повторно-переменных нагрузок постепенно развиваются усталостные трещины в деталях и их соединениях с последующим разрушением. Это снижает долговечность работы узла маслосъемного поршневого кольца.The unreliability of the design lies in the presence of flexible connections made in the form of hinge rods. And the flexible connections themselves, and their joints with moving loads and elastic elements will be subject to dynamic variable loads from the forces of inertia of the loads in the process of moving them up and down between the dead points. It is known that under the influence of alternating loads, fatigue cracks in parts and their joints gradually develop, followed by fracture. This reduces the durability of the oil scraper piston ring assembly.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы двигателя, содержащее поршень, в канавке которого установлены маслосъемное кольцо и многоугольный плоский расширитель, упирающийся попеременно в дно канавки поршня и во внутреннюю поверхность маслосъемного кольца, создавая дополнительное радиальное давление на маслосъемное кольцо. Внутри поршня находится механизм, посредством которого происходит изменение радиальной деформации многоугольного плоского расширителя, а следовательно, и маслосъемного кольца (прототип). Он включает расположенные в плоскости качания шатуна диаметрально противоположно друг другу и последовательно взаимодействующие между собой такие детали, как пара кулачков, закрепленных на верхней головке качающегося шатуна в плоскости, проходящей через центр качания шатуна и под углом к поперечной плоскости сечения поршня, два плоских пружинных одноплечих рычага, закрепленных на внутренней поверхности поршня на некотором расстоянии от нее, и два штока, подвижно расположенных в радиальных отверстиях поршня и одновременно контактирующие своими концами с одной стороны с плоскими пружинными одноплечими рычагами, а с другой - с серединами двух плоских сторон многоугольного расширителя, которые располагаются перпендикулярно и симметрично плоскости качания шатуна. Причем на концах штоков, которые выходят в канавку поршня, выполнены бурты, диаметр которых больше диаметра сквозных радиальных отверстий в поршне, и цилиндрические выступы, которые входят в дренажные отверстия плоских сторон многоугольного плоского расширителя (патент №2016301 RU, кл. F16J 9/06, 1994).The closest technical solution to the proposed device is the oil scraper device of the cylinder-piston group of the engine, containing a piston, in the groove of which the oil scraper ring and a polygonal flat expander are mounted, which alternately abuts the bottom of the piston groove and the inner surface of the oil scraper ring, creating additional radial pressure on the oil scraper ring. Inside the piston there is a mechanism by which the radial deformation of the polygonal flat expander, and hence the oil scraper, changes (prototype). It includes two parts located in the connecting plane of the connecting rod diametrically opposite to each other and sequentially interacting with each other, such as a pair of cams mounted on the upper head of the swinging connecting rod in the plane passing through the connecting center of the connecting rod and at an angle to the transverse plane of the piston cross-section. a lever mounted on the inner surface of the piston at a certain distance from it, and two rods movably located in the radial holes of the piston and simultaneously contact Suitable their ends on one side with flat spring single-armed levers, and on the other - with the midpoints of the two flat sides of the polygon of the expander, which are arranged symmetrically and perpendicularly to the connecting rod oscillation plane. Moreover, at the ends of the rods that extend into the piston groove, collars are made, the diameter of which is larger than the diameter of the through radial holes in the piston, and cylindrical protrusions that enter the drainage holes of the flat sides of the polygonal flat expander (RU patent No. 20136301, class F16J 9/06 , 1994).

Автоматическое регулирование радиального давления маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя в прототипе осуществляется следующим образом. При возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре и вращении коленчатого вала двигателя шатун также перемещается вместе с поршнем и одновременно качается симметрично продольной оси цилиндра с центром качания, который находится на продольной оси цилиндра в точке пересечения осей верхней головки шатуна. Когда поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, то шатун в первой половине хода поршня отклоняется от вертикальной оси цилиндра вправо, а кулачки вместе с головкой шатуна поворачиваются против часовой стрелки, вступая в контакт с плоскими пружинными одноплечими рычагами, и перемещают их к поверхности поршня. В результате плоские пружинные одноплечие рычаги постепенно перемещают штоки по радиусу, воздействуя на многоугольный плоский расширитель. Последний увеличивает радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя. Кулачки установлены на головке шатуна таким образом, что максимальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра будет в тот момент, когда шатун отклонится от вертикали на наибольший угол, а поршень достигнет максимальной скорости перемещения. Во второй половине хода поршня шатун приближается к вертикальной оси цилиндра и кулачки вместе с головкой шатуна уже поворачиваются в противоположную сторону - по часовой стрелке. Воздействие кулачков на весь механизм маслосъемного кольца постепенно уменьшается. Постепенно уменьшается и радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра, достигая минимума в тот момент, когда поршень окажется в нижней мертвой точке. Таким образом, при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке радиальное давление маслосъемного кольца согласуется прямо пропорционально со скоростью перемещения поршня: минимальное давление в начале и в конце хода поршня, а максимальное - примерно в середине. Это позволяет производить сброс масла с расчетным радиальным давлением маслосъемного кольца по всей высоте цилиндра с одновременным созданием на зеркале цилиндра двигателя необходимого для смазки постоянного и оптимального по толщине масляного слоя.Automatic control of the radial pressure of the oil scraper ring on the mirror of the engine cylinder in the prototype is as follows. With the reciprocating movement of the piston in the cylinder and the rotation of the engine crankshaft, the connecting rod also moves with the piston and at the same time swings symmetrically to the longitudinal axis of the cylinder with the swing center, which is located on the longitudinal axis of the cylinder at the intersection of the axes of the connecting rod upper head. When the piston moves from the top dead center to the bottom, the connecting rod in the first half of the piston stroke deviates from the vertical axis of the cylinder to the right, and the cams together with the connecting rod head turn counterclockwise, making contact with the flat spring single-arm levers, and move them to the piston surface . As a result, the flat spring single-arm levers gradually move the rods along the radius, acting on the polygonal flat expander. The latter increases the radial pressure of the oil scraper ring on the engine cylinder mirror. The cams are mounted on the connecting rod head in such a way that the maximum pressure of the oil scraper ring on the cylinder mirror will be at the moment when the connecting rod deviates from the vertical by the greatest angle and the piston reaches maximum travel speed. In the second half of the piston stroke, the connecting rod approaches the vertical axis of the cylinder and the cams together with the connecting rod head are already turning in the opposite direction - clockwise. The impact of the cams on the entire mechanism of the oil scraper ring is gradually reduced. The radial pressure of the oil scraper ring on the cylinder mirror is also gradually decreasing, reaching a minimum at the moment when the piston is at bottom dead center. Thus, when the piston moves from the top dead center to the bottom dead center, the radial pressure of the oil scraper is directly proportional to the speed of the piston: the minimum pressure at the beginning and at the end of the piston stroke, and the maximum - approximately in the middle. This allows oil to be discharged with the calculated radial pressure of the oil scraper ring over the entire height of the cylinder, while at the same time creating on the mirror of the cylinder of the engine necessary for lubrication of a constant and optimal oil layer thickness.

