Уплотнение газового стыка Советский патент 1985 года по МПК F02F11/00 F16J15/06 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания в качестве уплотнения газового стыка. Известно уплотнение газового стыка огневого днища головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащее плоскую прокладку и разрезное прокладочное кольцо из полимерного термостойкого материала, установленное между сопрягаемыми поверхностями днища головки и опорного бурта гильзы перед прокладкой на всей радиальной ширине огневого выетупа опорного бурта гильзы 1 . Однако при затяжке крепежных элементов головки фторопластовое прокладочное кольцо деформируется и выдавливается, в радиальном направлении в сторону рабочей поверхности гильзы, з-аполняя всю ширину огневого выступа бурта гильзы. Толтчина прокладочного кольца уменьшается до величины зазора между сопрягаемыми поверхностями, а радиальная ширина его увеличивается, заполняя вредньй объем между металлической окантовкой прокладки и рабочей поверхностью гильзы, в том числе в зоне огневого выступа опорного бурта гильзы, способствуя лучшему использованию воздуха в процессе сгорания, что приводит к снижению удельного расхода топ лива. Кроме того, не обеспечивается требуемая долговечность уплотнения, так как при затяжке элементов крепления головки цилиндров возникают большие удельные давления на металли чеекую окантовку цилиндрового отверстия прокладки головки цилиндров и на элементы фторопластового кольца служалще для его закрепления на металлической окантовке. Эти нагрузки вызьшают излом металлической окантов ки и отрьт крепежных элементов фторо пластового кольца, что делает невозможнь1м многократное использование уплотнения при ремонте и переборках двигателя. Сложный прсфиль фторопластового кольца требует специального оборудования, дополнительной трудоемкости при изготовлении и определяет,, повышенный расход материала, более половины которого теряется при механической обработке. Цель изобретения - увеличение долговечности уплотнения и уменьшение расхода полимерного термостойкого материала при обеспечении низкого расхода топлива.. Поставленная цель достигается тем, что в уплотнении газового стыка огневого днища головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащем плоскую прокладку и разрезное прокладочное кольцо из полимерного термостойкого материала, установленное между,сопряженными Поверхностями днища головки и опорного бурта гильзы перед прокладкой на всей радиальной ширине огневого выступа опорного бурта гильзы, одна из сопряженных поверхностей снабжена наклонной кольцевой канавкой, выполненной непосредственно за огневым выступом гильзы, ось которой образует острый угол с соответствующей сопряженной поверхностью, а прокладочное кольцо выполнено с отогнутым хвостовиком, размещенным в наклонной канавке соответствующей сопряженной поверхности, длина которой.составляет 1,0-2,5 ширины прокладочного кольца. , . Кроме того, наклонная кольцевая канавка выполнена в опорном бурте гильзы цилиндра или в днище головки.. Причем угол наклона кольцевой канавки относительно сопряженной поверхности еоставляет 30-89 . На фиг.1 изображено уплотнение газового стыка двигателя внутреннего сгорания с канавкой в опорном бурте гильзы после затяжки элементов крепления головки цилиндров; на фиг.2 -ТО же, до установки головки цилиндров, продольный разрез-, на фиг.З разрезное прокладочное кольцо из полимерного термостойкого материала в свободном состоянии на фиг.4 - уплотнение газового стыка двигателя внутреннего сгорания с канавкой в днище головки после затяжки элементов крепления головки цилиндров} на фиг.З то же, поперечный разрез. Уплотнение газового, стыка между сопрягаемыми поверхностями огневого днища 1, головки 2 и гильзы цилиндра 3 содержит прокладку 4, головки ци- линДров и разрезное прокогадочное , кольцо 5, вьшолненное с отогнутым хвостовиком 6, размещенным в наклонной канавке 7, которая в свою очередь выполнена в опорном бурте гильзы цилиндра 3, либо в днище 1 головки 2 непосредственно за огневым выступом 8 гильзы цилиндра 3. При этом уголоС наклона оси канавки 7 к соответствую щей сопрягаемой поверхности днища 1 или гильзы цилиндра 3 составляет , 30-89.. Кроме того, прокладочное кольцо 5 (фиг.2.и 5) в свободном состоянии может быть выполнено в виде усеченно го конуса с углом of., наклона образую щей к плоскости большего основания, равным углу ot наклона канавки. Толщина i прокладочного кольца 5 и длина- образующей его конической поверхности 6 определяются при максимальном зазоре А между сопрягаемыми поверхностями в собранном состояНИИ из условия заполнения вредного объема над огневым выступом 8 опорного бурта гильзы цилиндра 3. Прокладочное кольцо 5 своим большим основанием установлено в кольцевой канавке 7 с зазором по ее ширине, а глубина t| канавки 7 составляет 12,5 толщины i прокладочного кольц-а 5. , . Уплотнение газового стыка работает следующим образом. После установки головки 2 цилиндров и затяжки крепежных элементов прокладка 4.уплотняется, а разрезное прокладочное кольцо 5, установленное своим большим основанием в кольцевой канавке 7, завальцовывается на огневом выступе 8 и деформируется в направлении рабочей поверхности гильзы цилиндра 3,располагаясь по всей радиальной ширине огневого выступа. При этом обеспечивается надежное.уплотнение газового стыка, прокладка 4 головки цилиндров предохраняется от , воздействия высоких температур и дав лений и устраняется вредный объём над огневьм выступом 8. . Величина угла наклона боковых сте нок кольцевой канавки, равная углу .наклона образующей конической поверх ности прокладочного кольца и составляющая 30-89°, обеспечивает надежное закрепление разрезного прокладочного кольца в кольцевой канавке, качественную завальцовку его в направлении оси цилиндра на огневом выступе о.лорного бурта гильзы или на огневом днище головки и определена технологическими возможностями получения канавки известными методами механической обработки в условиях серийного и массового производства при сохранении прочности сопрягаемых пове;рхностей. Глубина кольцевой канавки, равная 1-2,5 толщины прокладочного кольца гарантирует надежное закрепление разрезного прокладочного кольца в процессе сборочных операций в канавке, качественную завальцовку его на огневом выступе или на огневом днище головки при затяжке головки цилиндров, При этом обеспечиваются самоуплотняющие свойства прокладочного кольца. При вьтолнении глубины кольцевой канавки менее толщины прокладочного кольца оно плохо удерживается в канавке при сборке уплотнения, а выполнение канавки глубиной более 2,5 толщины прокладочного кольца нецелесообразно, так как приводит к повышен-ному расходу полимерного материала прокладочного кольца и требует специального технологического оборудования для обработки кольцевой канавки. Закрепление разрезного фторопластового п.рркладочного кольца в форме полого усеченного конуса в кольцевой канавке с наклонными боковыми стенками позволяет устранить контакт прокладочного кольца с прокладкой головки цилиндра, вьфавнять удельные давления, действующие на прокладку и прокладочное кольцо, и обеспечить надежность всех элементов уплотнения При ремонте и переборках двигателя прокладочное кольцо надежно удерживается в кольцевой канавке, что гарантирует ремонтопригодную и долговечную работу уплотнения йри одновременном устранении вредного объема камеры сжатия. Уменьшается расход материала прокладочного кольца и упрощается его изготовление.

