Тангенциальный расширитель для поршневого кольца Советский патент 1992 года по МПК F02F5/00 F16J9/06 

Изобретение относится к двигателест- роению и касается конструкций поршневых колец.

Известен тангенциальный расширитель, выполненный в виде проволочной спи- ральной пружины круглого сечения сочлененной в кольцо штифтом.

Недостатками такого расширителя являются нерегулируемый поджим по всему периметру поршневого кольца без учета его эпюры радиальных давлений; невозможность применения таких расширигелей в кольцах малого диаметра, из-за низких поджимных характеристик пружин соответствующего сечения; каждый виток пружины в процессе работы двигателя вырабатывает на дне внутренней канавки кольца гнездо, что вспоследствии препятствует сжатию и разжатию пружины; невозможность применения по этой же причине в кольцах из полимерных материалов.

Известен также тангенциальный расширитель с дифференцированными усилиями поджима в виде проволочной спиральной пружины круглого сечения с со- шлифоеанной наружной поверхностью и переменным шагом навивки.

Однако этому расширителю присущи следующие недостатки: его невозможно применять для колец малого диаметра из-за необходимости применения проволоки малого сечения, тем более, что часть сечения ее сошлифовывается; необходимо специальное приспособление для фиксирования положения расширителя относительно кольца - в противном случае будет нарушена эпюра радиальных давлений кольца в целом; технологическая сложность и много- операционность изготовления такого расширителя.

Целью изобретения является снижение расхода масла на угар и повышение долговечности кольца преимущественно малого диаметра, за счет применения тангенциального расширителя, корректирующего и улучшающего необходимую эпюру радиальных давлений кольца.

Указанная цель достигается тем, что тангенциальный расширитель для поршневого кольца с дифференцированными усилиями поджима выполнен в виде кольцевого элемента из стальной проволоки, например круглого сечения и имеет насечки, расположенные в районе замка на наружном диаЁ

VI

О х|

СО

ю

метре, а в районе спинки - на внутреннем диаметре.

Такая конструкция тангенциального расширителя позволяет за счет нанесения насечек получить заданную форму (близкую к овальной), которая обеспечивает равномерные усилия поджима кольца в рабочем положении. При этом, изменением места, шага и глубины насечек обеспечивается необходимая эпюра радиальных давлений кольца.

На фиг. 1 показано сечение части поршневого кольца с предлагаемым тангенциальным расширителем в канавке поршня: на фиг.2 - тангенциальный расширитель с фрагментом поршневого кольца в изометрии.

Тангенциальный расширитель 1 изготавливается в виде кольцевого элемента из проволоки, например, круглого сечения из пружинных марок стали и установлен в канавке 2 на внутренней поверхности поршневого кольца 3.

На расширителе 1 выполнены насечки 4, расположенные в районе замка на наружном диаметре, а в районе спинки - на внутреннем диаметре, что в рабочем состоянии создает и корректирует поджимные усилия кольца 3, обеспечивая его равномерный контакт со стенкой цилиндра 5.

Насечки, выполненные на внутреннем диаметре 5 разжимают кольцевой элемент, а насечки, выполненные на наружном диаметре, - сжимают.

Для образования заданной упругости и эпюры радиальных давлений насечки могут быть выполнены разной глубины и выполняться с разным шагом.

Расширители могут изготавливаться, например, методом навивки спирали, с последующей ее разрезкой на отдельные кольцевые элементы.

Расширитель 1 и кольцо 2 взаимно устанавливаются в канавку поршня таким образом, что замок расширителя совпадает со спинкой кольца и наоборот, при этом наружные насечки на расширителе препятствуют его провороту относительно кольца.

При вводе поршня 6 в цилиндр 5 поршневое кольцо 3 обжимается до величины теплового зазора в замке и, в свою очередь, обжимает расширитель, который в результате этого, благодаря заданным параметрам упругости, равномерно прижимается кольцо 3 к стенке цилиндра 5.

В ходе работы двигателя расширитель, благодаря заданным свойствам, обеспечивает эффективный маслосъем в маслосъем- ном исполнении кольца, а в

компрессионном исполнении кольца снижает возможность прорыва газов.

Таким образом, применение тангенциального расширителя предлагаемой конструкции создает следующие преимущества:

обеспечивает постоянный и равномерный поджим рабочей поверхности кольца к стенке цилиндра, в том числе и при перекладке поршня;

создает возможность его применения в

кольцах малого диаметра и выполненных из полимерного материала, так как применение спиральных расширителей в них не приемлемо из-за невозможности создания необходимой упругости, либо из-за быстрого износа канавок под расширитель;

отпадает необходимость в фиксирующем элементе для постоянного фиксирования расширителя в канавке кольца, так как эти функции выполняются наружными насечками замка расширителя;

простота изготовления и установки его в канавке поршня (отсутствие соединительного штифта).

Особенность конструкции и дифференцированность усилий поджима кольца к стенке цилиндра позволяют снизить расход масла (для маслосъемного кольца) на 0,1- 0,15% от расхода топлива, а в компрессионном кольце снизить минимум на 1-1,5%

расход топлива, повысить долговечность на 30%.

Простая технология изготовления расширителя снижает его стоимость на 35- 40%.

Формула изобретения Тангенциальный расширитель для поршневого кольца, представляющий собой упругий элемент, выполненный из стальной

проволоки, например, круглого сечения, о т- личающийся тем, что, с целью снижения расхода масла на угар и повышения долговечности кольца преимущественно малого диаметра, он выполнен в виде цельного

кольцевого элемента, снабженного замком и насечками, причем в зоне замка насечки располагаются .на наружном диаметре, а в противоположной замку зоне - на внутреннем диаметре кольцевого элемента.

J г i

Сущность изобретения: тангенциальный расширитель. 1 выполнен в виде кольцевого элемента из проволоки, например, круглого сечения пружинных марок стали. На расширителе выполнены насечки 4, расположенные в районе замка на наружном диаметре, а в районе спинки - на внутреннем диаметре. В рабочем состоянии это создает и корректирует поджимные усилия кольца, обеспечивая его равномерный контакт со стенкой цилиндра 5. 2 ил.

фиг.1

Щцг.г