При движении поршня от нижней мертвой точки к верхней в первой половине его хода шатун отклоняется влево от вертикальной оси, а кулачки вместе с головкой шатуна продолжают поворачиваться по часовой стрелке, уже потеряв контакт с плоскими пружинными одноплечими рычагами. Минимальное заданное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра сохраняется. Во второй половине хода поршня шатун начинает приближаться к вертикальной оси цилиндра и кулачки вместе с головкой шатуна поворачиваются в противоположную сторону - против часовой стрелки, постепенно приближаясь к плоским пружинным одноплечим рычагам. Коснутся кулачки плоских пружинных одноплечих рычагов тогда, когда поршень будет находиться в верхней мертвой точке, а шатун займет вертикальное положение. Таким образом, при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней полностью отсутствует автоматическое регулирование радиального давления маслосъемного кольца на зеркало цилиндра. Сохраняется минимальное заданное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра на всем пути его перемещения. И по мнению авторов прототипа будет отсутствовать транспортирование масла в зону высоких температур и в камеру сгорания.When the piston moves from the bottom dead center to the top in the first half of its stroke, the connecting rod deviates to the left of the vertical axis, and the cams together with the connecting rod head continue to turn clockwise, having already lost contact with the flat spring single-arm levers. The minimum set pressure of the oil scraper ring on the cylinder mirror is maintained. In the second half of the piston stroke, the connecting rod begins to approach the vertical axis of the cylinder and the cams together with the connecting rod head turn in the opposite direction - counterclockwise, gradually approaching the flat spring single-arm levers. The cams of the flat spring single-arm levers will touch when the piston is at top dead center and the connecting rod takes up a vertical position. Thus, when the piston moves from the bottom dead center to the top, the automatic regulation of the radial pressure of the oil scraper ring on the cylinder mirror is completely absent. The minimum set pressure of the oil scraper ring on the cylinder mirror is maintained along the entire path of its movement. And according to the authors of the prototype there will be no transportation of oil to the high temperature zone and to the combustion chamber.

Однако известны требования к маслосъемным кольцам особенно в быстроходных двигателях. Наряду с высокими соскабливающими действиями при ходе поршня к нижней мертвой точке маслосъемные кольца должны эффективно распределять масло по зеркалу цилиндра во время хода поршня к верхней мертвой точке (К.Энглиш. Поршневые кольца, т.1. М., Машгиз, 1962, с.454).However, the requirements for oil scraper rings are known especially in high-speed engines. Along with high scraping actions during the piston stroke to the bottom dead center, the oil scraper rings should effectively distribute oil along the cylinder mirror during the stroke to the top dead center (K. English. Piston rings, v. 1. M., Mashgiz, 1962, p. 454).

Недостатком прототипа является то, что при перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке маслосъемное кольцо не будет равномерно и с нужной толщиной по ходу поршня распределять масло по зеркалу цилиндра, так как кулачки головки шатуна в это время не контактируют с плоскими пружинными одноплечими рычагами и механизм изменения радиальной деформации многоугольного плоского расширителя маслосъемного кольца перестает работать. Такой конструктивный недостаток не исключает транспортирование маслосъемным кольцом части масла с поверхности цилиндра в зону высоких температур и далее в камеру сгорания, так как не будет согласовываться радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра со скоростью движения поршня. Это будет вызывать потерю масла на угар. Кроме того, зеркало цилиндра двигателя не будет подготовлено к следующему ходу поршня от верхней мертвой точки к нижней по причине неравномерного распределения масла по зеркалу цилиндра. Возможно ухудшение процесса сбрасывания масла, особенно в быстроходных двигателях, когда скорость поршня относительно велика. За поршнем на зеркале цилиндра будет оставаться слой масла большей толщины, чем требуется. Это также вызовет потерю масла на угар.The disadvantage of the prototype is that when moving the piston from the bottom dead center to the top dead center, the oil scraper ring will not evenly distribute oil along the cylinder mirror with the required thickness along the piston, since the cams of the connecting rod head at this time do not come in contact with the flat spring single-arm levers and the mechanism for changing the radial deformation of the polygonal flat expander of the oil scraper stops working. Such a design flaw does not exclude the transportation of the oil scraper part of the oil from the cylinder surface to the high temperature zone and further to the combustion chamber, since the radial pressure of the scraper ring on the cylinder mirror will not match the piston speed. This will cause the loss of oil on waste. In addition, the engine cylinder mirror will not be prepared for the next piston stroke from top dead center to bottom due to uneven distribution of oil across the cylinder mirror. It is possible that the oil dropping process is worse, especially in high-speed engines, when the piston speed is relatively high. Behind the piston, a layer of oil of a greater thickness than required will remain on the cylinder mirror. It will also cause loss of oil for waste.

Технической задачей изобретения является эффективное распределение масла по зеркалу цилиндра двигателя маслосъемным кольцом при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней, что приведет к уменьшению расхода масла на угар и увеличению срока службы двигателя внутреннего сгорания.An object of the invention is the effective distribution of oil along the mirror of the engine cylinder with the oil scraper ring when the piston moves from bottom dead center to top, which will reduce oil consumption for burning and increase the life of the internal combustion engine.

