УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО Российский патент 2000 года по МПК F16J9/00 

Изобретение относится к двигателестроению.

Изобретение может быть использовано в уплотнениях поршневых штоков силовых гидравлических и пневматических цилиндров машин и механизмов, поршневых насосах.

Уплотнительное поршневое кольцо по А.С. СССР N (19) SU₁₁ 1525295A₁ имеет три кольцевых элемента со смещенными стыками, что исключает осевую вибрацию, но не устраняет проникновение газов через стыки кольцевых элементов. Смещение стыков кольцевых элементов уплотнительного поршневого кольца по А.С. СССР N (19) SU₁₁ 1525295A₁ не обеспечивает надежности уплотнения поршня в цилиндре с увеличением износа рабочих поверхностей уплотнительного поршневого кольца и цилиндра, а также в процессе прогрева двигателя до рабочей температуры с новым поршневым уплотнительным кольцом и цилиндром.

Предлагаемым изобретением решается задача герметичности стыка уплотнительного поршневого кольца, что особенно важно для непрогретого двигателя внутреннего сгорания и имеющего эксплуатационный износ. В результате увеличивается срок службы масла в смазочной системе двигателя из-за уменьшения проникновения рабочей смеси и ее продуктов сгорания из камеры сгорания в картер двигателя.

Для достижения этого технического результата уплотнительное поршневое кольцо, показанное на фиг. 1 и 2 в рабочем состоянии, должно состоять их двух кольцевых элементов 1 и 2, находящихся в одной канавке (показано на фиг. 1) со смещенными замками друг относительно друга на 180^o (показано на фиг. 2). Замки кольцевых элементов 1 и 2 имеют одинаковую ступенчатую форму в горизонтальной плоскости и постоянный минимальный зазор 7, равный допуску при изготовлении (показан на фиг. 2), независимый от температуры и износа рабочих поверхностей кольцевых элементов и цилиндра 3, а также изменяющегося в процессе эксплуатации теплового зазора 6. Размер выступов l замка кольцевых элементов равен или больше теплового зазора в замке при эксплуатационном износе. На фиг. 1 показан зазор при перекладке 5 и сира P давления газов. На фиг. 2 сопряженные поверхности выступов замков кольцевых элементов уплотнительного поршневого кольца имеют форму, соответствующую радиусам R. В указанных на фиг. 2 местах смежных поверхностей должны быть выполнены галтели (переходные кривые радиуса R₁).

Отличительными признаками предлагаемого уплотнительного поршневого кольца от уплотнительного поршневого кольца по А.С. СССР N(19) SU₁₁ 1525295A₁, состоящего из трех кольцевых элементов со смещенными стыками являются: два кольцевых элемента, замки ступенчатой формы в горизонтальной плоскости, обеспечивающие постоянный минимальный зазор, равный допуску при изготовлении, независимый от температуры и эксплуатационного износа уплотнительного поршневого кольца и цилиндра.

Сопряженные поверхности выступов замков кольцевых элементов уплотнительного поршневого кольца могут иметь бочкообразную (выполненную по радиусу окружности R₂) форму, показанную на фиг. 3, препятствующую осевому смещению концов кольцевых элементов при скручивании (сжатии) в результате перемещения поршня из зоны с большей степенью износа в зону с меньшей степенью износа цилиндра. Сопряженные поверхности кольцевых элементов 1 и 2 уплотнительного поршневого кольца могут иметь ступенчатую форму, изображенную на фиг. 4 (прямоугольный выступ на одном и прямоугольную выемку на другом, учитывая направление перемещения поршня в цилиндре), препятствующую проникновению газов (среды) при осевом смещении (расслоении) кольцевых элементов.

Сопряженные поверхности кольцевых элементов 1 и 2 уплотнительного поршневого кольца могут иметь ступенчатую форму, показанную на фиг. 5 (остроугольный выступ на одном и остроугольную выемку на другом, расположение которых зависит от направления перемещения поршня в цилиндре и расположения зон выработки) предотвращающую осевое расслоение колец и препятствующую проникновению газов (среды) между кольцами.

Вследствие повышения надежности уплотнительного поршневого кольца, уменьшается проникновение рабочей смеси и ее продуктов сгорания в картер двигателя в процессе прогрева двигателя до рабочей температуры, а также при оптимальном тепловом режиме двигателя с увеличением эксплуатационного износа рабочих поверхностей уплотнительного поршневого кольца и цилиндра, что увеличивает срок службы масла в картере двигателя. Из-за увеличения разрежения во впускном коллекторе улучшается распыление топлива, наполнение цилиндров рабочей смесью, а в дизельном двигателе - воздухом, повышается сжатие рабочей смеси, что улучшает запуск двигателя в холодное время года.

Уплотнительное поршневое кольцо можно изготовить с помощью механической обработки по технологии кольца со ступенчатым замком в вертикальной плоскости с изменениями, учитывающими конструкцию предлагаемого уплотнительного поршневого кольца.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N (19) SU₁₁ 1525295A₁/ Заявка N 4396379/25-06 от 21.03.88 г. Опубликована 30.11.89 г. Бюллетень N 44. Авторы: Г.К. Кузнецов, В.П. Лугин, Т.Д. Медведева.

Уплотнительное поршневое кольцо предназначено для двигателестроения. Уплотнительное поршневое кольцо выполнено для исключения осевой вибрации из кольцевых элементов со смещенными стыками. Оно состоит из двух кольцевых элементов с замками ступенчатой формы в горизонтальной плоскости, обеспечивающей постоянный минимальный зазор, равный допуску при изготовлении, независимый от температуры и эксплуатационного износа рабочих поверхностей уплотнительного поршневого кольца и цилиндра. Изобретение повышает надежность уплотнительных поршневых колец. 5 ил.

Уплотнительное поршневое кольцо, выполненное для исключения осевой вибрации из кольцевых элементом со смещенными стыками, отличающееся тем, что оно состоит из двух кольцевых элементов с замками ступенчатой формы в горизонтальной плоскости, обеспечивающей постоянный минимальный зазор, равный допуску при изготовлении, независимый от температуры и эксплуатационного износа рабочих поверхностей уплотнительного поршневого кольца и цилиндра.