RU80511U1

RU80511U1 - CYLINDER PISTON GROUP

Info

Publication number: RU80511U1
Application number: RU2008131854/22U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Соловьев; Валерий Федорович Кальин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2009-02-10

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к конструкции цилиндропоршневой группы двигателей. Решаемая задача изобретения заключается в повышении ресурса цилиндропоршневой группы и всего двигателя, снижении расхода масла и топлива. Для решения поставленной задачи предложена цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр, поршень и компрессионные кольца, при этом усилитель компрессии выполнен в виде двух компрессионных колец, установленных в одном расширенном пазу поршня. Компрессионные кольца зафиксированы между собой, например штифтом, а замки компрессионных колец смещены относительно друг друга.The invention relates to the field of engineering, in particular to engine building, and in particular to the design of a cylinder-piston engine group. The object of the invention is to increase the resource of the cylinder-piston group and the entire engine, reducing oil and fuel consumption. To solve this problem, a cylinder-piston group of an internal combustion engine containing a cylinder, a piston and compression rings is proposed, while the compression amplifier is made in the form of two compression rings installed in one extended piston groove. The compression rings are fixed to each other, for example by a pin, and the locks of the compression rings are offset relative to each other.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к конструкции цилиндропоршневой группы двигателей.The utility model relates to the field of mechanical engineering, in particular to engine building, and in particular to the design of a cylinder-piston engine group.

В процессе работы двигателей внутреннего сгорания в цилиндропоршневой группе (ЦПГ) происходит увеличение зазора между цилиндром и поршнем. С увеличением зазора компрессионные кольца расходятся, происходит прорыв термических газов в картер. Прорыв газов в картер сопровождается активным окислением масла, возникновением нагара, закоксовыванием и залеганием колец, в особенности при применении масел низкого или сомнительного качества. Быстро наступающая закоксованность моторного масла, превращает его в малопригодную для смазки жидкость, что приводит к ускоренному износу всех агрегатов двигателя. Снижается уровень компрессии, а именно эта величина является важнейшим показателем технического состояния и работоспособности двигателя. Снижение компрессии ведет к увеличению расхода топлива и дымности, снижению мощности двигателя.In the process of operation of internal combustion engines in the cylinder-piston group (CPG), the clearance between the cylinder and the piston increases. With an increase in the gap, the compression rings diverge, thermal gases break through into the crankcase. The breakthrough of gases into the crankcase is accompanied by active oil oxidation, the occurrence of soot, coking and occurrence of rings, especially when using oils of low or dubious quality. The rapidly advancing coking of engine oil makes it unsuitable for lubrication, which leads to accelerated wear of all engine components. The compression level is reduced, namely, this value is the most important indicator of the technical condition and operability of the engine. A decrease in compression leads to an increase in fuel consumption and smoke, and a decrease in engine power.

Известна поршневая машина, включающая цилиндропоршневую группу, установленный на поршне в каждом цилиндре динамический усилитель компрессии, состоящий из стопорного элемента для фиксированного размещения, по меньшей мере двух вкладышей, размещенных в выемках на боковой поверхности поршня под верхним компрессионным кольцом, симметрично относительно замка компрессионного кольца Динамический усилитель компрессии компенсирует отрицательное воздействие эксплуатационного износа цилиндропоршневой группы, повышая тем самым ресурс поршневой машины (Патент РФ №2120050, МПК: F02F 5/00, пр. 13.03.1997 г.).A known piston machine comprising a piston group mounted on a piston in each cylinder a dynamic compression amplifier, consisting of a locking element for fixed placement of at least two liners placed in the recesses on the side surface of the piston under the upper compression ring, symmetrically with respect to the lock of the compression ring Dynamic compression booster compensates for the negative impact of operational wear on the piston group, thereby increasing piston life a non-live machine (RF Patent No. 2120050, IPC: F02F 5/00, March 13, 1997, pr.).