Задача достигается в маслосъемном устройстве цилиндропоршневой группы, содержащем маслосъемное кольцо и многоугольный плоский расширитель с дренажными отверстиями, установленные в канавке поршня, и средство изменения радиальной деформации многоугольного плоского расширителя в зависимости от хода поршня, выполненное в виде двух штоков, размещенных с возможностью свободного перемещения в сквозных радиальных отверстиях, выполненных в стенках поршня, при этом концы штоков выходят из радиальных отверстий как в канавку поршня, так и за внутреннюю поверхность поршня, контактируя соответственно с одной стороны, в поршневой канавке, с двумя сторонами многоугольного плоского расширителя, расположенными диаметрально противоположно и перпендикулярно плоскости качания шатуна, а с другой стороны - с плоскими пружинными одноплечими рычагами, прикрепленными к противоположным сторонам внутренней поверхности поршня, в плоскости качания шатуна, которые в свою очередь контактируют с двумя кулачками, установленными на верхней головке шатуна диаметрально противоположно друг другу в одной плоскости, проходящей через центр качания шатуна под углом к поперечной плоскости сечения, причем на концах штоков, входящих в канавку поршня, выполнены бурты, диаметр которых больше диаметра сквозных радиальных отверстий, и цилиндрические выступы, входящие в дренажные отверстия многоугольного плоского расширителя, где согласно изобретению на верхней головке шатуна, в плоскости качания шатуна, дополнительно установлены диаметрально противоположно друг другу два кулачка, располагающиеся в одной плоскости, проходящей через центр качания шатуна под углом к поперечной плоскости, образующие с первой парой кулачков фигуру, симметричную поперечной плоскости сечения, проходящей через центр качания шатуна.The task is achieved in the oil scraper device of the piston-cylinder group, containing the oil scraper ring and a polygonal flat expander with drainage holes installed in the piston groove, and means for changing the radial deformation of the polygonal flat expander depending on the piston stroke, made in the form of two rods placed with the possibility of free movement in through radial holes made in the walls of the piston, while the ends of the rods exit from the radial holes both in the groove of the piston and beyond the morning surface of the piston, in contact, respectively, on one side, in the piston groove, with two sides of a polygonal flat expander located diametrically opposite and perpendicular to the connecting plane of the connecting rod, and on the other hand with flat spring single-arm levers attached to opposite sides of the inner surface of the piston, connecting rod swing planes, which in turn are in contact with two cams mounted on the upper connecting rod head diametrically opposite to each other in one plane passing through the center of swing of the connecting rod at an angle to the transverse sectional plane, and at the ends of the rods included in the piston groove, collars are made, the diameter of which is larger than the diameter of the through radial holes, and cylindrical protrusions entering the drainage holes of the polygonal flat expander, where according to the invention, on the upper connecting rod head, in the rocking plane of the connecting rod, two cams are additionally installed diametrically opposite to each other, located in one plane passing through the price tr of the crank swing at an angle to the transverse plane, forming with the first pair of cams a figure symmetrical to the transverse section plane passing through the crank swing center.

Посредством предлагаемого маслосъемного устройства цилиндропоршневой группы можно регулировать радиальное давление кольца на рабочую поверхность цилиндра в зависимости от хода поршня при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней. При этом на зеркале цилиндра будет создаваться непрерывная масляная пленка одинаковой требуемой толщины, которая обеспечит жидкостное трение по всему ходу поршня, что позволит снизить расход масла на угар и увеличить срок службы двигателя внутреннего сгорания.By means of the proposed oil scraper device of the piston-cylinder group, it is possible to adjust the radial pressure of the ring on the working surface of the cylinder depending on the stroke of the piston when the piston moves from bottom dead center to top. At the same time, a continuous oil film of the same required thickness will be created on the cylinder mirror, which will provide fluid friction along the entire stroke of the piston, which will reduce oil consumption for burning and increase the life of the internal combustion engine.

Наличие изобретения в предлагаемом маслосъемном устройстве цилиндропоршневой группы доказывается тем, что на верхней головке шатуна дополнительно установлены два кулачка, образующие с первой парой кулачков фигуру, симметричную поперечной плоскости сечения, проходящей через центр качания шатуна.The presence of the invention in the proposed oil scraper device of the piston-cylinder group is proved by the fact that two cams are additionally mounted on the upper head of the connecting rod, forming a figure with the first pair of cams that is symmetrical to the transverse sectional plane passing through the center of swing of the connecting rod.

Оригинальность изобретения заключается в том, что вторая пара кулачков, установленная на верхней головке шатуна, позволяет регулировать радиальное давление маслосъемного кольца на рабочую поверхность цилиндра при движении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом на зеркале цилиндра будет создаваться непрерывная масляная пленка одинаковой требуемой толщины, которая обеспечит жидкостное трение кольца по всему ходу поршня. Это позволит снизить расход масла на угар и увеличить срок службы двигателя внутреннего сгорания.The originality of the invention lies in the fact that the second pair of cams mounted on the upper head of the connecting rod allows you to adjust the radial pressure of the oil scraper ring on the working surface of the cylinder when the piston moves from bottom dead center to top dead center. In this case, a continuous oil film of the same required thickness will be created on the cylinder mirror, which will provide liquid friction of the ring along the entire stroke of the piston. This will reduce oil consumption for waste and increase the life of the internal combustion engine.

Маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы поясняется чертежами.The oil scraper of the cylinder-piston group is illustrated by drawings.

На фиг.1 показан продольный разрез устройства в плоскости качания шатуна при положении поршня в верхней или в нижней мертвых точках.Figure 1 shows a longitudinal section of the device in the plane of swing of the connecting rod when the piston is at the top or bottom dead center.

На фиг.2 показан поперечный разрез устройства, вид А-А фиг.1.In Fig.2 shows a cross section of the device, aa of A.1.

