Поршень для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02F3/00 F16J1/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано в поршнях двигателей внутреннего сгорания.

По основному авт. св. № 987142 известен поршень для двигателя внутреннего егорания, содержаш,ий корпус, снабженный канавками с установленными в них компрессионным и маслосъемным кольцами, причем в канавке маслосъемного кольца выполнены дренажные отверстия с выходом на внутреннюю поверхность поршня, причем на внутренней поверхности поршня в зоне дренажных отверстий выполнена кольцевая канавка, и в последней установлено с возможностью перемешения вдоль оси пори1Ня подпружиненное разрезное кольцо, перекрьшаюшее дренажные отверстия 1. Недостатком конструкции порц1Ня является то, что во время работы двигателя в недостаточной мере осуществляется отвод смазочного масла по дренажньш отверстиям, что ведет к перерасходу смазочного масла двигателем внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение надежности путем повышения эффективности отвода смазочного масла. Поставленная цель достигается за счет того, что в nopuiHe для двигателя внутреннего сгорания кольцевая канавка снабжена дополнительным разрезным кольцом с радиальными отверстиями, сопряженным с подпружиненным кольцом и образующим с ним и корпусом ПОРЦ1НЯ две замкнутые кольцевые полости, сообщенные через радиальные отверстия дополнительного кольца с внутренней полостью . Кроме того, радиальные отверстия дополнительного кольца выполнены дросселирующими. Причем радиальные отверстия дополнительного кольца могут быть снабжены обратными клапанами. На фиг. 1 показан nopuieHb,. продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1; на фиг. 4 - узел II на фиг. 2. Поршень содержит днище 1, головку 2, юбку 3, поршневые канавки 4 и 5 с соответственно компрессионным 6 и маслосъемным 7 кольцами, уплотняющими сопряженный с поршнем цилиндр 8. В канавке 5 выполнены дренажные отверстия 9 для отвода из них масла на внутреннюю поверхность поршня, на которой в зоне дренажных отверстий 9 выполнена кольцевая канавка 10. В кольцевой канавке 10 уст,ановлены подпружиненное пружинами 11 разрезное кольцо 12 и дополнительное разрезное кольцо 13. В дополнительном разрезном кольце 13 выполнены отверстия 14. В отверстиях 14 установлены обратные клапаны 15. Подпружиненное 12 и дополнительное 13 разрезные кольца удерживаются на месте кольцевьш стопором 16.

При запуске двигателя поршень совершает возвратно-поступательное перемешение со средней скоростью, определяемой пусковой частотой вращения вала двигателя. Разрезное подпружиненное кольцо 12 в этом случае удерживается на месте за счет сил трения между ним и поршнем. Удаляемое со стенок цилиндра смазочное масло скапливается в дренажных отверстиях 9, имеюш,их достаточный объем для этой цели ввиду кратковременности запуска двигателя. После запуска двигателя возрастают обороты коленчатого вала, а с ним и силы инерции, действуюш.ие на кольцо 12. Это приводит к тому, что кольцо 12, преодолевая силы трения между ним и поршнем и усилие сжатия пружины 11, начинает совершать колебательное движение около дренажных отверстий 9, а именно вверх, в направлении днища 1 при действии сил инерции примерно на половине хода поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке, и вниз, в направлении от дниша 1 при дальнейшем движении поршня к ниж: ней мертвой точке,т.е. в соответствии с законом ускорения поршня. При перемещении кольца 12 относительно дренажных отверстий 9 последние открываются и сообщают подпоршневую полость с канавкой 5 под .маслосъемное кольцо 7, что обеспечивает удаление смазочного масла со стенок цилиндра. При перемещении кольца 12 вверх и открь1тии дренажных отверстий 9 в кольцевой полости, расположенной выше кольца 12, давление повышается и смазочное масло, попавшее в кольцевую полость, принудительно удаляется из отверстия 14 в подпорглневую полость (либо непосредственно через отверстия 14, либо через отверстия 14 и обратный клапан 15). В то же время в кольцевой полости, находящейся Ниже кольца 12, давление понижается вследствие увеличения объема кольцевой полости (наличие отверстий 14 мало компенсирует уменьщение давления вследствие наличия эффекта дрр сселирования, либо совсем не компенсирует вследствие наличия обратного клапана 15, перекрьшающего отверстие 14 в месте соединения кольцевой полости, находящейся ниже кольцд J2, с подпорщневой полостью). Понижение давления приводит к тому, что смазочйое масло из дренажных отверстий 9 быстрее и в большем объеме поступает в кольцевую полость. Находящуюся ниже кольца 12. При перемещении кольца 12 вниз и открь1тии дренажных отверстий 9 в кольцевой полости, расположенной ниже кольца 12, давление повышается вследствие уменьшения объема полости (наличие отверстий 14 мало компенсирует увеличение давления вследствие эффекта дросселирования). В этом случае смазочное масло принудительно удаляется через отверстия 14 в подпоршневую полость (либо непосредственйо через отверстия 14, либо через отверстия 14 и обратный клапан 15). В это же время в коль-цевой полости, находящейся выше кольца 12, давление понижается вследствие увеличения объема кольцевой полости (наличие отверстий 14 мало компенсирует уменьшение давления вследствие наличия эффекта дросселирования, либо совсем не компенсирует вследствие наличия обратного клапана 15, перекрывающего отверстие 14 в месте соединения кольцевой полости, находящейся выше кольца 12, с подпорц1Невой полостью). Отверстия 14 находятся в нижней части кольцевых полостей, расположенных выше и ниже кольца 12, что способствует более эффективному отводу смазочного масла.

Наибольшую скорость перемещения кольца 12 имеет при перекрь1тии им дренажных отверстий 9, т.е. в среднем положении относительно канавки 10, что обеспечивает практически постоянное сообщение канавки 5 под маслосъемное кольцо 7 с кольцевыми полостями,.находящимися выше или ниже кольца 12 и имеющими пониженное значение давления в них. Это обеспечивает постоянное принудительное перемещение газовой среды или газожидкостной среды в дренажных отверстиях 9 в направлении от стенок цилиндра 8, увлекающей за собой смазочное масло в кольцевые полости выше и ниже кольца 12 и далее, в подпоршневую полость.

Наличие принудительного перемещения газовой или газожидкостной среды в дренаж ных отверстиях порц1Ня от стенок цилиндра к поршневой полости приводит к принудительному перемещению смазочного масла от стенок цилиндра в подпорщневую полость. Уменьщается время соприкоснования смазочного масла с деталями двигателя, имеющими более высокие температуры, и следовательно, уменьшается испаряемость смазочного масла, его расход, уменьщается отрицательное влияние насосного действия поршневых колец. Все это приводит к повышению эффективности отвода смазочного масла по дренажным отверстиям поршня.

1. ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ по авт. св. № 987142, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности путети повышения эффективности отвода смазочного масла, кольцевая канавка снабжена дополнительным разрезным кольцом с радиальными отверстиями, сопряженным с подпружиненным кольцом и образующим с ним и корпусом поршйя две замкнутые кольцевые полости, сообш,ейные через радиальные отверстия дополнительного кольца с внутренней полостью . 2.Поршень по п. 1, отличающийся тем, что, радиальные отверстия дополнительного кольца выполнены дросселирующими. 3.nopuieHb по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что радиальные отверстия дополнительного кольца снабжены обратными клапанами. сл СП ю

Cpvi.3

/J /- /

Фг/г.4