SU1719689A1 - Поршневой узел - Google Patents

Abstract

Изобретение относцтс  к двигателест- роению, в частности к двухфункциональным поршневым кольцам. Целью изобретени   вл етс  повышение уплотнительных и маслосьемных свойств поршневого узла с двух- функциональными кольцами. Поршневой узел содержит верхний кольцевой элемент 2 с конической рабочей поверхностью и увеличенной радиальной толщины, а также нижний кольцевой .элемент 2 скребкового типа меньше радиальной толщины с тангенциальным расширителем 3. установленные в канавке 4 поршн  5, в дне которой выполнена выточка 8. В верхнем кольцевом элементе на стыке верхней торцовой и внутренней поверхностей выполнена торсионна  проточка 6, а внутренней частью 9 этот элемент размещен в выточке 8 дна канавки поршн . 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению, к конструкци м поршневых узлов, в частности к двухфункциональным поршневым кольцам.

Известно составное маслосъемное поршневое кольцо, состо щее из двух скребковых элементов и расширител , на смежном торце верхнего скребкового элемента выполнены дренажные пазы дл  отвода сн того со стенки цилиндра масла.

Известно также маслосьемное поршневое кольцо, состо щее из двух скребковых элементов различной радиальной толщины и тангенциального расширител  дл  нижнего элемента с меньшей радиальной толщиной .

Недостатком известных конструкций поршневых, колец  вл етс  отсутствие уплотнени  закольцевого зазора, вследствие чего они не могут быть применены в качестве двухфункциональных (компре ссионно- маслосъемных).

Скребковые элементы, имеющие дренажные пазы, подвержены поломкам ввиду напр жений, св занных с различными моментами сопротивлени  изгибу по периметру , особенно при перекладке поршн .

Известен поршневой узел, .включающий двухфункциональное поршневое кольцо, состо щее из двух кольцевых элементов разной радиальной толщины с расширителем дл  меньшего элемента и кольцевого сепаратора с гребенчатым периметром, перекрывающего сплошным внутренним участком закольцевой зазор верхнего, большего , элемента. Гребенчатый периметр се- паратора обеспечивает дренажные проходы дл  масла между кольцевыми элементами . Така  конструкци  обеспечивает уплотн ющую и маслосъемную способность поршневого узла.

ю

0 00 Ю

Однако такому поршневому узлу присущи следующие недостатки: многоэлемент- ность двухфункционального поршневого кольца, состо щего из четырех самосто тельных деталей; необходима предельно высока  точность изготовлени  основных деталей - двух кольцевых элементов и сепаратора , особенно по осевой высоте, так как от величины суммарного осевого зазора завис т уплотн ющие функции поршневого узла; сложность сборки двухфункционального кольца, особенно установки плоского сепаратора в выточку на дне канавки поршн .

Цель изобретени  - повышение уплот- нительных и маслосъемных свойств порш-. невогоузлас двухфункциональными кольцами.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в поршневом узле, включающем двухфунк- циональное кольцо, состо щее из двух цевых элементов р.азной радиальной толщины с тангенциальным расширителем дл  меньшего из них, установленных один над другим в канавке поршн , имеющей на дне выточку, в кольцевом элементе с большей радиальной толщиной на стыке верхней торцовой и внутренней поверхностей выполнена торсионна  проточка, а внутренней частью этот элемент помещен в выточке дна канавки поршн , опира сь при это нижним торцом на полку выточки.

Така  конструкци  обеспечивает высокие компрессионные свойства поршневого узла за счет лабиринтного уплотнени , образуемого внутренней частью верхнего кольцевого элемента, установленного в выточку на дне канавки поршн , а также за счет двух запорных по сков, образуемых торсионным скручиванием этого элемента .

Маслосъемные функции узла обеспечиваютс  одновременно верхним и нижним кольцевыми элементами, при этом дополни- тельную упругость нижнему элементу (скребкового типа) придает тангенциальный расширитель.

Отвод масла, сн того верхним элементом со стенки цилиндра, осуществл етс  через клиновидный межкольцевой зазор, образуемый за счет торсионного скручивани  этого элемента.

На фиг.1 и 2 изображен поршневой узел, поперечное сечение; на фиг.З - схема работы поршневого узла.

Поршневой узел содержит верхний 1 и нижний 2 кольцевые элементы и тангенциальный расширитель 3, установленные в канавке 4 по.ршн  5,

Верхний элемент 1 изготавливаетс  в виде поршневого кольца минутного типа с конической рабочей поверхностью и увеличенной радиальной толщиной. На стыке его

внутренней цилиндрической и верхней торцовой поверхностей выполнена торсионна  проточка 6 ступенчатого или конического типа. Увеличенна  радиальна  толщина элемента обеспечивает повышенную его

упругость. Верхний элемент может изготовл тьс  меньшей рсевой высоты, чем нижний {см. фиг,2).

Нижний элемент 2 изготавливаетс  как поршневое кольцо скребкового типа и может иметь на внутренней поверхности канавку дл  центровки расширител  3. Радиальна  толщина этого элемента меньше верхнего.

Тангенциальный расширитель 3 представл ет собой замкнутую в кольцо проволочную спиральную пружину.

В канавке 4 поршн  5 на дне 7 выполнена выточка 8 дл  размещени  внутренней части 9 верхнего кольцевого элемента 1. Чёрез нижнюю часть дна канавки 4 поршн  5 половиной сечени  проход т маслоотвод - щие окна 10 дл  сброса масла в картер двигател .