На фиг.3 показан продольный разрез устройства в плоскости качания шатуна при движении поршня к нижней мертвой точке в момент максимального отклонения шатуна от вертикальной оси Y-Y вправо.Figure 3 shows a longitudinal section of the device in the plane of swing of the connecting rod when the piston moves to bottom dead center at the time of the maximum deviation of the connecting rod from the vertical axis Y-Y to the right.

На фиг.4 показан продольный разрез устройства в плоскости качания шатуна при движении поршня к верхней мертвой точке в момент максимального отклонения шатуна от вертикальной оси Y-Y влево.Figure 4 shows a longitudinal section of the device in the plane of swing of the connecting rod when the piston moves to top dead center at the time of the maximum deviation of the connecting rod from the vertical axis Y-Y to the left.

Предлагаемое изобретение состоит из маслосъемного кольца 1, обладающего радиальной упругостью к зеркалу цилиндра 2, многоугольного плоского расширителя 3 с отверстиями 4 для прохода масла и средства изменения деформации расширителя (фиг.1 и 2). Маслосъемное кольцо 1 и многоугольный плоский расширитель 3 установлены в канавке 5 поршня 6, которая имеет два радиальных сквозных отверстия 7, выполненных диаметрально противоположно в плоскости качания Х-Х шатуна 8 (фиг.2). Радиальные отверстия 7 выходят на внутреннюю поверхность 9 поршня 6 и располагаются в его поперечной плоскости.The present invention consists of an oil scraper ring 1 having radial elasticity to the mirror of the cylinder 2, a polygonal flat expander 3 with holes 4 for the passage of oil and means for changing the deformation of the expander (figures 1 and 2). The oil scraper ring 1 and the polygonal flat expander 3 are installed in the groove 5 of the piston 6, which has two radial through holes 7, made diametrically opposite in the rocking plane XX of the connecting rod 8 (Fig.2). Radial holes 7 extend onto the inner surface 9 of the piston 6 and are located in its transverse plane.

Средство изменения деформации многоугольного плоского расширителя 3 находится внутри поршня 6 и одними из связующих деталей ее с многоугольным плоским расширителем 3 являются штоки 10, которые располагаются в сквозных радиальных отверстиях 7 с возможностью свободного перемещения. Концы штоков 10, выходящие в канавку 5 поршня 6, имеют бурты 11, диаметр которых больше, чем диаметр сквозных радиальных отверстий 7, и концентрично расположенные цилиндрические выступы 12, которые входят в отверстия 4 многоугольного плоского расширителя 3. Отверстия 4, куда входят цилиндрические выступы 12, выполнены в центре сторон 13 многоугольного плоского расширителя 3. Причем многоугольный плоский расширитель 3 должен быть выполнен так, чтобы две его диаметрально противоположные стороны 13 были перпендикулярны плоскости качания Х-Х шатуна 8, а оси радиальных отверстий 4 совпадали с осями сквозных отверстий 7 поршня 6 (фиг.2).The means for changing the deformation of the polygonal flat expander 3 is located inside the piston 6 and one of its connecting parts with the polygonal flat expander 3 is the rods 10, which are freely movable in the through radial holes 7. The ends of the rods 10 extending into the groove 5 of the piston 6 have collars 11, the diameter of which is larger than the diameter of the through radial holes 7, and concentrically arranged cylindrical protrusions 12, which enter the holes 4 of the polygonal flat expander 3. Holes 4, which include cylindrical protrusions 12, are made in the center of the sides 13 of the polygonal flat expander 3. Moreover, the polygonal flat expander 3 should be made so that its two diametrically opposite sides 13 are perpendicular to the swing plane XX of the connecting rod 8, axis 4 radial bores coincide with the axes of the through holes 7 of the piston 6 (Figure 2).

Таким образом, многоугольный плоский расширитель 3, одновременно упираясь в маслосъемное кольцо 1 и в дно канавки 5 через бурты 11, фиксирует штоки 10 в сквозных радиальных отверстиях 7, а цилиндрические выступы 12 штоков 10, входя в отверстия 4 многоугольного плоского расширителя 3, предотвращают смещение последнего по окружности канавки 5 поршня 6.Thus, the polygonal flat expander 3, simultaneously resting against the oil scraper ring 1 and the bottom of the groove 5 through the collars 11, fixes the rods 10 in the through radial holes 7, and the cylindrical protrusions 12 of the rods 10, entering the holes 4 of the polygonal flat expander 3, prevent displacement the last circumference of the groove 5 of the piston 6.

Противоположные концы штоков 10 выходят за внутреннюю поверхность 9 поршня 6 так, что касаются плоских пружинных одноплечих рычагов 14, которые закреплены на внутренней поверхности 9 поршня 6 в плоскости качания Х-Х шатуна 8 диаметрально противоположно друг другу (фиг.1 и 2).The opposite ends of the rods 10 extend beyond the inner surface 9 of the piston 6 so that they touch the flat spring single-arm levers 14, which are mounted on the inner surface 9 of the piston 6 in the swing plane XX of the connecting rod 8 diametrically opposite to each other (Figs. 1 and 2).

Плоские пружинные одноплечие рычаги 14 представляют собой плоские пружины, установленные параллельно оси Y-Y и внутренней поверхности 9 поршня 6 на некотором расстоянии от поверхности 9 и являются очередным звеном средства изменения деформации многоугольного плоского расширителя 3.The flat spring single-arm levers 14 are flat springs mounted parallel to the Y-Y axis and the inner surface 9 of the piston 6 at a certain distance from the surface 9 and are another link in the deformation modifier of the polygonal planar expander 3.

