Поршень Советский патент 1992 года по МПК F16J1/18 F02F3/00 

фиг 1

Изобретение относится к машиностроению, в частности дЁигателестроению и предназначено для использования на двухтактных двигателях внутреннего сгорания.

Известное устройство содержит поршень, опоясанный двумя кольцевыми элементами идентичной формы, уплотняющими зазор между поршнем и гильзой цилиндра. При этом первый элемент, расположенный над пальцем (в сторону головки поршня), выполняет функции уплотиительного кольца, а второй элемент, расположенный так, что его часть выступает в отверстие поршневого пальца, кроме функции уплотнения зазора, служит защитой от соприкосновения пальца с зеркалом цилиндра..

Эта конструкция обладает рядом существенных недостатков: наличие отверстия в юбке -поршня исключает применение данного устройства в двигателях с двухтактным циклом; сложность изготовления кольцевых элементов, так как их форма представляет собой сочетание цилиндра с конусом малого угла на хвостовике, существенно отражается на экономике и производительности при серийном производстве; боковые, тангенциальные нагрузки шатунно-поршневой группы воспринимаются кольцевыми элементами, что сводит опорную боковую поверхность трения к малым величинам, т.е. возможно задирообразование из-за высоких удельных давлений на зеркало цилиндра; при смещающих поршневой палец боковых усилиях, например, при перекладке, возможен перекос ограничивающей части кольцевого элемента, что приводит к местному перераспределению эпюры давлений и возможны разрывы масляного клина.

В качестве прототипа выбрано устройство, поршень, корпус которого содержит поршневые и маслосъемные кольца и закрытые заглушками отверстия под поршневой палец, причем одна из канавок под маслосъемное кольцо выполнена в плоскости оси отверстия под поршневой палец и совпадает с аналогичной канавкой в заглушках.

Известная конструкция снижает расход масла, однако имеет ряд недостатков: канавка под маслосьемное кольцо выполнена в плоскости оси отверстий под поршневой палец, что существенно уменьшает длину последнего, а следовательно, из-за уменьшения контактной площади опоры растут удельные давления пары: поршневой палец - бобышки поршня; заглушки выполнены в видб Симметричных фигур относительно центральной плоскости, проходящей через ось поршневого пальца и расположенную там же канавку, что не дает однозначной

установки их на посадочные места; канавка под маслосъемное кольцо проходит через центральную, наиболее габаритную часть заглушки, что заставляет увеличить ее толщину и, как следствие, увеличивается (на удвоенную величину) масса поршня и др.

Цель изобретения - повышение надежности работы поршневой группы, что происходит за счет увеличения контактной

0 площади в парах трения: бобышки поршня - поршневой палец.

Указанная цель достигается увеличением длины поршневого пальца.

Кроме того, асимметрия расположения

5 канавок в теле заглушек дает однозначность ее расположения в посадочных местах бобышек поршня, что также положительно влияет на работоспособность поршневой группы, например после ремонтных опера0 ций.

Размещение канавок под кольца вне плоскости оси отверстия под поршневой палец дает возможность уточнить толщину заглушек, что снижает их металлоемкость и

5 положительно влияет на массу поршневой группы в целом. Это снижает инерционные нагрузки на силовые элементы, а следовательно, увеличивает надежность работы поршневой группы.

0 Возможность установки более чем одного кольца в теле заглушки положительно влияет на исключение перекосов заглушек при работе поршневой группы и, следовательно, обеспечивает надежность смазки

5 данной части поршня.

Положительным эффектом является и возможность утопить кольцо, проходящее сквозь тело заглушки. При этом боковые тангенциальные усилия воспринимаются

0 всей боковой поверхностью поршня, что также улучшает работоспособность цилинд- ропоршневой группы в целом.

Конструктивно указанные положительные эффекты достигаются тем, что поршень

5 снабжен дополнительным фиксирующим упругим кольцом, размещенным в соответствующей канавке параллельно основному кольцу в зоне заглушек, причем основное и дополнительное фиксирующие упругие

0 кольца размещены по обе стороны оси отверстия под поршневой палец и асимметрично последней.