Недостатками известной поршневой машины является то, что в результате динамических и температурных нагрузок на поршень в процессе работы поршневой машины происходит увеличение зазора в замке компрессионного кольца, а также частичное оплавление материала поршня в зоне крепления стопорного элемента, что приводит к выпадению последнего и, как следствие, к снижению компрессии, падению мощности, перерасходу горючего, уменьшению надежности, долговечности.The disadvantages of the known piston machine is that as a result of dynamic and temperature loads on the piston during the operation of the piston machine, an increase in the clearance in the lock of the compression ring occurs, as well as a partial melting of the piston material in the area of the locking element fastening, which leads to the loss of the latter and, as a result , to a decrease in compression, a drop in power, an excessive consumption of fuel, a decrease in reliability, durability.

Известен также динамический усилитель компрессии (патент РФ №2195563, МПК F02F 5/00, 2000.11.22 - прототип), в котором верхнее и нижнее компрессионные кольца зафиксированы фиксаторами. При этом в каждом поршне двумя бронзовыми вставками блокируется прорыв газов через замок верхнего компрессионного кольца. Давление газов перераспределяется внутрь компрессионного кольца и дополнительно прижимает его к зеркалу цилиндров. Газы из камеры сгорания прорываются через тепловой зазор первого компрессионного кольца и попытаются обежать поршень вдоль стенки цилиндра к тепловому зазору второго компрессионного кольца. Но это движение газов выжимает вкладыши из выемок, они плотно прижимаются к поршню и к зеркалу цилиндра и блокируют прорыв газов.Also known is a dynamic compression amplifier (RF patent No. 2195563, IPC F02F 5/00, 2000.11.22 - prototype), in which the upper and lower compression rings are fixed with clamps. At the same time, in each piston, two bronze inserts block the breakthrough of gases through the lock of the upper compression ring. The gas pressure is redistributed into the compression ring and additionally presses it against the cylinder mirror. Gases from the combustion chamber break through the thermal gap of the first compression ring and try to bypass the piston along the cylinder wall to the thermal gap of the second compression ring. But this movement of gases squeezes the liners from the recesses, they are tightly pressed against the piston and to the cylinder mirror and block the breakthrough of gases.

Однако, такое решение нельзя использовать в ЦПГ, где гильзы имеют вентиляционные окна, поскольку при работе двигателя блокирующие прорыв газов вставки вылетят в выхлопные окна.However, such a solution cannot be used in CPGs, where the sleeves have ventilation windows, since during engine operation the inserts blocking the breakthrough of gases will fly out into the exhaust windows.

Решаемая задача изобретения заключается в повышении ресурса цилиндро-поршневой группы и всего двигателя, снижении расхода масла и топлива.The object of the invention is to increase the resource of the cylinder-piston group and the entire engine, reducing oil and fuel consumption.

Для решения поставленной задачи предложена цилиндропоршневая группа, включающая цилиндр, поршень с компрессионными кольцами. При этом динамический усилитель компрессии цилиндропоршневой группы выполнен в виде двух компрессионных колец, соединенных и установленных в одном расширенном пазу поршня, при этом при этом замки компрессионных колец смещены относительно друг друга.To solve this problem, a cylinder-piston group is proposed, including a cylinder, a piston with compression rings. In this case, the dynamic compression amplifier of the cylinder-piston group is made in the form of two compression rings connected and installed in one extended piston groove, while the locks of the compression rings are offset relative to each other.

Кольца выполнены из чугуна, каждое кольцо зафиксировано штифтами с обеспечением возможности одновременного смещения в процессе работы двигателя. Внизу поршня имеются расположенные в пазах два маслосъемных кольца.The rings are made of cast iron, each ring is fixed with pins, allowing simultaneous displacement during engine operation. At the bottom of the piston there are two oil scraper rings located in the grooves.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена цилиндропоршневая группа; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, представлено положение замков компрессионных колец относительно друг друга.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a cylinder-piston group; figure 2 - section aa figure 1, shows the position of the locks of the compression rings relative to each other.

