МНОГОЭЛЕМЕНТНОЕ МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО С УМЕНЬШЕННЫМ ТРЕНИЕМ Российский патент 2020 года по МПК F16J9/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к трехэлементному маслосъемному поршневому кольцу, которое обеспечивает уменьшенное трение по сравнению с традиционными поршневыми кольцами.

Уровень техники

Традиционные маслосъемные поршневые кольца или маслосъемные кольца или маслоотражательные кольца обычно содержат кольцо с двумя маслосъемными закраинами, которые должны снимать избыточное масло с внутренней поверхности цилиндра двигателя внутреннего сгорания или создавать определенную, как можно более тонкую масляную пленку.

Существуют различные виды маслосъемных колец. Простые маслосъемные кольца обычно содержат тело кольца с двумя закраинами, расположенными на наружной поверхности. Более совершенные варианты осуществления относятся к маслосъемным кольцам с дополнительной расширительной пружиной, которые должны обеспечивать более равномерный съем масла по всей периферии маслосъемного кольца.

Из другого варианта осуществления известны, так называемые, трехэлементные маслосъемные кольца, у которых два тонких дискообразных маслосъемных кольца закрепляются общим держателем в канавке для поршневого кольца, при этом указанный держатель часто выполняет также функцию расширительной пружины.

Из патента США US 2656230 1953 г. известно трехэлементное маслосъемное кольцо.

Раскрытие сущности изобретения 30 В случае двигателей внутреннего сгорания особенно предпочтительно

уменьшать трение. Поэтому задачей настоящего изобретения является снижение потерь на трение двигателя внутреннего сгорания за счет уменьшения трения, создаваемого маслосъемным кольцом.

Настоящее изобретение относится к поршневому кольцу согласно одному из 35 независимых пунктов формулы изобретения, при этом предпочтительные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Первый аспект настоящего изобретения представляет трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо, содержащее верхнее, т.е. обращенное к камере сгорания или к днищу поршня дискообразное маслосъемное кольцо, нижнее, т.е. обращенное к картеру двигателя или к юбке поршня или к поршневому пальцу дискообразное стабилизирующее кольцо, а также экспандер, который может быть выполнен, например, в виде круговой гофрированной плоской металлической ленты, содержащей на внутренней стороне выступы, проходящие в осевом направлении.

Экспандер, или расширительная пружина, содержит на внутренней стороне выступы, проходящие в осевом направлении, и расположен между маслосъемным кольцом и стабилизирующим кольцом. Экспандер обеспечивает расстояние в осевом направлении между маслосъемным кольцом и стабилизирующим кольцом.

Указанные выступы кругового экспандера прилегают по меньшей мере к внутренней стороне маслосъемного кольца и стабилизирующего кольца и сжимают их наружу. При этом маслосъемное кольцо имеет больший наружный радиус и, следовательно, наружный диаметр, чем стабилизирующее кольцо.

Таким образом, в основном варианте осуществления стабилизирующее кольцо оказывает незначительное давление на внутреннюю поверхность цилиндра, поэтому его трением можно пренебречь по сравнению с трением маслосъемного кольца.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения разность наружных диаметров/радиусов маслосъемного кольца и стабилизирующего кольца настолько велика, что при установленном маслосъемном поршневом кольце только верхнее маслосъемное кольцо имеет контакт маслосъемной кромки с внутренней поверхностью цилиндра, в то время как нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо при установленном маслосъемном поршневом кольце не касается внутренней поверхности цилиндра. Это гарантирует, что долей трения, создаваемого нижним или стабилизирующим кольцом, можно полностью пренебречь.

В другом варианте осуществления маслосъемного поршневого кольца верхнее маслосъемное кольцо имеет такую же толщину в радиальном направлении, что и нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо. При этом можно гарантировать, что если маслосъемное кольцо и стабилизирующее кольцо изготовлены из одного материала, то они создают, по существу, одинаковые радиальные силы. Благодаря одинаковым силам, можно, по существу, исключить перекашивание или возможность перекашивания круговой расширительной пружины в канавке для поршневого кольца. Такой вариант осуществления требует также асимметричной формы экспандера, поскольку в противном случае невозможно реализовать различные наружные диаметры/радиусы маслосъемного кольца и стабилизирующего кольца.

