Маслосъемное поршневое кольцо Советский патент 1992 года по МПК F02F5/00 F16J9/20 

5 S Шг.1

Изобретение относится к двигателест- роению, к конструкции поршневых кйлец

Известно поршневое кольцо, состоящее из двух пластинчатых маслосъемных сегментов и тенгенциального расширителя, который представляет собой волнистую пружину из стальной ленты, часть петель и гребни которой отогнуты радиально в сторону дна канавки поршня, образуя опорные площадки для сегментов. Вершины гребней, в свою очередь, отогнуты к торцам канавки, образуя упорные заплечики, передающие тангенциальные усилия сегментам.

Недостатками его являются осевые колебания сегментов из-за отсутствия жесткой опоры и наличия скруглений в местах изгиба гребней пружины расширителя, что приводит к уменьшению маслосрабатываю- щей способности поршневого кольца, а также к износу рабочих поверхностей сегментов и заплечиков. Ограниченное количество чередующихся упорных заплечиков в волнистой пружине обуславливает поджим маслосъемных сегментов не по всему периметру, в результате чего в ходе эксплуатации на рабочих поверхностях получается огранка, снижающая маслосъемную эффективность кольца.

Известно составное маслосъемное поршневое кольцо, содержащее два одинаковых кольцевых элемента, сочлененных между собой таким образом, что наклонные пересекающиеся лепестки (ветви) с полками образуют осевую опору для маслосъемных пластинчатых скребков смежного элемента. Поджим сочлененных элементов к стенке цилиндра осуществляется тангенциальным расширителем спирального.типа.

Однако такому поршневому кольцу присущи следующие недостатки. Не исключается возможность осевых колебаний масяосъемных пластинчатых скребков за счет суммарных зазоров между полками и зацепами и кольца в целом со стенками канавки поршня, что снижает долговечность кольца в результате быстрого истирания рабочих поясков кольцевых элементов и его маслосъемную эффективность. Ограничена степень автономности каждого кольцевого элемента, так как они поджимаются к стенке цилиндра общим расширителем, что также снижает маслосъемную способность кольца. Кроме того, поршневое кольцо характеризуется многоэлементностью и технологической сложностью изготовления кольцевых элементов, имеющих сложную конфигурацию.

Цель изобретения - повышение долговечности и маслосъемной эффективности поршневого кольца.

Поставленная цель достигается тем, что в маслосъемном поршневом кольце, содержащем два одинаковых сочлененных элемента из стальной ленты, наклонные осевые

ветви которых взаимно пересекаются, кольцевые элементы выполнены в виде волнообразных пружин с плоскими вершинами (полками), сочлененных при помощи просечек на осевых наклонных ветвях в единую

0 кольцевую деталь с радиально расположенными ребрами ленты, которые по наружному периметру образуют рабочие маслосъемные поверхности (пояски).

В результате этого, сочлененное порш5 невое кольцо приобретает пружинную тангенциальную упругость и осевую устойчивость и все горизонтальные и наклонные грани (ребра) по наружному периметру кольцевых элементов являются маслосъемными рабо0 чими поверхностями

На фиг. 1 изображено поперечное сечение гильзо-поршневого узла с маслосъем- ным кольцом, помещенным в канавку поршня; на фиг. 2 - фрагментчасти маслосъ5 емного поршневого кольца в изометрии.

Поршневое кольцо состоит из двух одинаковых кольцевых элементов 1 волнообразного типа с плоскими вершинами (полками 2) и соединяющими их наклонными осевыми

0 ветвями 3, выполненных из стальной ленты.

По центру наклонных осевых ветвей 3 на

глубину половины их радиальной толщины

выполнены просечки 4 на одном кольцевом

элементе с наружной стороны, а на другом

5 - с внутренней.

Кольцевые элементы 1 сочленены между собой таким образом, что целые участки наклонных осевых ветвей каждого из них входят в просечки с единым наружным и

0 внутренним диаметрами.

Наружные ребра 5 полок 2 и наклонных ветвей 3 образуют при этом рабочие маслосъемные поверхности (пояски), а промежутки 6 между ними образуют окна для

5 отвода масла.

Сборка и установка кольца производится следующим образом.

