SU1588288A3 - Поршень дл сжати газообразного вещества - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к поршн м поршневых машин дл  сжати  газообразного вещества, например двигатели внутреннего или внешнего сгорани  или компрессоры. Изобретение позвол ет уменьшить количество масла на угар путем повышени  герметичности и возможности перемещени  поршн  в цилиндре без заедани . На поршне установлено сплошное неразрезное кольцо 3, внутренний диаметр которого D I превышает наружный диаметр D E корпуса 4 поршн  1 независимо от условий работы и наружный диаметр которого вне цилиндра 2 равен или несколько превышает внутренний диаметр цилиндра 2. Определ ютс  различные параметры кольца 3 во избежании какой-либо опасности заедани  в цилиндре. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

ФигЛ

ы

Изобретение относитс  к поршн м Iпоршневых машин дл  сжати  газообраз- :ного вещества, например двигател м внутреннего или внешнего сгорани 

или компре ссорам,

Г Цель изобретени  - уменьшение ко- личества масла на угар путем повыше- ни  герметичности и возможности пере- :мещени  поршн  в цилиндре без заеда-

ни .

: На фиг.1 показано кольцо, вид с I торца (где f - сила воздействи  полукольца на гильзу цилиндра, F - сила реакции св зи гильзы на полукольце); на фиг.2 - диаграмма зависимости напр жени  при сжатии кольца от диффе- I ренциального нагрева/1 Т и от опорного давлени  Р кольца на цилиндр; на фиг.З - поршень, продольный разрез; на фиг.4 - уплотнение, первый вариант выполнени ; на фиг.З - то же, второй вариант выполнени ; на фиг.6 - то же, третий вариант вьотолнени ; на фиг . 7- то же, четвертый вариант с изменен- ным по отношению к фиг,4 положением верхней кромки цилиндрической поверхности кольца; на фиг.8 - фаска на нижней кромке-кольца; на фиг.9 - средство св зи кольца с корпусом поршн ; на фиг.10 - то же, второй вариант выполнени .

Поршень 1 предназначен дл  сколь- -жени  в цилиндре 2 и имеет по меньшей мере одно сплошное твердое метал лическое кольцо 3. Наружна  поверхность каждого кольца или колец 3  вл етс  цилиндрической по меньшей мер на части Н его высоты с образ дощей, параллельной оси XX поршн  1. Внут- ренний диаметр D этого кольца 3 больше внешнего диаметра Dg корпуса 4 поршн  по меньшей мере на высоте Н. Этот поршень 1 имеет шатун 5 и средства подвода смазочного масла из мае л ного картера. Эти средства содержат , например, канал 6, пересекаюшлй в продольном направлении шатун 5 и канал 7, пересекаюш ий ось шатуна 5. Согласно фиг.З поршень 1 имеет два кольца 3, ,между которыми канал 7 выходит на наружную поверхность этого

поршн .

Кольцо 3, не установленное в цилиндре 2, при той же температуре, что и цилиндр, имеет наружный диа- метр, равный или чуть превышающий ( соотношении пор дка 1 ,001) внутренн диаметр цилиндра 2 или, когда цилин

имеет гильзу, внутренний диаметр гильзы ци линдра 2.

Относительна  толщина 1/D кольца 3 не более предела К.

Кольцо 3 соединено с корпусом 4 средствами 8 св зи, которые установлены таким образом, что они при работе не могут создать между кольцами 3 и цилиндром 2 контактное давление,

превьш1ающее Рп. .

„ „ cim,,

Высота Н  вл етс  достаточно большой дл  того, чтобы при работе могло устанавливатьс  гидродинамическое давление, позвол ющее образовывать достаточно толстую масл ную плёнку во взаимодействии с вьш1еуказанными средствами подвода смазочного масла.

Сконструированный таким образом поршень не.подвержен  влени м заедани .

Цилиндрическа  -часть высотой Н кольца 3 продолжена или имеет перед собой в направлении, параллельном оси XX, лобовые части 9 и 10 в форме заметно усеченного конуса, которые сужаютс  , удал  сь от этой цилиндрической части.

