Поршневое компрессионное кольцо Советский патент 1992 года по МПК F02F5/00 

в-й.: «

Изобретение относится к -двигателе- строению, касается компрессионных поршневых колец и позволяет повысить долговечность и работоспособность, уменьшить расход масла на угар за счет обеспечения независимости эпюры распределения давления на зеркало цилиндра от степени износа рабочей поверхности. Компрессионное поршневое кольцо 1 для двигателя внутреннего сгорания выполнено с переменным поперечным сечением за счет выполнения рабочей поверхности 2 в виде выступа 4 переменной высоты, равной высоте кольца у замка и уменьшающейся равномерно с двух сторон от торцовых поверхностей 3 кольца до высоты 1/3 общей высоты кольца на противоположной стороне от замка, образовывая торцовые наклонные поверхности 5 переменной радиальной ширины. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

/

7

.J

V

00 О

1

Изобретение относится к двигателестрое- нию и касается компрессионных поршневых колец.

Известны конструкции поршневых колец с симметричным поперечным сечением, у которых эпюра радиального давления на стенку цилиндра является неравномерной за счет переменности площади поперечного сечения по периметру, создавая у замка максимальное давление, предотвращая тем самым вибрацию концов и их интенсивный износ.

Наиболее близким по технической сущности является поршневое компрессионное кольцо, содержащее рабочую поверхность, замок и торцовые поверхности, причем рабочая поверхность выполнена по периметру в виде выступа переменной высоты с торцовыми поверхностями, а максимальная высо-, та выступа равна осевой высоте кольца и плавно уменьшается с двух сторон от торцовых поверхностей.

Однако ресурс поршневого кольца ограничивается его износом, особенно износом концов около замка, где обычно радиальное давление достигает максимальное значение, а это значит, что известное кольцо под действием высоких давлений изнашивается неравномерно по периметру. Особенно резко увеличивается износ концов, что сокращает ресурс поршневого кольца, усиливается их вибрация, отрыв от зеркала цилиндра, что в конечном счете ухудшает работоспособность и технико-экономические показатели работающего двигателя.

Кроме того, при движении поршня к ВМТ валик масла, которое образовывается перед поршневым кольцом, полностью сгорает, увеличивая потери масла на угар.

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение расхода масла на угар поршневого кольца путем обеспечения одинакового напряжения взаимодействующих поверхностей поршневого кольца и гильзы цилиндра независимо от степени износа рабочей поверхности поршневого кольца.

Поставленная цель достигается тем, что поперечное сечение поршневого кольца выполнено переменным за счет выполнения рабочей поверхности по периметру в виде выступа переменной высоты, максимальной в зоне замка и уменьшающаяся плавно с двух сторон от торцовых поверхностей кольца равномерно до минимальной, равной 1/3 максимальной и расположенной на противоположной стороне от замка в зоне спинки, причем радиальная ширина торцовых поверхностей выступа увеличивается плавно с обеих сторон кольца в направлении от замка к спинке.

Наличие наклонных торцовых поверхностей, расширяющихся к спинке кольца, способствует уменьшению расхода масла на угар, так как масло, которое собирается перед кольцом, под действием сил инерции отводится по наклонным поверхностям к

5

более узкому контакту в зоне спинки, обеспечивая постоянно смазкой этот участок работы поверхности кольца. Излишки масла могут быть отведены в картер двигателя

с этого места через выполненные в зоне спинки радиальные дренажные отверстия.

Кроме того, силы давления газов, воздействуя на наклонные торцовые поверхности выступа, создают окружную состав0 ляющую, которая, действуя на кольцо, заставляет его принудительно перемещаться в окружном направлении, уменьшая возможность залегания кольца в канавке поршня, тем самым увеличивая его долговечность и работоспособность.

На фиг. 1 показано предлагаемое кольцо, поперечное сечение; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - кольцо, рабо.чее положение в канавке поршня; на фиг. 4 - развертка наружной поверхности кольца; на фиг. 5 -

0 выполнение дренажных отверстий в зоне минимальной высоты кольца и направление течения масла при движении поршня к ВМТ. Поршневое кольцо 1 (фиг. 1) содержит рабочую поверхность 2, торцовые поверхности 3, выступ 4, выполненный с переменной высотой, равной высоте кольца у замка, и плавно уменьшающийся до высоты 1/3 от максимальной в зоне спинки, наклонные и торцовые поверхности 5, замок 6 и дренажные радиальные отверстия 7, выполнен0 ные в зоне минимальной высоты в зоне спинки выступа 4.

Поршневое кольцо 1 устанавливается в канавке поршня 8 (фиг. 3) и контактирует с зеркалом цилиндра 9 по всей осевой высоте у замка, на участке длиной примерно 1/20-

5 1/25 длины окружности, в зависимости от формы эпюры распределения давления. На остальную длину-окружности контакт с гильзой осуществляется по переменной высоте до минимальной, равной 1/3 максимальной,

0 на противоположной стороне от замка. При таком контакте обеспечивается неизменность эпюры распределения давления на зеркало цилиндра от степени износа рабочей поверхности кольца за счет выполненного выступа , переменной высоты. Наличие на5 клонных торцовых поверхностей 5 (фиг. 3) способствует уменьшению расхода масла на угар за счет отвода его излишек по наклонным поверхностям к участку трения с меньшей площадкой контакта, обеспечивая смазкой и улучшая условия работы этого

0 участка. Излишки масла отводятся в картер двигателя через выполненные в зоне спинки кольца радиальные дренажные отверстия (фиг. 5).

В процессе работы силы давления газов, 5 воздействуя на наклонные торцовые поверхности (фиг. 3), создают окружную составляющую и, действуя на кольцо, заставляют .его принудительно перемещаться в окружном направлении, уменьшая возможность

его залегания в канавке поршня, тем самым увеличивая его работоспособностью надежность работы.

При таком конструктивном выполнении кольца обеспечивается умеренная интенсивность изнашивания по всей длине окружности без изменения первоначальной эпюры распределения давления, что обеспечивает надежную герметизацию надпоршневого пространства на больший срок эксплуатации увеличивается надежность, независимо от степени износа рабочей поверхности кольца. Предлагаемое техническое решение по отношению к известному является более эффективным.

Формула изобретения

поверхность выполнена по периметру в виде выступа переменной высоты с торцовыми поверхностями, а максимальная высота выступа равна осевой высоте кольца и плавно

уменьшается с двух сторон от торцовых поверхностей кольца, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения расхода масла на угар путем обеспечения одинакового напряжения поверхностей

Q трения кольца независимо от степени его износа, максимальная высота выступа расположена в зоне замка, а минимальная, равная 1/3 максимальной, расположена на противоположной стороне от замка в зоне спинки, причем радиальная ширина торцовых поверхностей выступа плавно увеличивается с обеих сторон кольца в направлении от замка к спинке.

Вид А

Риг,2

fc.j

4 5 5 5 3 /

Ш1А

Направление движения поршня

8

4 5 5 III

7/7