1.. УПЛОТНЕНИЕ. ГАЗОВОГО СТЫКА .огневого днища головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащее плоскую прокладку и разрезное прокладочное кольцо из полимерного термостойкого материала, установленное между сопряженными поверхностями днища головки и опорного бурта гильзы перед прокладкой на всей ра диальной ширине огневого выступа опорного бурта гильзы, о т л и ч а 10 щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности, одна из сопряженных поверхностей снабжена наклонной кольцевой канавкой,. выполненной непосредственно за огневым выступом гильзы, ось которой образует острый угол с соответствующей сопряженной поверхностью, а прокладочное кольцо вьшолнено с отогнутым хвостовиком, размещенным в наклонной канавке соответствующей сопряженной поверхности, длина которой составляет 1,02,5 ширины прокладочного кольца. 2.Уплотнение по п.1, от ли чающееся тем, что наклонная С кольцевая канавка выполнена в опорW ном бурте гильзы цилиндра. 3.Уплотнение по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что наклонная кольцевая канавка выполнена в днище головки. . I 4, Уплотнение по пп. 1-3, о т л ичающееся тем, что угол наклоО5 на кольцевой канавки относительно сопряженной поверхности составляет 30,89. . , / , : 00 а:

в 2

(Оиг.

Ц3иг:5