Высота Н составл ет пор дка 10 мм независимо от размеров поршн  и диаметра D кольца.

Дл  выполнени  поршн  1 герметичным создают средства 8 св зи между кольцом 3 и корпусом 4 поршн  1 таким образом, что. они содержат устройство герметичности, установленное дл  практического преп тствовани  любому прохождению газообразного вещества между внутренней поверхностью кольца 3 и наружной поверхностью корпуса 4 поршн  .

Согласно фиг.4 кольцо 3 размещаетс  в канавке 11, выполненной в корпусе 4 поршн  с некоторым зазором, одновременно радиальным и осевым. Средства 8 св зи устанавливаютс  дл  обеспечени  герметичности в плоскости Р, поперечной оси XX поршн , причем эта плоскость проходит по существу через верхнюю кромку цилиндрической поверхности высотой Н, т.е. через окружность пересечени  между этой цилиндрической поверхностью и лобовой частью 10. Эти средства св зи содержат возможность упругого упирани  кольца 3 в осевом направлении в упор, выпол ненньш заодно с корпусом 4 Поршн .

В качестве примера средства 8 св зи могут быть выполнены в виде шайбы

или уплотнительной манжеты 12, опирающейс , с одной стороны, на верхнюю поперечную сторону 13 канавки 11 . составл ющую указанный упор и, с другой стороны, на заплечик 14, выпол- ненньм в верхней части и внутри кольца 3. Оно может быть снабжено по меньшей мере одним поперечным отверстием 15, уравновешивающим давлени  между внутренней и наружной цилиндрическими поверхност ми кольца 3.

,Как показано на фиг.6, средства св зи выполнены в виде кольцевой оболочки 16, предпочтительно сплошной и с толщиной а, меньшей толщины 1 кольца 3, и соедин ющей с корпусом 4 поршн  одну из верхней или нижней кромок кольца-3, в данном случае нижнюю кромку. Оболочка 16, даже тонка  образует жесткую, кольцевую св зь в поперечном направлении меаду кольцом J и корпусом 4 поршн , к которым она может крепитьс , например, посредством сварки.

На фиг.5 иллюстрируетс  совокупность технических решений, показанных на фиг.4 и 6,совмещающих герметичность - и направление поршн . Согласно фиг 5 кольцо 3 соединено с корпусом 4 поршн  посредством оболочки 16, аналогичной оболочке по фиг.6, а уплотнитель- на  манжета 12, аналогична  уплотнительной манжете по фиг.4, но без необходимости приложени  осевого давлени  на кольцо 3, устанавливаетс  между заплечиком 14, аналогичным загше- чику по фиг.4, и поперечной стороной и. канавки 11, аналогично поперечной стороне по фиг.4, но не  вл ющейс  частью канавки 11.

В вариантах выполнени  по фиг 5 и 6 преимущественно предусматриваетс  по меньшей мере-одно отверстие 15, : аналогичное отверстию по фиг.4

На фиг.7 показан положительный эффект расположени  верхней кромки цилиндрической поверхности с высотой Н относительно поперечной плоскости Р где соблюдаетс  герметичность

15

4

4

50

На фиг.8 иллюстрируетс  механизм ограничени  расхода масла.

Согласно варианту по фиг.9 и 10 указанна  уплотн юща  манжета выполнена в ввде кольца 17 из деформируемого и несжимаемого материала, установленного ме аду кольцом 3 и корпусом поршн  4. Предпочтительно этот мате1588288

риал  вл етс  материалом на основе политетрафторэтилена (Тефлон)

Согласно фиг.9 кольцо 17 накладываетс  на внутреннюю цилиндрическую поверхность кольца 3 и этот комплект размещаетс  в канавке 18, котора  от- личаетс  от канавки 11 тем, что содержит уступ 19 дл  опоры кольца 17 Выполнение по фиг.10 отличаетс  от выполнени  по фиг.9 наличием внутреннего заплечика 19 на кольце 3 дп  удержани  кольца 17 между этим заплечиком 19 и уступом 20.

Предлагаемьм поршень устанавливаетс  таким образом, что опорное давление кольца 3 на цилиндр 2 достигает величины, не превышающей трети максимального давлени  горючих газов.