В другом варианте осуществления маслосъемного поршневого кольца верхнее маслосъемное кольцо имеет меньшую толщину в радиальном направлении, чем нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо. Поэтому стабилизирующее кольцо может создавать большую радиальную силу в направлении дна канавки для поршневого кольца, чем маслосъемное кольцо. Эта разность сил может быть использована для того, чтобы выровнять разность радиальных сил, которые возникают в результате контактной силы, действующей со стороны маслосъемного кольца на внутреннюю стенку цилиндра. В идеальном случае маслосъемное кольцо прилегает с определенной силой к внутренней стороне цилиндра, а стабилизирующее кольцо с такой же силой подпирает нижнюю сторону экспандера или круговой гофрированной плоской металлической ленты, поэтому они не могут быть перекошены или заклинены в канавке для поршневого кольца.

Влияние толщины в радиальном направлении может быть также перенесено на осевое направление.

В другом варианте осуществления трехэлементного маслосъемного поршневого кольца, приведенном в качестве примера, верхнее маслосъемное кольцо и нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо имеют одинаковую толщину в осевом направлении. При этом нижнее стабилизирующее кольцо может создавать силы за счет большей деформации. Кроме того, одинаковая толщина в осевом направлении позволяет использовать симметричный экспандер, который может иметь, в частности, одинаковые выступы.

В следующем варианте осуществления верхнее маслосъемное кольцо в осевом направлении тоньше, чем нижнее стабилизирующее кольцо. Благодаря этому, стабилизирующее кольцо может быть выполнено более жестким и может оказывать достаточное давление на экспандер, что позволяет исключить его прижатие экспандером к внутренней поверхности цилиндра.

В одном варианте осуществления экспандер выполнен в виде круговой, гофрированной, плоской металлической ленты, которая гофрирована в осевом направлении. В этом варианте осуществления в смонтированном состоянии амплитуда гофры проходит между боковыми сторонами по ширине канавки для поршневого кольца. Благодаря этому, может быть реализован простой вариант осуществления экспандера в виде окружного гофрированного экспандера. Этот вариант осуществления может быть реализован таким образом, чтобы высота экспандера и, следовательно, поршневого кольца увеличивалась, когда поршневое кольцо сжимается в радиальном направлении.

В другом варианте осуществления трехэлементного маслосъемного поршневого кольца, приведенном в качестве примера, экспандер выполнен в виде круговой, гофрированной, плоской металлической ленты, которая гофрирована в радиальном направлении. В этом варианте осуществления амплитуда гофры в смонтированном состоянии проходит между дном канавки для поршневого кольца и внутренней поверхностью цилиндра. Достоинство этого варианта осуществления заключается в том, что высота поршневого кольца не изменяется при изменении фактического диаметра/радиуса поршневого кольца.

В еще одном варианте осуществления трехэлементного маслосъемного поршневого кольца, приведенном в качестве примера, расширительная пружина выполнена в виде прорезанной изгибной пружины. Такая прорезанная изгибная пружина может быть изготовлена в виде металлической ленты с U-образным поперечным сечением, на которую последовательно нанесены прорези. U-образный профиль с U-образным поперечным сечением содержит соответствующие прорези, которые проходят от одного плеча U-образного профиля до другого плеча. В целом образуется зигзагообразная пружина, которая имеет зигзагообразную форму, проходящую в плоскости слоя металлического листа, и при этом указанный металлический лист согнут в U-образную форму. Прорези в этом случае проходят так, что они перекрываются, поэтому результирующая форма может создавать эффект зигзагообразной пружины. В поперечном сечении концы плеч U-образной формы могут быть отогнуты наружу для образования выступов или лапок, которые сжимают наружу маслосъемное и стабилизирующее кольцо.

