ЦИЛИНДРОВАЯ ВТУЛКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F02F1/18 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, преимущественно к способам и устройствам корпусных элементов двигателей внутреннего сгорания.

Известна цилиндрическая втулка, содержащая внутреннюю рабочую поверхность, наружные центрующие пояски с круговыми канавками на них и упорный бурт, при этом центрующие пояски с круговыми канавками и упорный бурт выполнены асимметрично относительно середины высоты втулки (см. , например, Попык К. Г. Конструирование и расчет автомобильных двигателей. М. : Высшая школа, 1973, стр. 94, рис. 38).

Недостаток известной цилиндрической втулки заключается в асимметричном расположении наружных центрующих поясков с круговыми канавками на них и упорного бурта относительно середины высоты втулки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа ремонта цилиндровой втулки с выводом изношенного локального участка из зоны, ометаемой поршневыми кольцами.

Указанная цель достигается в способе ремонта цилиндровой втулки двигателя внутреннего сгорания, установленной в блок и имеющей локальный участок износа рабочей поверхности, положение которого соответствует месту реверсирования верхнего поршневого кольца в верхней мертвой точке поршня, заключающемся в том, что втулку демонтируют из блока и изношенный участок выводят из зоны, ометаемой поршневыми кольцами.

Согласно изобретению, втулку после демонтажа из блока переворачивают на 180^о вокруг оси, перпендикулярной к оси втулки, и в перевернутом виде монтируют в блок.

Указанная цель достигается также тем, что в цилиндровой втулке, содержащей внутреннюю рабочую поверхность, наружные центрующие пояски с круговыми канавками на них и упорный бурт, согласно изобретению - центрующие пояски с круговыми канавками на них и упорный бурт выполнены симметрично относительно середины высоты втулки.

Симметрия относительно середины высоты втулки обеспечена без упорного бурта, а бурт выполнен отдельно и скреплен с втулкой.

Упорный бурт выполнен в виде кольцевого диска, скрепленного с втулкой с помощью резьбы.

Упорный бурт выполнен в виде кольцевых секторов, установленных в круговой канавке на наружной поверхности втулки.

Упорный бурт выполнен в виде разрезного пружинящего кольца, установленного в круговой канавке на наружной поверхности втулки.

Симметричное расположение в цилиндровой втулке наружных центрующих поясков с круговыми канавками на них и упорного бурта относительно середины высоты втулки обеспечивает, согласно способу, возможность вывода изношенного участка рабочей поверхности втулки из зоны, ометаемой поршневыми кольцами, что достигается переворотом втулки на 180^о после демонтажа из блока и последующей установкой в блок в перевернутом виде.

На фиг. 1 представлена цилиндровая втулка для осуществления способа ремонта, имеющая наружные центрующие пояски с круговыми канавками на них и упорный бурт, выполненные симметрично относительно середины высоты втулки.

На фиг. 2 представлена цилиндровая втулка, где симметрия относительно середины высоты втулки обеспечена без упорного бурта. Упорный бурт выполнен в виде кольцевого диска, скрепленного со втулкой с помощью резьбы.

На фиг. 3 - цилиндровая втулка, где упорный бурт выполнен в виде кольцевых секторов, установленных в круговой канавке на наружной поверхности втулки.

На фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 3.

На фиг. 5 - цилиндровая втулка, где упорный бурт выполнен в виде разрезного пружинящего кольца, установленного в круговой канавке на наружной поверхности втулки.

На фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 5.

На фиг. 7 представлена цилиндровая втулка с упорным буртом в виде кольцевых секторов, установленная в блок и имеющая локальный износ рабочей поверхности.

Цилиндровая втулка 1 имеет рабочую поверхность 2, наружные центрующие пояски 3 и 4 с круговыми канавками 5 и 6 на них и упорный бурт 7.

Плоскость О проходит через середину высоты втулки: L' = L''.

Упорный бурт 7, центрующие пояски 3 и 4 и круговые канавки 5 и 6 выполнены симметрично относительно плоскости О, т. е. обеспечено равенство размеров l₁' = l₁'', l₂' = l₂'', l₃' = l₃'', l₄' = l₄''.

Цилиндровая втулка 1 (фиг. 2) имеет рабочую поверхность 2, плоскость О, проходящую через середину высоты втулки (L' = L''), центрующие пояски 3 и 4 с круговыми канавками 5 и 6, а также резьбовые концевые участки 8 и 9, на один из которых навернут кольцевой диск 10, выполняющий функции упорного бурта. Обеспечена симметрия относительно плоскости О центрующих поясков 3 и 4 (а₁' = a₁''), круговых канавок 5 и 6 (a₂' = a₂'') и резьбовых участков 8 и 9 (a₃' = = a₃'').

Цилиндровая втулка 1 (фиг. 3 и 4) имеет рабочую поверхность 2, плоскость О, проходящую через середину высоты втулки (L' = = L''), центрующие пояски 3 и 4 с круговыми канавками 5, 6, 11 и 12 на них, средний центрующий поясок 13. Упорный бурт выполнен в виде двух кольцевых секторов 14 и 15, установленных либо в канавку 11, либо в канавку 12 (число кольцевых секторов может быть любым, но не меньше двух). Обеспечена симметрия относительно плоскости О среднего центрующего пояска 13 (С₁' = = C₁''), центрующих поясков 3 и 4 (C₂' = C₂''), круговых канавок 5 и 6 (C₃' = C3'') и круговых канавок 11 и 12 (C₄' = C₄'').

