МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F02F5/00 

Описание патента на изобретение RU2458239C1

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Известны маслосъемные кольца двигателей внутреннего сгорания, содержащие два раздельных скребковых элемента с расширителями различной конструкции (Заявка №53-22204, Япония, 1978; авторское свидетельство №1312217, СССР, 1985), а также широко используемые в настоящее время малоэффективные маслосъемные коробчатые поршневые кольца ГОСТ 621-87.

Известно маслосъемное кольцо двигателя внутреннего сгорания, содержащее скребковые элементы и расширитель (Заявка №59-20859, Япония, 1984). Прототип имеет существенный недостаток, который заключается в том, что скребковые элементы с симметричной радиусной формой рабочей поверхности не могут полностью удалить лишнее масло со стенки цилиндра при движении поршня в нижнее положение. Так как масло - жидкость, практически не сжимаемая, при больших скоростях движения поршня оно отжимает рабочую поверхность скребкового элемента от стенки цилиндра, оставляя слишком большую толщину смазочного слоя. При движении поршня в верхнее положение на такте «сжатие» часть свежего масла, оставшегося на стенке цилиндра после такта «впуск», снимается компрессионными кольцами и верхним скребковым элементом и выбрасывается в камеру сгорания. При движении поршня в нижнее положение на следующем такте «рабочий ход» большое количество масла, оставшегося на стенке цилиндра после прохождения нижнего и верхнего скребковых элементов и оказавшегося в зоне высоких температур, сгорает, образуя на стенке цилиндра копоть, сажу и другие вредные продукты процесса сгорания. Так как последние имеют меньшую вязкость по сравнению с маслом, то они легко снимаются со стенки цилиндра компрессионными кольцами и верхним скребковым элементом маслосъемного кольца при движении поршня в верхнее положение на следующем рабочем такте «выпуск» и выбрасываются в атмосферу, ухудшая экологические показатели двигателя. Это является следствием несовершенства конструкции маслосъемного кольца, которая заключается в том, что в ней неучтены гидродинамические свойства моторного масла и необходимость снятия масла только при движении поршня в нижнее положение. Кроме того, сложная, нетехнологичная конструкция не жесткого радиально-осевого расширителя-экспандера отрицательно влияет на жесткость всей конструкции, на ее работоспособность, ухудшая процесс снятия масла со стенки цилиндра.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в снижении расхода масла на угар и уменьшение вредных и загрязняющих примесей в выхлопных газах.

Технический результат достигается тем, что в маслосъемном поршневом кольце двигателя внутреннего сгорания, содержащем нижний скребковый элемент и, по меньшей мере, один верхний скребковый элемент, на нижнем торце верхнего скребкового элемента выполнен уступ, в котором выполнены радиальные пазы, на внешней части нижнего торца нижнего скребкового элемента выполнен острый буртик-скребок, внутренняя поверхность которого расположена под углом α к нижнему торцу.

На Фиг.1 представлено частичное сечение двигателя внутреннего сгорания.

На фиг.2 - гидравлическая схема нижнего скребкового элемента.

На фиг.3 - нижний торец верхнего скребкового элемента.

На фиг.4 - сечение А-А фиг.3.

Здесь: 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - верхний скребковый элемент; 4 - уступ; 5 - нижний скребковый элемент; 6 - радиальные пазы; 7 - поршневая канавка; 8 - буртик-скребок.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, маслосъемное поршневое кольцо, включающее верхний скребковый элемент 3 и нижний скребковый элемент 5, установленные в поршневой канавке 7. На внешней части нижнего торца нижнего скребкового элемента 5 выполнен острый буртик-скребок 8, расположенный под углом α к своему нижнему торцу, а на нижнем торце верхнего скребкового элемента 3 выполнен уступ 4, в котором имеются радиальные пазы 6.

Маслосъемное поршневое кольцо работает следующим образом.

При движении поршня 2 в нижнее положение нижний скребковый элемент 5 снимает основную часть масла со стенки цилиндра 1, причем количество масла, снимаемого со стенки цилиндра 1, зависит от силы прижима Рпр рабочей поверхности скребкового элемента 5 к стенке цилиндра 1. В свою очередь, Рпр состоит из собственной силы упругости скребкового элемента 5 и гидродинамической силы прижима Rпр рабочей поверхности скребкового элемента 5 к стенке цилиндра 1, возникающей под действием давления масла на наклонную часть острого буртика 8 нижнего торца скребкового элемента 5, находящуюся в зазоре между стенкой цилиндра 1 и поршнем 2. Чем больше угол наклона α и скорость перемещения поршня 2, тем больше гидродинамическое усилие прижима рабочей поверхности скребкового элемента к стенке цилиндра 1, тем меньше толщина смазочного слоя, остающегося на стенке цилиндра 1. Поэтому для скоростных, высокочастотных двигателей угол наклона α должен быть меньше, чем для низкочастотных двигателей. Учитывая вязкость масла, огромные скорости перемещения поршня 2 и незначительную величину зазора между нижним торцом скребкового элемента 5 и нижней полкой поршневой канавки 7, измеряемую в сотых долях миллиметра, основная часть масла, снимаемого со стенки цилиндра 1 через зазор между цилиндром 1 и поршнем 2, сбрасывается вниз в картер двигателя.