На верхней головке шатуна 15 в плоскости качания Х-Х шатуна 8 закреплены основные детали средства изменения деформации многоугольного плоского расширителя 3 - две пары кулачков 16, 17 и 18, 19 (фиг.1). Каждая пара кулачков 16, 17 и 18, 19 располагаются относительно верхней головки шатуна 15 диаметрально противоположно друг другу в соответствующих плоскостях, проходящих через центр качания "О" шатуна 8 и под одинаковым по величине углом α к поперечной плоскости Z-Z. Такое симметричное расположение кулачков 16, 17 и 18, 19 относительно поперечной плоскости Z-Z необходимо для того, чтобы вершины кулачков каждой пары одновременно касались плоских поверхностей пружинных одноплечих рычагов 14 в тот момент, когда поршень 6 находится в верхней или в нижней мертвых точках (фиг.1). Это дает возможность кулачкам 16 и 17 начинать воздействие на плоские пружинные одноплечие рычаги 14 и далее через штоки 10 на многоугольный плоский расширитель 3 и маслосъемное кольцо 1 точно в момент трогания поршня 6 при движении последнего от верхней мертвой точки и отклонения шатуна 8 вправо от вертикальной оси Y-Y (фиг.3). А затем появляется возможность кулачкам 18 и 19 начинать воздействие на плоские пружинные одноплечие рычаги 14 точно в момент трогания поршня 6 при движении последнего от нижней мертвой точки к верхней и отклонении шатуна 8 влево от вертикальной оси Y-Y (фиг.4).On the upper head of the connecting rod 15 in the swing plane XX of the connecting rod 8, the main parts of the means for changing the deformation of the polygonal flat expander 3 are fixed - two pairs of cams 16, 17 and 18, 19 (Fig. 1). Each pair of cams 16, 17 and 18, 19 are located relative to the upper head of the connecting rod 15 diametrically opposite to each other in the respective planes passing through the center of swing "O" of the connecting rod 8 and at the same angle α to the transverse plane Z-Z. Such a symmetrical arrangement of the cams 16, 17 and 18, 19 relative to the transverse plane ZZ is necessary so that the tops of the cams of each pair simultaneously touch the flat surfaces of the spring single-arm levers 14 at the moment when the piston 6 is at the top or bottom dead center (Fig. one). This allows the cams 16 and 17 to begin acting on the flat spring single-arm levers 14 and then through the rods 10 on the polygonal flat expander 3 and the oil scraper ring 1 exactly at the moment of moving the piston 6 when the latter moves from top dead center and the rod 8 deviates to the right from the vertical axis YY (figure 3). And then it becomes possible for the cams 18 and 19 to begin acting on the flat spring single-arm levers 14 exactly at the moment of moving the piston 6 when the latter moves from the bottom dead center to the top and the rod 8 deviates to the left of the vertical axis Y-Y (Fig. 4).

Рассмотрим работу предлагаемого изобретения поэтапно в процессе перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней и от нижней мертвой точки к верхней.Consider the work of the invention in stages in the process of moving the piston from top dead center to bottom and from bottom dead center to top.

Когда поршень 6 достигает верхней мертвой точки и скорость его падает до нуля, а шатун 8 занимает вертикальное положение по оси Y-Y, то соответствующие пары кулачков 16, 17 и 18, 19 верхней головки шатуна 15 своими вершинами лишь касаются плоских пружинных одноплечих рычагов 14 и не воздействуют на последние (фиг.1). Многоугольный плоский расширитель 3 не деформирован, его стороны 13 расположены на максимальном расстоянии от маслосъемного кольца 1, контактируя с дном канавки 5 поршня 6 через бурты 11 штоков 10 (фиг.2). Следовательно, сила воздействия многоугольного плоского расширителя 3 на маслосъемное кольцо 1 минимальная, а потому минимально и радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2 в верхней мертвой точке. Это минимальное радиальное давление маслосъемного кольца 1 можно рассчитать, если согласовать собственно упругость маслосъемного кольца 1 и многоугольного плоского расширителя 3 с толщиной масляного слоя на зеркале цилиндра, какая должна быть в верхней мертвой точке при скорости поршня 6, равной нулю.When the piston 6 reaches the top dead center and its speed drops to zero, and the connecting rod 8 takes a vertical position along the YY axis, the corresponding pairs of cams 16, 17 and 18, 19 of the upper head of the connecting rod 15 with their vertices only touch the flat spring single-arm levers 14 and do not affect the latter (figure 1). The polygonal flat expander 3 is not deformed, its sides 13 are located at a maximum distance from the oil scraper ring 1, in contact with the bottom of the groove 5 of the piston 6 through the shoulders 11 of the rods 10 (figure 2). Consequently, the force of action of the polygonal flat expander 3 on the oil scraper ring 1 is minimal, and therefore the radial pressure of the oil scraper ring 1 on the mirror of cylinder 2 is also minimal. This minimum radial pressure of the oil scraper ring 1 can be calculated if the elasticity of the oil scraper ring 1 and the polygonal flat expander 3 are matched with the thickness of the oil layer on the cylinder mirror, which should be at top dead center at a piston speed of 6 equal to zero.

В первой половине хода поршня 6 от верхней мертвой точки к нижней (90° поворота кривошипа), когда начинается сброс масла с зеркала цилиндра 2 маслосъемным кольцом 1, шатун 8 отклоняется вправо от вертикальной оси Y-Y (фиг.3). При этом кулачки 16, 17 и 18, 19 поворачиваются вместе с головкой шатуна 15 вокруг центра качания шатуна "О" против часовой стрелки. Пара кулачков 18 и 19 удаляются от внутренней поверхности 9 поршня 6 и от плоских пружинных одноплечих рычагов 14, теряя связь с последними, а пара кулачков 16 и 17 в этот момент приближаются к внутренней поверхности 9 поршня 6 и, не прерывая контакта с плоскими пружинными одноплечими рычагами 14, скользят по их плоским поверхностям, перемещая плоские пружинные одноплечие рычаги 14 к штокам 10. Воспринимая усилие от плоских пружинных одноплечих рычагов 14, штоки 10 движутся в сквозных радиальных отверстиях 7 поршня 6 и буртами 11 нажимают на стороны 13 многоугольного плоского расширителя 3, перемещая их от дна канавки 5 поршня 6 к маслосъемному кольцу 1 (фиг.2). Воздействие многоугольного расширителя 3 на маслосъемное кольцо 1 возрастает, следовательно, растет и радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2.In the first half of the stroke of the piston 6 from the top dead center to the bottom (90 ° crank rotation), when oil is discharged from the mirror of the cylinder 2 by the oil scraper ring 1, the connecting rod 8 deviates to the right of the vertical axis Y-Y (Fig. 3). In this case, the cams 16, 17 and 18, 19 are rotated together with the head of the connecting rod 15 around the center of swing of the connecting rod "O" counterclockwise. A pair of cams 18 and 19 are removed from the inner surface 9 of the piston 6 and from the flat spring single-arm levers 14, losing contact with the latter, and a pair of cams 16 and 17 at this moment approach the inner surface 9 of the piston 6 and, without interrupting contact with the flat spring single-arm levers 14, slide along their flat surfaces, moving the flat spring single-arm levers 14 to the rods 10. Accepting the force from the flat spring single-shouldered levers 14, the rods 10 move in the through radial holes 7 of the piston 6 and the collars 11 press on the sides 13 ougolnogo planar reamer 3, moving them from the bottom to the oil ring 1 (Figure 2) of the groove 5 of the piston 6. The effect of the polygonal expander 3 on the oil scraper ring 1 increases, therefore, the radial pressure of the oil scraper ring 1 also increases on the mirror of the cylinder 2.