В еще одном варианте осуществления расширительная пружина дополнительно снабжена стабилизирующей проволокой, которая проходит через отверстия в боковых сторонах гофра гофрированной металлической. Этот вариант осуществления предусмотрен, прежде всего, для расширительных пружин, гофрированных в радиальном направлении и в осевом направлении. Стабилизирующая проволока может при этом препятствовать тому, чтобы расширительная пружина вдавливалась внутрь и прилегала к канавке для поршневого кольца. Стабилизирующая проволока может также обеспечивать, чтобы концы расширительной пружины оставались наложенными друг на друга.

В другом варианте осуществления, приведенном в качестве примера, выступы образованы лапками, выполненными на расширительной пружине, или на металлической ленте. Такие лапки могут выходить из материала или прилегать к кромке материала расширительной пружины. Выступы должны соответствующим образом прилегать к внутренним кромкам маслосъемного кольца и стабилизирующего кольца и сжимать их наружу в направлении внутренней стенки цилиндра.

В следующем варианте осуществления трехэлементного маслосъемного поршневого кольца предусмотрены выступы, при помощи которых расширительная пружина или круговая гофрированная плоская металлическая лента и/или стабилизирующее кольцо центрируются в канавке для поршневого кольца относительно дна канавки. Поскольку стабилизирующее кольцо не упирается во внутреннюю стенку цилиндра, его положение в канавке для поршневого кольца является неопределенным. Для того чтобы центрировать стабилизирующее кольцо в канавке для поршневого кольца, на стабилизирующем кольце и/или на расширительной пружине могут быть предусмотрены внутренние выступы, обеспечивающие определенную позицию стабилизирующего кольца в канавке для поршневого кольца. Это можно осуществить при помощи лапок или внутренних выступов, которые обеспечивают упор стабилизирующего кольца и/или расширительной пружины в дно канавки.

Другой вариант осуществления маслосъемного поршневого кольца содержит стабилизирующее кольцо, в котором предусмотрена стыковая область с соединительными элементами, позволяющими замыкать стык стабилизирующего кольца, при этом стыковые концы соединяются друг с другом. Стабилизирующее кольцо не должно вступать в контакт с внутренней стенкой цилиндра, чтобы избежать трения. Проще всего это обеспечить, если снабдить стыковые концы конструкцией, например, в виде ласточкина хвоста, которая позволяет сцеплять стыковые концы друг с другом. Таким образом, можно исключить контакт стабилизирующего кольца с внутренней стенкой цилиндра. Вначале можно установить стабилизирующее кольцо, соединить его стыковые концы, затем вставить экспандер, и после этого, наконец, ввести маслосъемное кольцо в канавку для поршневого кольца.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения в трехэлементном маслосъемном поршневом кольце стабилизирующее кольцо предварительно напряжено во внутреннем направлении, поэтому оно стремится соединить стыковые концы. Стабилизирующее кольцо, в отличие от маслосъемного кольца, предварительно напряженного в радиально наружном направлении, имеет предварительное напряжение в радиально внутреннем направлении для того, чтобы воспринимать силы, действующие со стороны экспандера или расширительной пружины в радиально наружном направлении.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и достоинства настоящего изобретения раскрыты в приведенном ниже описании со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковыми ссылочными номерами обозначены одинаковые или сходные элементы. На чертежах показано несколько вариантов осуществления изобретения. Чертежи схематически иллюстрируют настоящее изобретение, выполнены без соблюдения масштаба и служат прежде всего для того, чтобы наглядно показать отличие изобретения от традиционных маслосъемных колец.

На чертежах представлены:

фиг. 1 - частичный вид в аксонометрии традиционного трехэлементного маслосъемного кольца с расширительной пружиной, гофрированной в осевом направлении,

фиг. 2А - частичный вид в аксонометрии трехэлементного маслосъемного кольца согласно изобретению с расширительной пружиной, гофрированной в осевом направлении,

фиг. 2В - вид в разрезе трехэлементного маслосъемного кольца с фиг. 2А,

фиг. 2С - вид в разрезе варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца с фиг. 2А,

фиг. 2D - вид в разрезе другого варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца с фиг. 2А,

фиг. 3А - вид в разрезе трехэлементного маслосъемного кольца согласно изобретению с расширительной пружиной, гофрированной в радиальном направлении,

фиг. 3В - вид в разрезе варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца с фиг. 3А,

фиг. 4 - вид в разрезе трехэлементного маслосъемного кольца согласно изобретению с расширительной пружиной, выполненной в виде прорезанной изгибной пружины.