Цилиндропоршневая группа содержит гильзу 1, поршень 2, установленные на поршне компрессионные кольца 3, 4, 5, 6. Два компрессионных кольца 3, 4 установлены в одном расширенном под два кольца пазу 7.The cylinder-piston group contains a sleeve 1, a piston 2, compression rings 3, 4, 5, 6 mounted on the piston. Two compression rings 3, 4 are installed in one groove 7 expanded under the two rings.

Компрессионные кольца выполнены из чугуна, замки 8, 9 этих колец разнесены по диаметру относительно друг друга на 180° и зафиксированы штифтом 10 диаметром 2 мм. Фиксация колец 3, 4 штифтом позволяет избежать совмещения замков компрессионных колец при эксплуатации.Compression rings are made of cast iron, locks 8, 9 of these rings are 180 ° apart in diameter relative to each other and are fixed with a pin 10 with a diameter of 2 mm. Fixing the rings 3, 4 with a pin allows avoiding the combination of locks of compression rings during operation.

При ремонтных работах, когда требуется замена поршневых колец, например дизеля 10Д100, производят доработку поршней, заключающуюся в том, что растачивается одна из ниш для установки в ней двух компрессионных поршневых колец. Предварительно эти кольца фиксируются между собой штифтом диаметром 2 мм таким образом, что замки колец располагаются диаметрально противоположно. Фиксация колец исключает совмещение замков поршневых колец. При такой конструкции газы, попадая в зазор замка первого (из спаренных) компрессионного кольца, упрутся во второе компрессионное кольцо и, перед тем как попасть в зазор замка второго (из спаренных) компрессионного кольца, сначала попадут в пространство между телом поршня и спаренными поршневыми кольцами. Это обеспечит дополнительное усилие прижатия поршневых компрессионных колец к зеркалу цилиндра. Как следствие, происходит увеличение компрессии в камере сгорания и уменьшение количества газов, прорывающихся в картер, что снижает расход дизельного масла на угар, улучшает процесс сгорания дизельного топлива, увеличиваются мощностные характеристики дизеля и улучшается его экологичность.During repair work, when it is necessary to replace piston rings, for example, a 10D100 diesel engine, the pistons are finalized, consisting in the fact that one of the niches for installing two compression piston rings in it is bored. Previously, these rings are fixed to each other by a pin with a diameter of 2 mm so that the ring locks are diametrically opposed. Locking rings eliminates the combination of piston ring locks. With this design, gases falling into the lock gap of the first (from paired) compression ring will abut the second compression ring and, before falling into the lock gap of the second (from paired) compression ring, they will first enter the space between the piston body and the paired piston rings . This will provide additional force pressing the piston compression rings to the cylinder mirror. As a result, there is an increase in compression in the combustion chamber and a decrease in the amount of gases breaking into the crankcase, which reduces the consumption of diesel oil for waste, improves the combustion process of diesel fuel, increases the power characteristics of the diesel engine and improves its environmental friendliness.

При работе цилиндропоршневой группы заявляемой конструкции прорыв газов в картер, сопровождающийся активным окислением масла, возникновением нагара, будет исключен.When the cylinder-piston group of the claimed design is operating, gas breakthrough into the crankcase, accompanied by active oxidation of the oil, occurrence of soot, will be excluded.

Таким образом, компрессия ЦПГ повышается, следствием этого является повышение ресурса цилиндропоршневой группы и КПД двигателя, снижение расхода масла и топлива.Thus, CPG compression is increased, the consequence of this is an increase in the resource of the cylinder-piston group and engine efficiency, and a decrease in oil and fuel consumption.

Claims

A cylinder-piston group of an internal combustion engine comprising a cylinder, a piston and compression rings, characterized in that it is equipped with a compression amplifier made in the form of two compression rings installed in one extended piston groove, while the compression rings are fixed to each other, for example by pins, while locks of compression rings are offset relative to each other.