Максимальное радиальное давление маслосъемного кольца 1 будет примерно в середине хода поршня 6, когда шатун 8 отклонится от вертикальной оси Y-Y на наибольшую величину угла, а кулачки 16 и 17 максимально приблизятся к внутренней поверхности 9 поршня 6. При этом плоскость, в которой располагаются кулачки 16 и 17, в этот момент совпадает с поперечной плоскостью Z-Z, проходящей через центр качания шатуна "О" (фиг.3).The maximum radial pressure of the oil scraper ring 1 will be approximately in the middle of the stroke of the piston 6, when the connecting rod 8 deviates from the vertical axis YY by the largest angle, and the cams 16 and 17 are as close as possible to the inner surface 9 of the piston 6. The plane in which the cams 16 are located and 17, at this moment coincides with the transverse plane ZZ passing through the center of swing of the connecting rod "O" (figure 3).

Постепенное увеличение радиального давления маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2 по ходу поршня 6 и достижение максимального давления в середине хода увязано со скоростью поршня 6, которая также постепенно увеличивается и достигает максимума в середине хода поршня 6. Этим самым предотвращается всплытие маслосъемного кольца 1 над зеркалом цилиндра 2 под воздействием гидродинамических сил сбрасываемого масла и выдерживается постоянная и необходимая толщина слоя масла на зеркале цилиндра 2.The gradual increase in the radial pressure of the oil scraper ring 1 on the mirror of the cylinder 2 along the piston 6 and the achievement of the maximum pressure in the middle of the stroke is related to the speed of the piston 6, which also gradually increases and reaches a maximum in the middle of the piston 6. This prevents the oil scraper ring 1 from rising above the mirror cylinder 2 under the influence of the hydrodynamic forces of the discharged oil and maintains a constant and necessary thickness of the oil layer on the mirror of the cylinder 2.

Во второй половине хода поршня 6 (следующие 90° поворота кривошипа) шатун 8 приближается к вертикальной оси Y-Y, а пара кулачков 16, 17, так же как и пара кулачков 18, 19, поворачиваются вместе с головкой шатуна 15 вокруг центра качания шатуна "О" в обратную сторону, уже по часовой стрелке. Кулачки 16 и 17 удаляются от поверхности 9 поршня 6, а кулачки 18 и 19 приближаются к поверхности 9 поршня 6 и к плоским пружинным одноплечим рычагам 14. Так как одноплечие рычаги 14 представляют собой плоские пружины, усилие которых всегда направлены к контактирующим с ними кулачкам 16 и 17, то они отходят от внутренней поверхности 9 поршня 6 вслед за кулачками 16 и 17. Совместное действие кулачков 16 и 17 через плоские пружинные одноплечие рычаги 14 и штоки 10 на многоугольный плоский расширитель 3 ослабляется. Под действием собственных упругих сил многоугольный плоский расширитель 3 восстанавливает свою первоначальную форму: стороны 13 многоугольного плоского расширителя 3 перемещаются уже от маслосъемного кольца 1 к дну канавки 5 поршня 6. Радиальное давление многоугольного плоского расширителя 3 уменьшается, а следовательно, уменьшается и радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2.In the second half of the piston stroke 6 (the next 90 ° rotation of the crank), the connecting rod 8 approaches the vertical axis YY, and the pair of cams 16, 17, as well as the pair of cams 18, 19, rotate together with the connecting rod head 15 around the center of swing of the connecting rod "О "in the opposite direction, already clockwise. The cams 16 and 17 are removed from the surface 9 of the piston 6, and the cams 18 and 19 are close to the surface 9 of the piston 6 and to the flat spring single-arm levers 14. Since the single-arm levers 14 are flat springs, the force of which is always directed to the cams 16 in contact with them and 17, they move away from the inner surface 9 of the piston 6 after the cams 16 and 17. The combined action of the cams 16 and 17 through the flat spring single-arm levers 14 and rods 10 on the polygonal flat expander 3 is weakened. Under the action of its own elastic forces, the polygonal flat expander 3 restores its original shape: the sides 13 of the polygonal flat expander 3 move already from the oil scraper ring 1 to the bottom of the groove 5 of the piston 6. The radial pressure of the polygonal flat expander 3 decreases, and therefore the radial pressure of the oil scraper also decreases 1 on the mirror of cylinder 2.

