Поршень Советский патент 1988 года по МПК F02F3/00 F16J1/00 

J

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннег ) сгорания, гидравлических и компрессорных машинах.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения герметичности и самовосстановление уплотнения в процессе работы.

На фиг.1 показан поршень, разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.; на фиг.З - аксонометрическая проекция поршня.

Поршень содержит юбку 1, головку 2, вьтолненную в виде трехосного эллипсоида, сопряженного в исходном положении с зеркалом цилиндра 3 и установленного относительно цилиндра с наклоном по двум главным осям ОА и ОВ, образующим соответственно углы oi и ft с плоскостью ХОУ, пересекающей центр эллипсоида перпендикулярно оси цилиндра 3, карданный шарнир 4 (шарнир Гука) с двумя вэаимно перпендикулярными осями, одна из которых сое- динена с гехловкой 2 и совпадает с центральной осью ОА, вторая ось карданного шарнира 4 соединена с юбкой 1 и лежит в плоскости ХОУ, перпендикулярной оси цилиндра, пересекающей ось (центр) эллипсоида.

Поршень снабжен пружинами 5 и 6, связывающими головку 2 с юбкой 1 и установленными с эксцентриситетом относительно центра эллипсоида, соот- ветственно в двух главных его плоскостях АОС и вое.

Поршень работает следующим образом.

Поворотом головки 2 вокруг осей карданного шарнира 4 в двух плоскосг тях обеспечивается самоустановка поверхности эллипсоида относительно внутренней поверхности цилиндра 3 и их сопряжение по замкнутой контактной линии. Уровень контактных давлений в сопряжении и необходимое усилие по повороту эллипса обеспечивается двумя моментами, обусловленными воздействием пружин 5 и 6, установленных с эксцентриситетом относительно центра эллипсоида. Компенсация износа эллипсоида по контактной линии обесQ

5 0 5 0

5

0 j

0

печивается его гороротом вокруг результирующей оси, равной векторной сумме двух векторов угловых поворотов вокруг осей карданного шарнира 4. При этом компенсация износа участков контактной линии сопряжения эллипсоида, расположенных вне результирующей оси поворота, происходит по мере поворота эллипсоида вокруг этой оси. Лзнос поверхностей контактной линии эллипсоида, лежащих на результирующей, оси поворота, компенсируется заменой изношенных сечений новыми благодаря относительному скольжению центров поворота контактной линии по поверхности эллипсоида ввиду относительного поворота по отношению к главным осям эллипсоида.

Таким образом такое выполнение поршня обеспечивает прижатие эллипсоида к поверхности цилиндра по замкнутой контактной линии, чем и обеспечивается герметичность уплотнения и компенсация износа трущихся поверхностей без снижения герметичности.

Формула изобретения

Поршень, установленный в цилиндре, содержасщй головку и юбку, шар- нирно связанные между собой с возможностью перемещения друг относительно друга, причем головка установлена с наклоном по отношению к оси цилиндра, а между ней и юбкой размещен упругий элемент, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения герметичности, головка выполнена в виде трехосного эллипсоида,установленного относительно оси цилиндра с наклоном по двум главным осям, шарнир вьтолнен в виде шарнира Гука, одна ось которого связана с головкой поршня и соос- на одной из осей эллипсоида, а другая связана с юбкой и расположена в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра, проходящей через центр эллипсоида, причем упругий элемент образован по меньшей мере двумя пружинами, установленными с эксцентриситетом относительно центра эллипсоида в двух главных его плоскостях.

й/г J

Фиг. 2