Двухэлементное поршневое кольцо в сочлененном виде устанавливается в канав0 ке 7 поршня 8.

При вводе поршня 8 в цилиндр 9 кольцо обжимается за счет иэгибных деформаций волнообразных пружин 1, в результате чего создаются тангенциальные усилия поджима

5 рабочих поверхностей (поясков) 5 к стенке цилиндра 9.

Особенность конструкции сдвоенной волнистой пружины одновременно обеспечивает плотный поджим горизонтальный полок 2 к стенкам 10 канавки 7 поршня 8.

В ходе возвратно-поступательного движения поршня 8 наружные ребра 5 полок 2 и наклонных осевых ветвей 3 под воздействием собственных тангенциальных усилий двухэлементного кольца постоянно поджи- маются к стенке цилиндра 9, обеспечивая быструю приработку рабочих поясков 5 и высокую маслосъемную эффективность.

При этом в ходе перекладки поршня, когда кольцо в результате наклона поршня принимает эллиптическую форму, также обеспечивается высокая маслосъемная эффективность, так как каждый из элементов кольца обладает большой степенью автономности.

Отснятое со стенки цилиндра 9 масло свободно отводится через промежутки б в кольце и маслоотводные окна 11 в картер двигателя.

Таким образом, применение маслось- емного поршневого кольца предлагаемой конструкции создает следующие преимущества. Увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с известными конструкциями поршневых колец общая рабочая поверх- ность маслосьемных поясков, что повышает его долговечность и маслосъемную эффективность. Исключается необходимость применения расширителя, так как мэслосъемные элементы сами создают тан- генциальные пружинные усилия, что снижает количество составных деталей кольца, обеспечивается автономность работы каждого элемента, что повышает маслосъемную эффективность кольца. Особенность конст- рукции сочлененных волнистых пружин обеспечивает плотный поджим горизон

9

тальных полок кольца к стенкам канавки поршня, что создает высокую его осевую устойчивость в ходе возвратно-поступательного движения поршня. Кроме того, обеспечивается простота и высокая технологичность изготовления кольца, уменьшение количества элементов маслосъемного кольца до двух.

Особенности конструкции кольца, его высокие долговечность и маслосъемная эффективность позволяют снизить расход масла на угар в ДВС до 0,2% от расхода топлива (применение 6-7 тыс.тонн в год) только в отрасли тракторного двигателест- роения и обеспечивают большую долговечность и надежность работы.

Простая технология изготовления и уменьшения количества элементов в кольце снижает его стоимость на 30-35%.

Формула изобретения Маслосъемное поршневое кольцо, содержащее два одинаковых сочлененных элемента из стальной ленты, причем осевые ветви сочлененных элементов пересекаются, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности и эффективности, сочлененные элементы выполнены в виде волнообразных пружин с плоскими вершинами, причем на наклонных осевых ветвях одного из элементов выполнены вырезы со стороны его внешнего диаметра, а на наклонных осевых ветвях другого элемента - вырезы со стороны его внутреннего диаметра и осевые ветви сочлененных элементов контактируют с другой по поверхностям, образованным вырезами.

©иг

Использование: двигателестроение, конструкции поршневых колец. Целью изобретения является повышение долговечности и маслосъемной эффективности поршневого кольца. Сущность изобретения: предлагается поршневое кольцо, состоящее из двух одинаковых кольцевых элементов 1 волнообразного типа с плоскими вершинами (полками) 2 и соединяющими их наклонными осевыми ветвями 3. выполненных из стальной ленты. По центру наклонных осевых ветвей на глубину половины их радиальной толщины выполнены просечки 4 на одном кольцевом элементе с наружной стороны, а на другом - с внутренней. При помощи этих просечек кольцевые элементы сочленены между собой, образуя общую пружинную кольцевую деталь с единым наружным и внутренним диаметрами. Наружные ребра 5 полок 2 и наклонных ветвей 3 образуют при этом рабочие маслосъемные поверхности (пояски), а промежутки 6 между ними образуют окна для отвода масла. Сочлененное поршневое кольцо приобретает пружинную тангенциальную упругость и осевую остойчивость, а все горизонтальные и наклонные грани (ребра) по наружному периметру кольцевых элементов являются маслосъемными рабочими поверхностями. 2 ил. ё