Окончательную толщину, остающегося на стенке цилиндра 1 масла, формирует верхний скребковый элемент 3, который, кроме того, убирает масло, оставляемое на стенке цилиндра 1, зазором в замке нижнего скребкового элемента 5. Остатки масла, снимаемого скребковым элементом 3 со стенки цилиндра 1, через радиальные пазы 6 вытесняются в придонную полость поршневой канавки 7 и далее во внутреннее пространство поршня 2.

При движении поршня 2 в верхнее положение рабочая поверхность скребковых элементов 3 и 5, расположенная под углом к стенке цилиндра 1, «наезжает» на сформированную масляную пленку на поверхности цилиндра 1, не оказывая какого-либо влияния на ее состояние. Тем самым, предотвращается не нужное соскабливание масла со стенки цилиндра 1 и выброс его в камеру сгорания, существенно сокращается расход масла на угар и улучшаются экологические показатели двигателя.

Похожие патенты RU2458239C1

название год авторы номер документа
МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2012
  • Гуреев Виктор Михайлович
  • Гортышов Юрий Федорович
  • Дружинин Анатолий Матвеевич
RU2499901C1
МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2011
  • Гуреев Виктор Михайлович
  • Дружинин Анатолий Матвеевич
RU2447307C1
Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания 2016
  • Дружинин Анатолий Матвеевич
  • Гуреев Виктор Михайлович
RU2619001C1
МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2013
  • Гуреев Виктор Михайлович
  • Дружинин Анатолий Матвеевич
RU2535514C1
МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ 2013
  • Дружинин Анатолий Матвеевич
  • Гуреев Виктор Михайлович
RU2535599C1
ПОРШНЕВОЙ УЗЕЛ 2011
  • Горшков Валерий Николаевич
  • Межецкий Геннадий Дмитриевич
  • Хохлов Александр Владимирович
RU2469231C1
МАСЛОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ 2004
  • Горшков Валерий Николаевич
  • Межецкий Геннадий Дмитриевич
  • Хохлов Александр Владимирович
  • Калинников Николай Яковлевич
  • Михайлов Владелен Васильевич
  • Слепов Алексей Александрович
  • Шватченко Владимир Яковлевич
RU2301364C2
Составное маслосъемное поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания 1983
  • Кузнецов Геннадий Константинович
  • Зеленцов Вадим Михайлович
  • Воробьев Виктор Иванович
  • Левин Рафаэль Рувимович
SU1127986A1
МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО 1973
  • О. М. Зингер, Ю. М. Концов, В. П. Молдаванов, Ю. А. Голицын А. А. Штейн
SU389280A1
Поршневое кольцо 1986
  • Могила Валентин Павлович
  • Якименко Леонид Иванович
SU1467241A1

Иллюстрации к изобретению RU 2 458 239 C1

Реферат патента 2012 года МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, и позволяет существенно сократить расход масла на угар и улучшить экологические показатели двигателя. Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр (1), поршень (2), маслосъемное поршневое кольцо, включающее верхний скребковый элемент (3) и нижний скребковый элемент (5), установленные в поршневой канавке (7). На внешней части нижнего торца нижнего скребкового элемента (5) выполнен острый буртик-скребок (8), расположенный под углом α к своему нижнему торцу, а на нижнем торце верхнего скребкового элемента (3) выполнен уступ (4), в котором имеются радиальные пазы (6). Изобретение обеспечивает снижение расхода масла на угар и уменьшение вредных и загрязняющих примесей в выхлопных газах. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 458 239 C1

Маслосъемное поршневое кольцо двигателя внутреннего сгорания, содержащее нижний скребковый элемент и, по меньшей мере, один верхний скребковый элемент, отличающееся тем, что на нижнем торце верхнего скребкового элемента выполнен уступ, в котором выполнены радиальные пазы, на внешней части нижнего торца нижнего скребкового элемента выполнен острый буртик-скребок, внутренняя поверхность которого расположена под углом α к нижнему торцу.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2458239C1

Устройство для охлаждения водою паров жидкостей, кипящих выше воды, в применении к разделению смесей жидкостей при перегонке с дефлегматором 1915
  • Круповес М.О.
SU59A1
Маслосъемное поршневое кольцо 1986
  • Кобяков Сергей Викторович
  • Флаксин Аркадий Ильич
SU1390414A1
Маслосъемное кольцо 1987
  • Шепельский Юрий Леонидович
  • Левкин Геннадий Михайлович
  • Киселев Василий Николаевич
SU1444547A1
Маслосъемное поршневое кольцо 1981
  • Левкин Геннадий Михайлович
  • Семизельников Анатолий Николаевич
SU987144A1
Автомат для ротационного обжатия 1985
  • Мазуровский Борис Яковлевич
  • Касьяненко Владимир Викторович
  • Москалев Николай Александрович
  • Гузев Алексей Алексеевич
  • Школьников Вадим Александрович
SU1263395A1
Способ сфероидизации металлических микропорошков СВЧ излучением 2022
  • Синцов Сергей Владиславович
  • Водопьянов Александр Валентинович
  • Чекмарев Никита Владиславович
RU2782748C1
US 4722535 A1, 22.02.1972.

RU 2 458 239 C1

Авторы

Гуреев Виктор Михайлович

Дружинин Анатолий Матвеевич

Даты

2012-08-10Публикация

2011-04-12Подача