Ниже, как на чертежах, так и в описании, для обозначения одинаковых или аналогичных элементов или компонентов используются одинаковые или аналогичные ссылочные номера.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан частичный вид в аксонометрии традиционного трехэлементного маслосъемного кольца с расширительной пружиной, гофрированной в осевом направлении. Традиционное трехэлементное маслосъемное кольцо содержит два маслосъемных элемента 105 и экспандер/распорный элемент 109, который предпочтительно изготавливается из упругой гибкой металлической ленты - предпочтительно стальной ленты 113. Экспандер/распорный элемент определяет осевое расстояние двумя маслосъемными элементами 105 и сжимает их в одинаковой мере наружу к внутренней стенке цилиндра. Стальная лента 109 является гофрированной и содержит множество волнообразных элементов 108, равномерно распределенных в осевом направлении. Изогнутые части 109 волнообразных элементов снабжены прорезями 112, при этом участки 111 волнообразных элементов выполнены плоскими, чтобы обеспечить опору маслосъемных колец 105 в осевом направлении. Участки 101 дуг, которые проходят через плоские гребни волнообразных элементов, образуют выступы 101, которые прилегают к внутренней стороне маслосъемных элементов 105 и прижимают их наружу в направлении внутренней стенки цилиндра. Кроме того, выступы 101 предотвращают контакт экспандера/распорного элемента 107 со стенкой цилиндра.

Гофрированные или прямолинейные участки 108 стальной ленты 113 образуют круговой ряд пружинных элементов, которые находятся под давлением, когда трехэлементное маслосъемное кольцо вставляется в канавку для поршневого кольца. Концы или выступы 113 экспандера/распорного элемента 107, как показано на чертеже, прилегают к нижней стороне маслосъемных элементов 107 и прижимают их к боковой стороне поршневого кольца. Плоские участки 107 могут быть сформованы очень равномерно, и величина радиальной силы, создаваемой экспандером 109, в этом конструктивном исполнении может быть настроена очень точно.

На фиг. 2А показан частичный вид в аксонометрии трехэлементного маслосъемного кольца 2 согласно изобретению с расширительной пружиной 8, гофрированной в осевом направлении. Это изображение, по существу, соответствует фиг. 1, однако, вместо нижнего маслосъемного элемента здесь предусмотрено стабилизирующее кольцо 6, наружный диаметр/радиус которого меньше, чем у верхнего дискообразного маслосъемного кольца 4. Экспандер/распорный элемент 8 выполнен в виде металлической ленты, гофрированной в осевом направлении, и содержит поверхности 12 прилегания для маслосъемного кольца 4 и для стабилизирующего кольца 6. На плоской металлической ленте, гофрированной в осевом направлении, предусмотрены выступы 10, которые проходят в осевом направлении, и прилегают изнутри, как к маслосъемному кольцу 4, так и к стабилизирующему кольцу 6, и прижимают их в наружном направлении. Благодаря различным наружным диаметрам/радиусам маслосъемного кольца 4 и стабилизирующего кольца 6, маслосъемное кольцо 4 выступает дальше в наружном направлении, чем стабилизирующее кольцо 6. При этом только маслосъемное кольцо 4 вступает в контакт с внутренней стенкой цилиндра или по меньшей мере только маслосъемное кольцо со значительной силой прижимается к внутренней стенке цилиндра. В этом варианте осуществления только маслосъемное кольцо снимает масло с внутренней стенки цилиндра, в то время как стабилизирующее кольцо, либо вообще не имеет контакта с внутренней поверхностью цилиндра, либо лишь настолько легко прижимается экспандером к внутренней поверхности цилиндра, что не может вносить какого-то существенного вклада в съем масла.

