Поршневое составное кольцо Советский патент 1989 года по МПК F16J9/06 

со to

ю

О)

Фиг.1

10

Изобретет(е относится к уплотни- тельиой TexmiKp и может быть использовано в качестве компрессионных и маслосъемных колец, устанавливаемых на поршнях двигателей и компрессоров.

Цель изобретения - повьгашние герметизирующих и маслосъемных свойств кольца за счет выступов кольцевых элементов кольца, взаимодействующих по наклонным поверхностям под действием расширителей.

На фиг. 1 изображено кольцо, вид с наружной стороны; на фиг. 2 - узел поршня с кольцом, разрез.

Поршневое составное кольцо состоит из верхнего 1 и нижнего 2 кольцевых элементов и упругих расширителей 3, например пружин сжатия. Каждый из кольцевых элементов 1 и 2 имеет плос .кую поверхность 4 и равномерно рас- ,положенные по окружности фигурные выступы 5 и 6, каждый из которых имеет торец 7, 8 (вертикальная плоскость) и наклонную к торцу кольцевого элемента 1 или 2 поверхность 9, 10. Упругие распшрители 3 устанавливаются между торцами 7 и 8 соседних фигурньк выступов 5 и 6 верхнего 1 и нижнего 2 кольцевых элементов. Кольцевые элементы 1 и 2 обращены друг к другу выступами 5 и 6, которые контактируют между собой наклонными поверхностями 9 и 10. Количество фигурных выступов 5 кольцевого элемента 1 должно соответствовать количеству фигурных выступов 6 другого кольцевого элемента 2, при этом их число, исходя из устойчивости их в собранном виде, должно быть не меньше трех.

Упругие расширители 3 могут быть выполнены в виде пластинчатых пружин сжатия или пружин сжатия цилиндрической или овальной формы сечения, а также могут быть размешены в пазах, выполненных на торцах 7 и 8 выступов.

Собранное и неустановленное в поршневую канавку 11 кольцо должно иметь высоту несколько большую, чем высота канавки 11 поршня 12.

Чтобы установить поршневое кольцо в канавку 11, необходимо сжать расширители 3, поворачивая верхний 1 и нижний 2 кольцевые элементы вокруг своей оси торцами 7 и 8 выступов 5 и 6 навстречу друг другу.

Собранное и установленное на свое рабочее место кольцо прижимается своими плоскими торцами 4 к поверхностям 13 и 14 поршневой канавки 11, а рабочей внешней цилиндрической стороной - к зеркалу цилиндра 15 кольцевыми поясками 16 и 17 (фиг.З), необходимыми для лучшего съема масла с зеркала цилиндра 15.

Чтобы обеспечить подвижность кольца в кольцевой канавке 11 (кольцо должно иметь.возможность поворачиваться вокруг своей оси и перемещать- ся в плоскости кольца), угол наклона поверхностей 9 и 10 выступов 5 и 6 должен быть больше угла трения, т.е. более 10 для материалов, используемых в производстве поршневых колец.

0

0

5

Если уклон делать 10 и меньше (углы, обеспечиваюш11е самоторможение, то кольцо может заклинить в канавке 1 1 . Если угол наклона делать большим, напри- i мер более 20°, то дпя удовлетворительной 5 работы кольца потребуются более жесткие расширители 3, так как сила Р, с которой кольцевые элементы прижимаются к поверхностям 13 канавки 11, определяется усилием Q, создаваемым расширителем 3 и углом наклона поверхностей 9 и 10.

При работе кольца расширители 3, расположенные между торцами 7 и 8 вы-- ступов 5 и 6 верхнего 1 и нижнего 2 кольцевък элементов, раздвигают их. При этом верхний 1 и нижний 2 кольцевые элементы поворачиваются в разные стороны вокруг своей оси относительно один другого. Угловое смещение верхнего кольцевого элемента 1 относительно нижнего элемента 2 преобразуется в поступательное движение их вдоль их оси в результате перемещения по наклонным поверхностям 9 и 10 выступов 5 и 6.Горизонтальное усилие расширителя преобразуется в вертикальную силу. Кольцевые элементы 1 и 2, раздвигаясь вдоль оси, прижимаются плоскими по- вepxнocтя и 4 к поверхностям 13 и 14 канавки 11, выбирая торцовый зазор между кольцом и поверхностями 13 канавки 11.

Конструкция кольца позволяет полностью исключить торцовый зазор меж0

5

0

55

ду кольцом и поверхностями канавки поршня, В случае возникновения зазора в процессе износа поверхностей он автоматически компенсируется пе

ремещением верхней части кольца относительно нижней усилием расширителей. При этом подвижность кольца в поршневой канавке не нарушается, кольцо может поворачиваться вокруг своей оси, а также смещаться в плоскости кольца на сколько позволяет глубина канавки.

Отсутствие торцовых зазоров при работе компрессионньк и маслосъемных колец улучшает компрессию за счет уменьшения прорыва газов между кольцами и поршнем, устраняется насосный эффект колец (перекачка масла в каме ру сгорания через зазоры между кольцом и поршнем), уменьшается износ торцов кольца и поверхностей канавки за счет устранения ударов кольца о канавку, снижается возможность проникновения продуктов износа между кольцом и стенками канавки, устраняется возможность возникновения осевой и продольной вибрации колец. Формула изобретения

1. Поршневое составное кольцо, содержащее верхний и нижний кольцевые

0

5

элементы с равномерно расположенным : выступами на обращенных одна к другой поверхностях и упругие расширители, отличающееся тем, что, с целью повьппения герметизирующих и маслосъемных свойств кольца, часть поверхности выступов кольцевых элементов выполнена наклонной к торцу кольцевого элемента по высоте последнего, при этом выступы расположены напротив друг друга с возможностью взаимодействия по наклонным поверхностям, а упругие расширители размещены мезвду торцами выступов верхнего и нижнего кольцевых элементов.

2.Кольцо по п. 1, отличающееся тем, что упругие расширители выполнены в виде пружин сжатия.

3.Кольцо по п. 1, отличающее с я тем, что на торцах выступов верхнего и (или) нижнего кольцевых элементов выполнены пазы для размещения упругих расширителей.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в качестве компрессионных и маслосъемных поршневых колец. Целью изобретения является повышение герметизирующих и маслосъемных свойств кольца за счет выступов кольцевых элементов кольца, взаимодействующих по наклонным поверхностям под действием расширителей. На верхнем 1 и нижнем 2 кольцевых элементах выполнены фигурные выступы 5, 6, равномерно расположенные по окружности и взаимодействующие друг с другом по наклонным поверхностям 9, 10. Между торцами 7, 8 выступов 5, 6 размещены расширители 3, которые могут быть расположены также в пазах, выполненных на торцах 7, 8 выступов. Конструкция кольца позволяет исключить торцовые зазоры между кольцом и поверхностями канавки поршня, а в случае их возникновения автоматически их компенсировать перемещением верхней части кольца относительно нижней усилием расширителей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.