Поршневое уплотнение Советский патент 1985 года по МПК F16J9/00 F02F5/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции поршневых колец, и может быть использовано в двигателе- и компрессоростроении.

Известны слабоконусные поршневые кольца с углом конуса от 15- до 2°, что обеспечивает повышенные маслосъемные свойства колец 1.

Однако маслосъемные функции их постоянны в течение всего хода поршня к нижнему положению, даже в тех положениях, где эти функции должны быть снижены из-за недостатка масла (верхняя часть поверхности цилиндровой втулки). Кроме того, из-за прилегания колец к цилиндровым втулкам только по кромке, а не по поверхности, ухудшается теплботвод от поршня Б верхнем его положении к цилиндровой втулке.

Известно также поршневое уплотнение, содержащее расположенные в канавке поршня основное компрессорное и вспомогательные кольца 2.

Недостатком известного уплотнения являются невысокие маслосъемные свойства основного кольца. При, движении поршня к нижней мертвой точке в результате возникновения гидродинамического давления в объеме масла под нижней кромкой кольца возможно отжатие последнего от поверх ности втулки цилиндра. Величина возникшего зазора во многом определяет количество масла, пропускаемого поршневым кольцом в камеру сгорания.

Цель изобретения - повышение экономичности двигателя за счет снижения рас-, хода масла на угар.

Указанная цель достигается тем, что в поршневом уплотнении, содержашем основное компрессионное и вспомогательное кольца, установленные в канавке поршня, торцовая поверхность вспомогательного кольца со стороны основного кольца выполнена конической с вершиной, направленной к оси поршня, и углом при основании конуса в пределах 0,5-15°.

На фиг. 1 показано поршневое уплотнение в первой половине хода поршня от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ); на фиг. 2 - то же, во второй половине хода поршня от ВМТ к НМТ.

В канавке 1 поршня 2 установлено основное компрессионное 3 (со стороны камеры сгорания) и вспомогательное 4 кольца, кольца 3 и 4 контактируют между собой по линии, а практически по узкому пояску. Торцовая поверхность 5 кольца 4 выполнена конической с вершиной, направленной к оси поршня 2. Угол при основании

конуса (угол между поверхностью 5 и нижней плоскостью кольца 3) оС составляет 0,5-1,5°. Поршень 2 с кольцами 3 и 4 расположен во втулке 6 цилиндра.

Работа поршневого уплотнения заключается в следующем.

На первой половине хода поршня от ВМТ к НМТ, когда необходимо обеспечить интенсивный теплоотвод через кольцо во втулку и эффективное уплотнение камеры

сгорания от прорыва газов, кольцо 3 контактирует со втулкой 6 всей наружной цилиндрической поверхностью. Во второй половине хода скорость поршня уменьшается от максимального значения до нуля, и силы инерции массы кольца 3 упруго деформируют кольцо, которое занимает в канавке 1 поршня 2 положение, показанное на фиг. 2. Наружная цилиндрическая поверхность кольца 3 наклонена к образующей втулки цилиндра по углом , что обеспечивает повышение маслосъемных свойств кольца, уменьшение толцСины масляной пленки, формируемой на поверхности втулки цилиндра, и, в конечном счете, - снижение расхода масла на угар. При ходе поршня от НМТ и ВМТ кольцо 3 работает

5 обычным образом.

Угол dL выбирается из требования обеспечения маслораспределительных и теплоотводящих функций кольца, которое при ходе поршня вниз должно осуществлять съем излишков масла с поверхности втулки

0 и в то же время в начальной фазе хода поршня должно всплывать на набегающей пленке, а в верхней части втулки должно обеспечивать надежный контакт с ее поверхностью для отвода тепла и уплотнения.

Из опыта изготовления и применения «минутных колец угол о( должен быть не менее 0,5° и не более 1,5°. Кроме того, угловые деформации сечений колец от реально действуюших сил инерции от маео сы колец не превышают 1,5°.

Величина угла зависит от скоростного режима двигателя, массы кольца, жесткости кольца и других факторов, но максимальное значение не превышает значение угла оС при основании конуса. 5 Таким образом, поршневое уплотнение за счет выполнения на вспомогательном кольце опорлой конической поверхности осуществляет маслораспределительные и теплоотводящие функции в требуемые моменты работы двигателя.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении экономичности двигателя за счет снижения расхода масла, на угар.

ПОРШНЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее основное компрессионное и вспомогательное кольца, установленные в канавке поршня,- отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности двигателя за счет снижения расхода масла на угар, торцовая поверхность вспомогательного кольца со стороны основного кольца выполнена конической с вершиной, направленной к оси поршня, и углом при основании конуса в пределах 0,5-1,5°. (Л СА:) сд со оо