Расширитель поршневого кольца Советский патент 1992 года по МПК F02F5/00 F16J9/06 

Изобретение относится к двигателест- роению, к конструкции поршневого кольца с расширителем.

Известно поршневое кольцо, состоящее из двух малосъемных элементов и расширителя из эластичного материала.

Недостатками его являются:

поршневое кольцо с монолитными расширителями можег быть использовано только в компрессионном варианте, так как полимерный расширитель вформе цельного кольца одновременно является и уплотни- тельным элементом, перекрывает пути для отвода снятого со стенки цилиндра масла;

применение расширителя из эластичных полимерных материалов в зоне работы компрессионных колец вызывает изменение физических свойств материала из-за вы- соких температур и, следовательно, падение упругих свойств расширителя.

Известен расширитель маслосъемного кольца, изготовленный из стальной ленты с вмонтированными в него эластичными (полимерными) башмаками.

Однако такому расширителю также присущи недостатки:

наличие шести эластичных башмаков перекрывает живое (свободное) сечение расширителя более, чем на 50%, а с учетом

суммарного сечения петель стальной ленты расширителя это составит до 70%, что снижает маслосъемную эффективность порш- незоРо кольца;

недолговечность и непостоянство эластичных свойств башмаков (в результате быстрого старения полимерного материала) снижает со временем маслосъемную способность кольца в целом.

Цель изобретения - повышение мас- лосъемной эффективности и долговечности расширителя поршневого кольца.

Поставленная цель достигается тем что расширитель пор шневого кольца выполнен в виде кольцевого пакета из стальной проволочной путанки или сетки из растянутых проволочных спиралей с заданными пористостью, геометрией се зния и амортизационными свойствами

Такая конструкция позволяет изготавливать объемно-упругие расширители с высокими демпферно-амортизацио.нными свойствами, мало подверженные температурному воздействию. При этом в отличие от существующих, предлагаемая конструкция расширителя производит многоупорное воздействие по всему периметру внутренней поверхности маслосъемных элементов. Одновременно обеспечивается высокая

С

степень проходного сечения для масла (70% и более).

На фиг. 1 показано поперечное сечение составного двухскребкового маслосъемно- го кольца с расширителем в виде кольцевого пакета из проволочно-спиральной сетки; на фиг. 2 - поперечное сечение составного маслосъемного кольца из пластинчатых сегментов и расширителя в виде кольцевого пакета из стальной проволочной путанки; на фиг. 3 - фрагмент части составного мас- лосъемиого кольца с предлагаемым расширителем в изометрии.

Маслосъемное кольцо состоит, например, из двух маслосъемных элементов (фиг. 1) и расширителя (фиг. 1, 2).

Предлагаемый расширитель выполнен в виде разрезного кольцевого пакета методом формовки и термообработки в кольцевой матрице, после чего он сохраняет заданные пористость, геометрическую форму и демпферно-амортизационные свойства.

Сборка мзслосьемного кольца с расширителем прозводится следующим образом. В канавку поршня 3 первым устанавливается расширитель 2, после чего устанавливаются нижние и верхние кольцевые элементы 1

При вводе поршня 3 в цилиндр 4 мас- лосьемные элементы 1 обжимаются по периметру до величины теплового зазора в замках, которые, в свою очередь, сжимают проволочно-пружинящие витки (петли) расширителя 2и за счет их изгибных деформаций создаются усилия поджима элементов 1 к стенке цилиндра 4,

В ходе работы двигателя, при движении поршня 3 вниз, маслосъемные элементы 1 под воздействием поджимных усилий.расширителя 2 снимают со стенки цилиндра 4 масло. При этом отснятое верхним маслосъ- емным элементом масло проходит через поры (ячейки) расширителя 2 и далее через маслоотводные окна 5 в поршне 3 сбрасывается в картер двигателя. Отснятое нижним маслосъемным элементом масло проходит прямо в маслоотводные окна 5 поршня 3

Особенность работы расширителя заключается в том, что витки (петли расширителя самостоятельно воздействуют на внутреннюю поверхность маслосъемного элемента, в результате чего обеспечивается автономность их поджима к стенке цилиндра, в том числе и при перекладке поршня.

Таким образом применение расширителя поршневого кольца предлагаемой конструкции создает следующие преимущества:

увеличивается, не менее чем в 3-4 раза количество точек контакта расширителя с каждым маслосъемным элементом, что обеспечивает их быструю приработку и более равномерный поджим рабочих поверхностей к стенке цилиндра, а также уменьшает износ расширителя и маслосъемных элементов в точках контакта;

увеличенное общее проходное (живое)

0 сечение не менее 70% пористости расширителя обеспечивает беспрепятственный проход масла к маслоотводным окнам;

широкая возможность изготовления форм геометрического сечения с одновре5 менным регулированием амортизационных свойств позволяет использовать его для всех типов поршневых колец, в том числе для замены существующих расширителей в двигателях внутреннего сгорания;

0 упругость расширителя обеспечивается тем, что применяемый объемный материал из проволоки пружинных марок стали в ходе формообразования образует множество пружинных витков (петель), изгибные де5 формации которых создают амортизационный эффект для поджима маслосъемных элементов к стенке цилиндра.

К достоинствам предлагаемого изобретения следует также отнести высокую техно0 логичность изготовления расширителя поршневого кольца, предельную простоту установки и возможность автоматизации сборки.

Особенность конструкции: высокая сте5 пень работоспособности и долговечности расширителя поршневого кольца позволяет снизить расход масла на угар в двигателях внутреннего сгорания на менее чем на 0,15-0,2% от расхода топлива (примерно 60 7 тысяч тонн в год только в отрасли тракторного двигателестроения), повысить на 30% долговечность и надежность его работы.

Простая технология изготовления снижает стоимость поршневого кольца на 305 40%.

Формула изобретения 1. Расширитель поршневого кольца для двигателя внутреннего сгорания, представляющий собой эластичный кольцевой эле0 мент с объемной упругостью, отличающийся тем, что, с целью повышения маслосьем- ной эффективности и долговечности, он выполнен из пористого материала на металлической основе.

5 2. Расширитель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве металлической основы служит стальная путанка.

3. Расширитель поп.1, отличающийся тем, что в качестве металлической основы служит стальная сетка.

риг1

фиг 2

Сущность изобретения: расширитель выполнен из пористого материала на металлической основе - стальной путанке или сетке. Это позволяет повысить малосъемную эффективность и долговечность уплотнения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

фиг.З