Используемые фиксирующие упругие кольца могут быть и поршневыми, напри5 мер, маслосьемными или компрессионными, что обеспечивает взаимозаменяемость и упрощает применение предлагаемого устройства.

Асимметричность постановки колец достигнута за счет разных расстояний от плоскости оси поршневого пальца до центральной плоскости каждого из упругих колец.

На фиг.1 изображен поршень, совмещенный с разрезом по оси симметрии; на фиг. 2 - 4 - варианты расположения кана- вок; на фиг. 2 канавка расположена вблизи плоскости оси поршневого пальца, нЗфиг.З - на половине радиуса заглушки; на фиг,4 - на конечности радиуса заглушки.

, В теле корпуса поршня 1 (фиг.1) выпол- нены канавки 2 и 3, совмещенные с аналогичными канавками в теле заглушки 4. В канавках установлены разрезныб упругие кольца 5. Канавка 2 расположена на расстоянии Li от оси отверстия под поршневой палец в сторону головки поршня, а канавка 3 - на расстоянии L.2 в сторону юбки.

При этом толщина заглушки составит около 0,24Dn, ,24xDn, где Н -толщина заглушки, Dn - диаметр поршня.

При работе поршня упругие фиксирующие кольца 5 удерживают, в т.ч. от поворота, заглушки 4 в посадочных местах бобышек корпуса поршня 1, что обеспечивает герметизацию указанной полости от давлений извне. При этом поршневой палец 6 свободно вращается в бобышках поршня 1 и ограничен от осевых перемещений внутренней поверхностью заглушек 4. Заранее выполненный зазор до 1 мм обеспечивает свободное вращение поршневому па лбцу 6 по торцовым поверхностям.

Монтаж поршня происходит в следующей последовательности.

В отверстие бобышек поршня 1 встав- ляется поршневой палец 6 и закрывается с обеих сторон заглушками 4, при этом канавки в теле поршня и теле заглушек должны совпадать. Далее на корпус поршня 1 и заглушки 4 надеваются упругие фиксирующие кольца.

Из сечений, представленных на указанных фигурах видно, что 5i 62, т.е. с удалением канавки под кольцо от плоскости оси опорной части заглушки, а следовательно, на ту же, но удвоенную величину, увеличивается длина поршневого пальца при неизменных габаритных размерах как корпуса

поршня (его бобышек, отверстия под поршневой палец), так и заглушек. При увеличении длины поршневого пальца увеличивается соответственно пятно контакта трущейся пары: поршневой палец - бобышки поршня, что и приводит к снижению удельных нагрузок.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство обеспечивает минимальную толщину, а следовательно, и минимальную массу заглушек; обеспечивает максимально возможное увеличение длины Поршневого пальца, а также строго определенную установку заглушек относительно профиля поршня.

Формула изобретения

1.Поршень двухтактного двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку и юбку, причем в отверстиях бобышек последней установлен полый поршневой палец с заглушками на его концах, закрепленными при помощи основного фиксирующего упорного кольца, расположенного в канавке, выполненной в юбке по ее наружному диаметру в зоне заглушек, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения контактных напряжений в паре трения бобышки - поршневой палец, поршень снабжен дополнительным фиксирующим упругим кольцом, размещенным в соответствующей канавке параллельно основному кольцу в зоне заглушки, причем основное и дополнительное фиксирующие упругие кольца размещены по обе стороны оси отверстия под поршневой палец и асимметрично последней.

2.Поршень по п.1,отличающийся тем, что расстояние от оси поршневого пальца до центральных плоскостей упругих колец выполнены в соответствии с соотношениями

, Da h . , Оз , Li-5-2 -2

где Da - диаметр заглушки; h - высота упругого кольца.

Изобретение относится к машиностроению. Поршень 1 снабжен основными и дополнительными фиксирующими упругими кольцами 5, размещенными в соответствую-в щих канавках 2 и 3 параллельно друг другу в зоне заглушек 4 на расстоянии 1 1в6з/2-Ь/2 и 1 2 Оз/2-И от оси поршневого пальца 6. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг. 2

y///2z(

SS

WNSSNXS

ж