При достижении поршнем 6 нижней мертвой точки шатун 8 будет находиться в вертикальном положении вдоль оси Y-Y (фиг.1). Кулачки 18 и 19 подошли к плоским пружинным одноплечим рычагам 14, а кулачки 16 и 17 отошли и лишь касаются плоских пружинных одноплечих рычагов 14 своими вершинами. Ни одна пара кулачков не воздействует через плоские пружинные одноплечие рычаги 14, штоки 10 и многоугольный плоский расширитель 3 на маслосъемное кольцо 1. Скорость поршня 6 в этот момент равна нулю, а радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2 будет по величине минимально необходимым для сохранения нужной толщины слоя масла на зеркале цилиндра 2 (как и при положении поршня 6 в верхней мертвой точке).When the piston 6 reaches the bottom dead center, the connecting rod 8 will be in a vertical position along the axis Y-Y (figure 1). The cams 18 and 19 approached the flat spring single-arm levers 14, and the cams 16 and 17 moved away and only touch the flat spring single-arm levers 14 with their vertices. No pair of cams acts through flat spring single-arm levers 14, rods 10 and a polygonal flat expander 3 on the oil scraper ring 1. The speed of the piston 6 at this moment is zero, and the radial pressure of the oil scraper ring 1 on the mirror of cylinder 2 will be the minimum necessary for maintaining the desired thickness of the oil layer on the mirror of the cylinder 2 (as with the position of the piston 6 at top dead center).

При движении поршня 6 от нижней мертвой точки к верхней, когда начинается равномерное по толщине распределение масла по всей высоте зеркала цилиндра 2 маслосъемным кольцом 1, в первой половине его хода шатун 8 отклоняется влево от вертикальной оси Y-Y (фиг.4). При этом кулачки 16, 17 и 18, 19 поворачиваются вместе с головкой шатуна 15 вокруг центра качания шатуна "О" по часовой стрелке. Пара кулачков 16 и 17 удаляются от внутренней поверхности 9 поршня 6 и от плоских пружинных одноплечих рычагов 14, теряя связь с последними, а пара кулачков 18 и 19 в этот момент приближаются к внутренней поверхности 9 поршня 6 и, не прерывая контакта с плоскими пружинными одноплечими рычагами 14, скользят по их плоским поверхностям, перемещая последние к штокам 10. Воспринимая усилие от плоских пружинных одноплечих рычагов 14, штоки 10 движутся в сквозных радиальных отверстиях 7 поршня 6 и буртами 11 нажимают на стороны 13 многоугольного плоского расширителя 3, перемещая последние от дна канавки 5 поршня 6 к маслосъемному кольцу 1 (фиг.2 и фиг.4). Радиальное давление многоугольного плоского расширителя 3 на маслосъемное кольцо 1 возрастает. Следовательно, растет и радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2.When the piston 6 moves from the bottom dead center to the top, when the distribution of oil uniform over the entire height of the entire height of the cylinder 2 mirror begins with the oil scraper ring 1, in the first half of its stroke, the connecting rod 8 deviates to the left of the vertical axis Y-Y (Fig. 4). In this case, the cams 16, 17 and 18, 19 are rotated together with the head of the connecting rod 15 around the center of swing of the connecting rod "O" clockwise. A pair of cams 16 and 17 are removed from the inner surface 9 of the piston 6 and from the flat spring single-arm levers 14, losing contact with the latter, and a pair of cams 18 and 19 at this moment approach the inner surface 9 of the piston 6 and, without interrupting contact with the flat spring single-arm levers 14, slide along their flat surfaces, moving the latter to the rods 10. Bearing the force from the flat spring single-arm levers 14, the rods 10 move in the through radial holes 7 of the piston 6 and the collars 11 press on the sides 13 of the polygonal flat expansion of Tell 3 moving past the bottom of the groove 5 of the piston 6 to the oil ring 1 (Figure 2 and Figure 4). The radial pressure of the polygonal flat expander 3 on the oil scraper ring 1 increases. Therefore, the radial pressure of the oil scraper ring 1 also increases on the mirror of the cylinder 2.

Максимальное радиальное давление маслосъемного кольца 1 будет примерно в середине хода поршня 6, когда шатун 8 отклонится от вертикальной оси Y-Y на наибольшую величину угла, а кулачки 18 и 19 максимально приблизятся к внутренней поверхности 9 поршня 6. При этом плоскость, в которой располагаются кулачки 18 и 19, совпадает с поперечной плоскостью Z-Z (фиг.4).The maximum radial pressure of the oil scraper ring 1 will be approximately in the middle of the stroke of the piston 6, when the connecting rod 8 deviates from the vertical axis YY by the largest angle, and the cams 18 and 19 are as close as possible to the inner surface 9 of the piston 6. The plane in which the cams 18 are located and 19, coincides with the transverse plane ZZ (figure 4).

Постепенное увеличение радиального давления маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2 по ходу поршня 6 и достижение максимального давления в середине хода поршня увязано со скоростью поршня 6, которая также постепенно увеличивается и достигает максимума в середине хода поршня 6. Этим самым предотвращается всплытие маслосъемного кольца 1 над зеркалом цилиндра 2 под воздействием гидродинамических сил масла и выдерживается постоянная и необходимая толщина слоя масла на зеркале цилиндра 2.A gradual increase in the radial pressure of the oil scraper ring 1 on the mirror of the cylinder 2 along the piston 6 and the achievement of the maximum pressure in the middle of the piston stroke are related to the speed of the piston 6, which also gradually increases and reaches a maximum in the middle of the piston 6. This prevents the oil scraper ring 1 from rising above the mirror of the cylinder 2 under the influence of the hydrodynamic forces of the oil and maintains a constant and necessary thickness of the oil layer on the mirror of the cylinder 2.