На фиг. 2В показан вид в разрезе трехэлементного маслосъемного кольца 2 с фиг. 2А, при этом на фиг. 2В представлены практически все ссылочные обозначения. На следующих чертежах ссылочные обозначения отсутствуют, чтобы не ухудшать наглядность чертежей, а также краткость и точность описания ненужными избыточными многократными повторениями одинаковых ссылочных обозначений.

Вариант осуществления трехэлементного маслосъемного поршневого кольца 2 согласно изобретению содержит верхнее дискообразное маслосъемное кольцо 4, нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо 6, а также круговой экспандер/распорный элемент 8, который расположен между маслосъемным кольцом 4 и стабилизирующим кольцом 6. Экспандер 8 выполнен в виде гофрированной в осевом направлении плоской металлической ленты 30.

Экспандер содержит выступы 10, которые проходят в осевом направлении над поверхностями 12 прилегания экспандера, и которые прилегают к внутренней стороне 14 маслосъемного кольца или к внутренней стороне 16 стабилизирующего кольца 6 и сжимают их радиально в наружном направлении.

Маслосъемное кольцо 4 имеет предварительное напряжение в наружном направлении и дополнительно сжимается экспандером наружу к внутренней стенке 40 цилиндра. Стабилизирующее кольцо 6 имеет предварительное напряжение во внутреннем направлении, стабилизирует экспандер 8 и предотвращает его перекашивание или заклинивание в канавке 44 для поршневого кольца.

Трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо 2 установлено в канавке 44 для поршневого кольца, предусмотренной в поршне 42, и прилегает к верхней и нижней боковой стороне 46 канавки для поршневого кольца. Трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо 2 не имеет контакта с дном 48 канавки для поршневого кольца. Трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо 2 контактирует с внутренней поверхностью 40 цилиндра только наружной кромкой верхнего маслосъемного кольца 4.

Экспандер 8 выполнен в виде плоской металлической ленты 30, гофрированной в осевом направлении, при этом области 50 представляют собой плоскости поперечного сечения металлической ленты 30 или экспандера, в то время как другой вид представляет собой вид сверху боковой стороны волнистого элемента гофрированной металлической ленты.

Маслосъемное кольцо 4 имеет осевую толщину 26, величина которой равна осевой толщине 26 стабилизирующего кольца 6. Маслосъемное кольцо 4 имеет радиальную толщину 22, большую, чем радиальная толщина 24 стабилизирующего кольца 6. Такая конструкция позволяет использовать, по существу, симметричный экспандер 8, у которого площади поверхностей прилегания для маслосъемного кольца 4 и для стабилизирующего кольца 6 являются одинаковыми.

Стрелки 18 и 20 обозначают наружный радиус или наружный диаметр маслосъемного кольца 4 или стабилизирующего кольца 6. Радиус маслосъемного кольца 4 на величину δr больше, чем радиус стабилизирующего кольца 6. Благодаря разности δr радиусов между стабилизирующим кольцом и маслосъемным кольцом, можно обеспечить съем масла с внутренней стенки 40 цилиндра только маслосъемным кольцом 4, при этом только маслосъемное кольцо 4 участвует в создании трения трехэлементного маслосъемного поршневого кольца 2. Таким образом, сопротивление трения трехэлементного маслосъемного поршневого кольца 2 согласно изобретению может быть уменьшено по сравнению с традиционным трехэлементным маслосъемным поршневым кольцом, которое показано, например, на фиг. 1. Уменьшение сопротивления трения обеспечивается благодаря тому, что согласно изобретению только маслосъемная кромка снимает масло, и только маслосъемная кромка создает трение, взаимодействуя с внутренней поверхностью цилиндра.