Цилиндровая втулка 1 (фиг. 5 и 6) имеет рабочую поверхность 2, плоскость О, проходящую через середину высоты втулки (L' = = L''), наружную поверхность 16, на всей длине являющуюся центрующей, и кольцевые канавки 17 и 18, в одну из которых установлено разрезное пружинящее (например, вовнутрь) кольцо 19, выполняющее функции упорного бурта. Обеспечена симметрия относительно плоскости О круговых канавок 17 и 18 (l' = l'').

При сборке двигателя в круговые канавки 5 и 6 устанавливают уплотнительные элементы, например резиновые кольца 20 и 21 (см. фиг. 7), втулку 1 монтируют в блок 22, фиксируя ее относительно блока в радиальном направлении поясками 3 и 4, а также пояском 13 (если таковой имеется) и в осевом направлении кольцевыми секторами 14 и 15. Во втулку 1 устанавливают поршень 23 с поршневыми кольцами 24, монтируют цилиндровую крышку 25.

При работе двигателя поршневые кольца 24 изнашивают рабочую поверхность 2 втулки 1, при этом износ носит локальный характер: изношенный участок 26 втулки соответствует месту реверсирования верхнего поршневого кольца 24 в верхней мертвой точке поршня 23. На всей остальной части рабочая поверхность 2 остается неизношенной.

При ремонте двигателя втулку 1 демонтируют из блока 22, переворачивают на 180^о относительно оси, перпендикулярной к оси втулки, переставляют кольцевые секторы 14 и 15 на другой конец втулки и монтируют втулку 1 в блок 22. При этом изношенный участок втулки оказывается внизу (позиция 27 на фиг. 7) и располагается за пределами зоны S, ометаемой поршневыми кольцами 24. Втулка 1 эксплуатируется второй срок.

Аналогично выполняют ремонт втулок, приведенных на фиг. 1 и 2. Втулка по фиг. 5 и 6 "сухая", поэтому круговых канавок на наружной поверхности, предназначенных для установки уплотнительных элементов, она не содержит.

Прочие операции при ремонте аналогичны описанным.

По требованию заказчика двигателя симметрия втулки относительно середины ее высоты при изготовлении втулки может не обеспечиваться, а достигаться обработкой, например токарной, наружной поверхности при ремонте.

Например, при изготовлении втулки по фиг. 3 и 4 прорезают только круговую канавку 11 для установки в нее секторов 14 и 15, а канавка 12 с противоположного конца прорезается во время ремонта двигателя. Это может быть обусловлено, например, опасностью забивания нагаром предварительно нарезанной канавки 12.

При сборке дизеля 8ЧН 30/38 в блок монтируют восемь цилиндровых втулок "подвесного типа" с кольцевым диском на одном конце по фиг. 2. В каждую втулку устанавливают поршень с поршневыми кольцами. За время работы дизеля в течение 10-12 тысяч часов рабочая поверхность цилиндровых втулок получает локальный износ, положение которого (по высоте втулки) соответствует месту реверсирования первого поршневого кольца и имеет высоту 15-18 мм. Поэтому при ремонте двигателя цилиндровые втулки демонтируют из блока, переворачивают их на 180^о относительно оси, перпендикулярной к оси втулки, переставляют кольцевой диск на другой конец втулки, монтируют втулки в блок. Изношенный локальный участок оказывается за пределами зоны, ометаемой поршневыми кольцами, втулка продолжает эксплуатироваться, очередной срок 10-12 тысяч часов.

Использование предложенного способа ремонта и конструкции цилиндровой втулки позволяет снизить трудоемкость и стоимость ремонта двигателя внутреннего сгорания, поскольку отпадает необходимость замены или перерасточки на ремонтный размер рабочей поверхности цилиндровой втулки с обязательной заменой при перерасточке поршня и поршневых колец на таковые ремонтные (увеличенные) размеры. Способ ремонта пригоден для цилиндровых втулок любого типа, в том числе "сухих" и "подвесного типа", что расширяет его технологические возможности. (56) Авторское свидетельство СССР N 213456, кл. F 02 F 1/18, 1968.

Использование: двигателестроение, преимущественно устройства для ремонта корпусных элементов двигателей внутреннего сгорания, расширяет технологические возможности по ремонту цилиндровых втулок. Цилиндровая втулка 1 содержит наружные центрирующие пояски 3 и 4 с круговыми канавками 5 и 6 на них и упорный бурт 7, выполненные симметрично относительно середины высоты цилиндровой втулки 1. Упорный бурт может быть выполнен отдельно в виде кольцевого диска, кольцевых секторов или разрезного пружинящего кольца. Кольцевой диск скреплен с цилиндровой втулкой 1 с помощью резьбы, кольцевые секторы, кольца 1 установлены в круговые канавки 5 и 6. 7 ил.

ЦИЛИНДРОВАЯ ВТУЛКА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащая рабочую поверхность, наружные центрирующие пояски и упорный бурт, причем наружные центрирующие пояски выполнены симметрично относительно середины высоты втулки, отличающаяся тем, что, с целью повышения долговечности путем обеспечения повторного использования втулки с участком локального износа рабочей поверхности, положение которого соответствует месту реверсирования верхнего поршневого кольца в верхней мертвой точке поршня, на наружных центрирующих поясках выполнены круговые канавки, а упорный бурт расположен симметрично относительно середины высоты втулки.