Claims (10)

1. Формула изобретени 

   -

   :

   25

   30

   1. Поршень дл  сжати  газообразного вещества в цилиндрах поршневых машин в частности в двигател х внутреннего или внешнего сгорани  или компрессоров , содержащих по меньшей ме- Ре одно твердое металлическое нераз- резное .кольцо с рабочей цилиндрической поверхностью по меньшей мере на части Н его высоты, контактирующей со стенкой цилиндра, образующа  этой поверхности параллельна оси поршн  а внутренний диаметр of кольца превышает наружный диаметр D корпуса поршн  по меньшей мере в любой точке поперечного сечени  рабочей цилиндрической поверхности., контактирующей со стенкой цилиндра, причем пЬршень содержит средства подвода смазки, поступающей из масл ного картера, о т- личающийс  тем, что, с це-- лью уменьшени  количества масла на угар путем повышени  герметичности и 45 возможности перемещени  поршн  в ци- линдре без заедани , наружный диаметр (UB Jo С кольца соотноситс  с внут35

   40

   50

   ренним диаметром D в соответствии с выражением () / D l 000- 1,001, а r/D в любом сечении рабочей цилиндрической поверхности не более . -Pjl

   eim допустимое контактное давление кольца на стенку 5 цилиндра, обеспечивающее перемещение кольца без заедани ; , р - предел упругости материала, из которого вы- полнено кольцо, причем кольцо соединено с поршнем средством св зи с возмюжностью создани  между кольцом и и{илиндром контактного давлени , не п|ревышающего Р , а высота кольца выбираетс  из услови  обеспечени  Цевду кольцом и цилиндром масл ной

   г|ленки.

   :

   2. Поршень поп.1,отличаю- ,.и и с   тем, что цилиндрическа  абоча  поверхность с высотой Н коль1 ,а сопр жена с конической поверхнос- ью, ограничивающей в верхней и ниж- ;ей част х кольца рабочую цилиндрическую поверхность с высотой Н, при- :ем вершина конуса конической поверх 10СТИ направлена в противоположную сторону от оси кольца.
2. 3.Поршень по пп, 1 и 2, о т л и I а ю щ и и с   тем, что высота Н цилиндрической части кольца составл ет пор дка 10 мм.
3. 4.Поршень по пп. 1-3, а т л и - ii а ю щ и и с   тем, что средство в зи между кольцом и поршнем выпол- |нено в виде уплотнительной манжеты.
4. ;
5. 5. Поршень по п.4, отличаю |щ и и с   тем, что уплотнительна  1манжета выполнена в виде кольца из деформируемого и нес}шмаемого материала .

   :
6. 6. Поршень по п.5, отлича щ и и с   тем, что деформируема 

   ю

   5

   0

   5

   30

   ианжета выполнена из материала на основе политетрафторэтилена.

   7.Поршень по пп. 4-6, отличающийс  тем, что манжета ус- тано,влена в плоскости, перпендикул рной оси поршн , проход щей через линию сопр жени  цилиндрической и конической поверхностей кольца.
7. 8.Поршень по пп. 4-7, отличающийс  тем, что манжета выполнена с возможностью подпора кольца в осевом направлении в сторону торца проточки, выполненной в корпусе поршн .
8. 9. Поршень по пп. 1-3, о т л и - чающий с   тем, что средство св зи выполнено в виде перемычки, соедин ющей верхнюю или нижнюю часть кольца с корпусом поршн , причем толщина перемычки меньше толщины кольца.
9. 10. Поршень по п.9, о т л и - .- чающийс  тем, что в перемычке , соедин ющей кольцо и корпус поршн , выполнены отверсти  дл  подвода масла в полость, ограниченную уплотнительной манжетой, кольцом и- корпусом поршн , причем полость соединена с масл ным картером при помощи. сообщающихс  каналов.
10. ЮООбар

    T(h6ap}

    N

    О

    Физ.г

    -т зод 4«7 jr

    «w

    7

    Фиг.д

    ЛмЛ

    Лл

    Фиг. 7

    18

    Фие.З

    Фие.8

    ФивЛО