Сборка поршневого узла осуществл етс  следующим образом.

В канавку 4 поршн  5 устанавливаетс  нижний кольцевой элемент 3 скребкового типа 2 в сборе с расширителем 3. После этого над нижним элементом 2 устанавливаетс  верхний кольцевой элемент 1 минутного типа, который внутренней частью 9 помещаетс  в выточку 8 на дне 7 канавки 4 поршн  5, опира сь своим нижним .торцом о полку 11 выточки 8.

После сборки узла поршень 5 вводитс  в цилиндр 12 двигател . Кольцевые элементы 1 и 2 сжимаютс  за счет наличи  зазора. При этом верхний кольцевой элемент 1 благодар  торсионному скручиванию на величину осевого сборочного зазора приобретает тарельчатую форму. Под воздействием сжати  нижнего кольцевого элемента 2 осуществл етс  сжатие спиральной пружины расширител  3, в результате чего

нижний элемент 2 приобретает дополнительную упругость, необходимую дл  сн ти  основного сло  масла со стенки цилиндра 12.

В ходе работы двигател  поршневой

узел действует следующим образом.

Компрессионные функции осуществл ютс  за счет надежного перекрыти  заколь- цевого пространства 13 нижнего элемента 2 верхним кольцевым элементом 1.

Это достигаетс  за счет наличи  дополнительного лабиринта от прорыва газов, образованного выточкой 8 в дне 7 канавки А и внутренней частью 9 этого элемента за счет двух запорных по сков 14 и 15, образуемых при торсионном скручивании верхнего элемента 1.

При движении поршн  вниз за счет сил трени  верхний элемент 1 приобретает дополнительное скручивание, а следовательно , происходит более надежный поджим его в зоне запорных по сков 14 и 15. т.е. повышаетс  уплотнительна  способность кольца . . ... , -.. .; .; : ,.:

При движении поршн  вниз съем масла со стенки цилиндра 12 осуществл етс  одновременно двум  кольцевыми элементами 1 и 2.

Нижний кольцевой элемент 2 с расширителем 3 благодар  высокой упругости снимаетс  со стенки цилиндра 12 основной слой масла, которое через маслоотвод щие окна 10 в поршне 5 отводитс  в картер двигател .

Верхний кольцевой элемент 1 .име  повышенную упругость (за счет увеличени  радиальной толщины по сравнению с обычным поршневым кольцом) снимает со стенки цилиндра оставшийс  слой масла.

Сн тое верхним кольцевым элементом 1 масло отводитс  через межкольцевой клиновидный дренажный зазор 16, образованный при торсионном скручивании верхнего элемента 1, и далее через закольцевое пространство 13 нижнего элемента 2 в маслоотвод щие окна 10 поршн  5.

Межкольцевой дренажный масл ный клин 16 разжимает кольцевые элементы 1 и 2, плотно прижимает нижний элемент 2 к стенке канавки поршн .

Таким образом, применение поршневого узла предлагаемой конструкции обеспечивает дву/функциональную работу (компрессионную и маслосъемную) поршневого узла, расположенного в одной канавке поршн . Это позвол ет одновременно с уменьшением количества колец (канавок) на поршне применить предлагаемый поршневой узел дл  комплектации современных ДВС и компрессоров, оснащаемых поршн ми уменьшенной осевой высоты; создание клиновидного межкольцевого дренажного

зазора путем использовани  торсионного скручивани  верхнего кольцевого элемента увеличивает проходное сечение дл  потока масла не менее чем в полтора раза, чем

5 повышаетс  маслосъемна  эффективность поршневого узла, и повышает долговечность верхнего кольцевого элемента по сравнению с аналогом, где дренажные пазы вызывают частые его поломки. Уменьшение

0 количества элемента в поршневом узле по сравнению с прототипом с четырех до трех, а также снижение жесткости требовани  по точности осевых зазоров и возможность изготовлени  всех стандартных элементов на

5 существующем оборудовании, делают предлагаемый поршневой узел высокотехнологичным с одновременным удешевлением всего поршнекомплекта.

Простота сборки и разборки поршнево0 го узла снижают трудовые затраты на моторных и ремонтных предпри ти х.

Особенности конструкции поршневого узла комбинированного двухфункциональ- ногр действи , простота и высока  техноло5 гичность всех его элементов позвол ет повысить экономичность работы ДВС по топливу на 1-2% и по маслу на 8-10%.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   0 1. Поршневой узел, содержащий двух- функциональное уплотнение, состо щее из двух кольцевых элементов разной радиальной толщины, установленных один над другим в канавке поршн  с выточкой на дне,

   5 причем между дном канавки поршн  и внутренней поверхностью кольцевого элемента с меньшей радиальной толщиной установлен тангенциальный расширитель, отличающийс  тем, что, с целью

   0 повышени  эффективности, в кольцевом элементе с большей радиальной толщиной на стыке верхней торцовой и внутренней поверхностей выполнена торсионна  проточка .

   5
2. 2. Узел поп. 1, от л ича ющийс тем, что торсионна  проточка образует выступ на стыке нижней торцовой и внутренней . поверхностей кольцевого элемента с большей радиальной толщиной, причем выступ

   0 размещен в выточке дна канавки поршн , опира сь своей нижней торцовой поверхностью на нижнюю полку выточки.

   /2

   2 .3 Фиг.1

   9

   Фигд