Во второй половине хода поршня 6 к верхней мертвой точке (следующие 90° поворота кривошипа) шатун 8 приближается к вертикальной оси Y-Y, а пара кулачков 18, 19, так же как и пара кулачков 16, 17, поворачиваются вместе с головкой шатуна 15 вокруг центра качания шатуна "О" в обратную сторону, уже против часовой стрелки. При этом кулачки 18, 19 удаляются от поверхности 9 поршня 6, а кулачки 16, 17 приближаются к поверхности 9 поршня 6 и к плоским пружинным одноплечим рычагам 14. Так как одноплечие рычаги 14 представляют собой плоские пружины, усилия которых направлены к контактирующим с ними кулачкам 18 и 19, то плоские пружинные одноплечие рычаги 14 отходят от внутренней поверхности 9 поршня 6 вслед за кулачками 18, 19. Совместное действие кулачков 18 и 19 через плоские одноплечие пружинные рычаги 14 и штоки 10 на многоугольный плоский расширитель 3 постепенно ослабевает. Под действием собственных упругих сил многоугольный плоский расширитель 3 восстанавливает свою первоначальную форму: стороны 13 многоугольного плоского расширителя 3 перемещаются уже от маслосъемного кольца 1 к дну канавки 5 поршня 6 (фиг.2). Радиальное давление многоугольного плоского расширителя 3 уменьшается, а следовательно, уменьшается и радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2.In the second half of the piston 6 stroke, the connecting rod 8 approaches the vertical axis YY to the top dead center (following a 90 ° rotation of the crank), and the pair of cams 18, 19, as well as the pair of cams 16, 17, rotate together with the connecting rod head 15 around the center swinging the connecting rod "O" in the opposite direction, already counterclockwise. In this case, the cams 18, 19 are removed from the surface 9 of the piston 6, and the cams 16, 17 are closer to the surface 9 of the piston 6 and to the flat spring single-arm levers 14. Since the single-arm levers 14 are flat springs, the forces of which are directed to the cams in contact with them 18 and 19, then the flat spring single-arm levers 14 extend from the inner surface 9 of the piston 6 after the cams 18, 19. The combined action of the cams 18 and 19 through the flat single-arm spring levers 14 and rods 10 on the polygonal flat expander 3 gradually weakens. Under the action of its own elastic forces, the polygonal flat expander 3 restores its original shape: the sides 13 of the polygonal flat expander 3 move already from the oil scraper ring 1 to the bottom of the groove 5 of the piston 6 (figure 2). The radial pressure of the polygonal planar expander 3 decreases, and therefore, the radial pressure of the oil scraper ring 1 decreases on the mirror of the cylinder 2.

При достижении поршнем 6 верхней мертвой точки шатун 8 будет находиться в вертикальном положении вдоль оси Y-Y (фиг.1). Кулачки 16 и 17 подошли к плоским пружинным одноплечим рычагам 14, а кулачки 18 и 19 отошли и лишь касаются плоских пружинных одноплечих рычагов 14 своими вершинами. Ни одна пара кулачков 16, 17 и 18, 19 не воздействует через плоские пружинные одноплечие рычаги 14, штоки 10 и многоугольный плоский расширитель 3 на маслосъемное кольцо 1. Скорость поршня 6 в этот момент равна нулю, а радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2 будет по величине минимально необходимым для сохранения нужной толщины слоя масла на зеркале цилиндра 2 (как и при положении поршня 6 в нижней мертвой точке).When the piston 6 reaches the top dead center, the connecting rod 8 will be in a vertical position along the Y-Y axis (Fig. 1). Cams 16 and 17 approached the flat spring single-arm levers 14, and the cams 18 and 19 moved away and only touch the flat spring single-arm levers 14 with their vertices. Not a single pair of cams 16, 17 and 18, 19 acts through the spring-loaded single-arm spring arms 14, rods 10 and the polygonal flat expander 3 on the oil scraper ring 1. The speed of the piston 6 is zero at this moment, and the radial pressure of the oil scraper ring 1 on the cylinder mirror 2 will be the minimum necessary for maintaining the desired oil layer thickness on the mirror of cylinder 2 (as with the position of the piston 6 at bottom dead center).

Итак, радиальное давление маслосъемного кольца 1 на зеркало цилиндра 2 регулируется в зависимости от хода поршня 6 не только при движении поршня 6 от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, когда совершается сброс излишка масла с зеркала цилиндра 2, но и благодаря установки на головке шатуна 15 дополнительной пары кулачков 18 и 19 и при движении поршня 6 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. Такая работа маслосъемного устройства цилиндропоршневой группы позволяет равномерно и с нужной толщиной распределять масло маслосъемным кольцом 1 по зеркалу цилиндра 2. Это соответствует требованиям к маслосъемным кольцам, особенно в быстроходных двигателях, с целью сохранения жидкостного трения между кольцами и зеркалом цилиндра. При этом снизится расход масла на угар и увеличится срок службы двигателя внутреннего сгорания.So, the radial pressure of the oil scraper ring 1 on the mirror of the cylinder 2 is regulated depending on the stroke of the piston 6, not only when the piston 6 moves from the top dead center to the bottom dead point, when excess oil is dumped from the mirror of cylinder 2, but also due to the installation on the connecting rod head 15 of an additional pair of cams 18 and 19 and when the piston 6 moves from bottom dead center to top dead center. This operation of the oil scraper device of the piston-cylinder group allows the oil to be distributed evenly and with the required thickness by the oil scraper ring 1 along the mirror of the cylinder 2. This corresponds to the requirements of the oil scraper rings, especially in high-speed engines, in order to maintain liquid friction between the rings and the cylinder mirror. This will reduce oil consumption for waste and increase the life of the internal combustion engine.

Claims

An oil scraper device for a piston and cylinder group containing an oil scraper ring and a polygonal flat expander with drainage holes installed in the piston groove, and means for changing the radial deformation of the polygonal flat expander depending on the piston stroke, made in the form of two rods placed with the possibility of free movement in through radial holes made in the walls of the piston, while the ends of the rods exit from the radial holes in the groove of the piston, and beyond the inner surface of the piston, contacting, respectively, on one side in the piston groove with two sides of the polygonal flat expander, located diametrically opposite and perpendicular to the plane of the connecting rod, and on the other hand, with flat spring single-arm levers attached to opposite sides of the inner surface of the piston, in the plane of the connecting rod which, in turn, are in contact with two cams mounted on the upper head of the connecting rod diametrically opposite to each other in the same plane, extending through the center of swing of the connecting rod at an angle to the transverse sectional plane, and at the ends of the rods extending into the piston groove, collars are made, the diameter of which is larger than the diameter of the through radial holes, and cylindrical protrusions included in the drainage holes of the polygonal flat expander, characterized in that the upper head of the connecting rod, in the plane of swing of the connecting rod, two cams are additionally installed diametrically opposite to each other, located in the same plane passing through the center of swing of the connecting rod at an angle th to the transverse plane and forming a first pair of cams shape, symmetrical cross-sectional plane through the center of the connecting rod swing.