На фиг. 2С показан вид в разрезе одного варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца с фиг. 2А. В отличие от варианта осуществления с фиг. 2A маслосъемное кольцо 4 и стабилизирующее кольцо имеют одинаковую радиальную толщину 22. Благодаря такой конструкции, криволинейные маслосъемное и стабилизирующее кольца 4, 6 могут быть изготовлены из одного исходного материала. Экспандер 8 выполнен в виде металлической ленты 30, гофрированной в осевом направлении. Металлическая лента гофрируется также в радиальном направлении, чтобы получить другой диаметр маслосъемного или стабилизирующего кольца 4, 6, соответственно, на котором выступы 10 подпирают кольца 4, 6 внутрь. На фиг. 2C поперечное сечение металлической ленты 30 экспандера 8 обозначено ссылочным номером 50.

На фиг. 2D показан вид в разрезе другого варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца с фиг. 2A. В отличие от варианта осуществления с фиг. 2A в этом случае маслосъемное кольцо 4 и стабилизирующее кольцо имеют одинаковую радиальную толщину 22. Благодаря такой конструкции, криволинейные маслосъемное и стабилизирующее кольца 4, 6 могут быть изготовлены из одного исходного материала. Экспандер 8 выполнен в виде металлической ленты 30, при этом выступы 10 находятся на другом расстоянии в радиальном направлении от центральной оси цилиндра. Металлическая лента в данном случае может быть изготовлена более простым способом. На фиг. 2D поперечное сечение металлической ленты 30 экспандера 8 обозначено ссылочным номером 50.

На фиг. 3A показан вид в поперечном разрезе другого варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца 2 согласно изобретению. Маслосъемное кольцо 4 и стабилизирующее кольцо 6, как и на фиг. 2B, имеют различную ширину в радиальном направлении. Радиальная ширина 22 маслосъемного кольца 4 больше, чем радиальная ширина 24 стабилизирующего кольца 6. Маслосъемное кольцо 4 и стабилизирующее кольцо 6, как показано на фиг. 3A, имеют одинаковую ширину в осевом направлении. При этом на фиг. 3A также использован экспандер 8, выполненный из гофрированной металлической ленты 32. В отличие от экспандера 8, показанного на фиг. 2A - 2D, экспандер 8, показанный на фиг. 3A и 3B, выполнен в виде металлической ленты 32, гофрированной в радиальном направлении. Выступы 10 в данном случае могут быть просто выполнены в виде лапок, которые выступают в стороны (или вниз и вверх) над поверхностями прилегания экспандера 8.

На фиг. 3B показан вид в поперечном разрезе еще одного варианта исполнения трехэлементного маслосъемного кольца 2 согласно изобретению. Маслосъемное кольцо 4 и стабилизирующее кольцо 6, как и на фиг. 3A, имеют разную ширину в радиальном направлении. Радиальная ширина 22 маслосъемного кольца 4 больше, чем радиальная ширина 24 стабилизирующего кольца 6.

Маслосъемное кольцо 4 и стабилизирующее кольцо 6 в отличие от фиг. 3A в данном случае имеют разную ширину в осевом направлении. Осевая ширина 26 маслосъемного кольца 4 меньше, чем осевая ширина 28 стабилизирующего кольца 6. Благодаря такой конструкции, стабилизирующее кольцо 6 может быть выполнено более устойчивым, чем маслосъемное кольцо 4. Задача изобретения состоит в том, чтобы предотвратить возможность скручивания экспандера 8 в канавке для поршневого кольца и его заклинивания. Чтобы обеспечить это, силы, действующие на осевые выступы экспандера, должны быть по возможности одинаковыми, поскольку стабилизирующее кольцо имеет меньший размер в радиальном направлении, чем маслосъемное кольцо, и, кроме того, маслосъемное кольцо опирается на внутреннюю стенку цилиндра, к которой оно прилегает. Поэтому стабилизирующее кольцо должно создавать большую силу, чем маслосъемное кольцо 4. Это можно обеспечить путем предварительного напряжения стабилизирующего кольца 6 во внутреннем направлении и выполнения его более жестким, чем маслосъемного кольца.

На фиг. 3B показан экспандер 8, или металлическая лента, гофрированная в радиальном направлении, с отверстием 36 в окружном направлении, в котором расположена проходящая по контуру стабилизирующая проволока 38. Стабилизирующая проволока должна предотвращать образование волнистости экспандера и его упор в дно канавки.

На фиг. 4 показан экспандер 8, выполненный в виде прорезанной изгибной пружины 34. Прорезанная изгибная пружина 34 имеет U-образное поперечное сечение. Концы плеч U-образного поперечного сечения выгнуты наружу, чтобы прилегать к внутренним кромкам маслосъемного кольца 4 и стабилизирующего кольца. На фиг. 4 поперечное сечение прорезанной изгибной пружины 34 / экспандера 8 обозначено ссылочным номером 50.

Внутри на нижней кромке экспандера 8 предусмотрены центрирующие выступы 52. Ни экспандер 8, ни стабилизирующее кольцо 6 не стабилизируются при помощи контакта с внутренней поверхностью цилиндра, поскольку такой контакт, в свою очередь, означал бы повышение трения. Центрирующие выступы 52 на экспандере 8 при помощи контакта с дном канавки могут предотвратить вхождение стабилизирующего кольца или экспандера в контакт с внутренней поверхностью цилиндра и связанное с этим появление трения. Центрирующие выступы 52 могут быть также предусмотрены на стабилизирующем кольце 6.

Другие комбинации отдельных признаков вариантов осуществления изобретения, приведенных в качестве примеров, также следует рассматривать как раскрытые. В частности, могут быть предусмотрены все варианты осуществления с центрирующими выступами, кольца могут иметь разную толщину в радиальном и осевом направлении, а выступы также могут иметь различные исполнения в осевом направлении (в плотной и радиальной позиции экспандера).

В другом варианте осуществления предусмотрено трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо 2, содержащее нижнее дискообразное маслосъемное кольцо 4, верхнее дискообразное стабилизирующее кольцо 6 (расположенное ближе к камере сгорания), а также круговой экспандер 8, который содержит на внутренней стороне выступы 10, проходящие в осевом направлении, и который расположен между нижним маслосъемным кольцом 4 и верхним стабилизирующим кольцом 6, при этом выступы 10 прилегают изнутри к внутренней стороне 14 маслосъемного кольца 4 или к внутренней стороне 16 стабилизирующего кольца 6, и при этом наружный радиус нижнего маслосъемного кольца 4 больше, чем наружный радиус верхнего стабилизирующего кольца 6.

Перечень ссылочных обозначений

2 Трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо согласно изобретению

4 Верхнее дискообразное маслосъемное кольцо

6 Нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо

8 Круговой экспандер/распорный элемент

10 Выступы, проходящие в осевом направлении

12 Поверхности прилегания экспандера/распорного элемента

14 Внутренняя сторона маслосъемного кольца

16 Внутренняя сторона стабилизирующего кольца

18 Наружный радиус маслосъемного кольца

20 Наружный радиус стабилизирующего кольца

22 Толщина маслосъемного кольца в радиальном направлении

24 Толщина стабилизирующего кольца в радиальном направлении

26 Толщина маслосъемного кольца в осевом направлении

28 Толщина стабилизирующего кольца в осевом направлении

30 Плоская металлическая лента, гофрированная в осевом направлении

32 Плоская металлическая лента, гофрированная в радиальном направлении

34 Прорезанная изгибная пружина

36 Отверстие в окружном направлении

38 Стабилизирующая проволока

40 Внутренняя стенка цилиндра/внутренняя поверхность цилиндра

42 Поршень

44 Канавка для поршневого кольца

46 Боковая сторона канавки для поршневого кольца

48 Дно канавки для поршневого кольца

50 Поперечное сечение экспандера/распорного элемента

52 Центрирующие выступы

δr Разность радиусов стабилизирующего и маслосъемного кольца.

Изобретение относится к трехэлементному маслосъемному поршневому кольцу (2) с верхним дискообразным маслосъемным кольцом (4), с нижним дискообразным стабилизирующим кольцом (6), а также с круговым экспандером (8), который содержит на внутренней стороне выступы (10), проходящие в осевом направлении, и который расположен между верхним маслосъемным кольцом (4) и нижним стабилизирующим кольцом (6), при этом выступы (10) прилегают изнутри к внутренней стороне (14) маслосъемного кольца (4) или к внутренней стороне (16) стабилизирующего кольца (6), и при этом наружный радиус (18) маслосъемного кольца (4) больше, чем наружный радиус (20) нижнего стабилизирующего кольца (6), таким образом, имеет место разность 6 радиусов маслосъемного кольца (4) и стабилизирующего кольца (6). Изобретение снижение потерь на трение двигателя внутреннего сгорания за счет уменьшения трения, создаваемого маслосъемным кольцом. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Трехэлементное маслосъемное поршневое кольцо (2), содержащее верхнее дискообразное маслосъемное кольцо (4), нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо (6), а также круговой экспандер (8), который содержит на внутренней стороне выступы (10), проходящие в осевом направлении, при этом круговой экспандер (8) расположен между верхним маслосъемным кольцом (4) и нижним стабилизирующим кольцом (6), и при этом выступы (10) прилегают изнутри к внутренней стороне (14) маслосъемного кольца (4) или к внутренней стороне (16) стабилизирующего кольца (6), отличающееся тем, что наружный радиус (18) маслосъемного кольца (4) больше, чем наружный радиус (20) нижнего стабилизирующего кольца (6).

2. Кольцо (2) по п. 1, отличающееся тем, что при установленном маслосъемном поршневом кольце (2) только верхнее маслосъемное кольцо (4) маслосъемной кромкой находится в контакте с внутренней поверхностью (40) цилиндра, а нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо (6) при установленном маслосъемном поршневом кольце (2) не находится в контакте с внутренней поверхностью (40) цилиндра.

3. Кольцо (2) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что верхнее маслосъемное кольцо (4) и нижнее дискообразное стабилизирующее кольцо (6) имеют одинаковую толщину (22, 24) в радиальном направлении.

4. Кольцо (2) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что толщина (22) верхнего маслосъемного кольца (4) в радиальном направлении меньше, чем толщина (24) нижнего дискообразного стабилизирующего кольца (6).

5. Кольцо (2) по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что осевая толщина (26) верхнего маслосъемного кольца (4) точно равна осевой толщине (28) нижнего дискообразного стабилизирующего кольца.

6. Кольцо (2) по одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что осевая толщина (26) верхнего маслосъемного кольца (4) меньше, чем осевая толщина (28) нижнего стабилизирующего кольца (6).

7. Кольцо (2) по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что круговой экспандер (8) выполнен в виде плоской металлической ленты (30), гофрированной в осевом направлении.

8. Кольцо (2) по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что круговой экспандер (8) выполнен в виде плоской металлической ленты (32), гофрированной в радиальном направлении.

9. Кольцо (2) по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что экспандер (8) выполнен в виде прорезанной изгибной пружины (34).

10. Кольцо (2) по одному из пп. 1-9, отличающееся тем, что экспандер (8) дополнительно снабжен стабилизирующей проволокой (38), которая проходит через отверстия (36) в боковых сторонах волнообразных элементов гофрированной металлической ленты.

11. Кольцо (2) по одному из пп. 1-10, отличающееся тем, что выступы (10) образованы в виде лапок на экспандере (8).

12. Кольцо (2) по одному из пп. 1-11, отличающееся тем, что предусмотрены центрирующие выступы (52), при помощи которых предусмотрена возможность центрирования экспандера (8), круговой гофрированной плоской металлической ленты и/или стабилизирующего кольца (6) в канавке (44) для поршневого кольца относительно дна (48) канавки.

13. Кольцо (2) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что предусмотрена стыковая область стабилизирующего кольца (6) с соединительными элементами, которые позволяют замыкать стык стабилизирующего кольца (6).

14. Кольцо (2) по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что стабилизирующее кольцо (6) предварительно напряжено во внутреннем направлении.