Поршневое кольцо Советский патент 1992 года по МПК F02F5/00 

Изобретение относится к двигателест- роению, а именно к конструкциям поршневых колец.

Известно поршневое копыю с конической рабочей поверхностью, изготовленное из специальных марок чугуна 1J.

К недостаткам известного поршневого кольца относятся:

неравномерный износ поверхности кольца по периметру (больше в районе замка), вызванный повышенным удельным давлением в районе замка, так как в основном поршневые кольца, черновая обработка которых производится по копиру, имеют грушевидную форму, эпюры радиальных давлений;

изменение удельного давления на стенку цилиндра в процессе работы, вызванное постепенным изменением высот ы контактирующей рабочей поверхности пояска;

необходимость использования точного специального оборудования для литья заготовок и механической обработки.

Известно также поршнеиое кольцо, выполненное из полимерного материала и металлического разжимного кольца, отдельные части которого вводятся в полимерный материал при формировании 2J.

Прототип исключает ряд недостатков присущих аналогу:

для изготовления колец из полимерного материала и металлического разжимного элемента не требуется ряд сложного оборудования (для литейного производства и механической обработки);

кольцо имеет пониженную удельную материалоемкость.

Однако и ему присущи недостатки:

выдавление полимерного наполнителя под действием газов и перекладки кольца в канавке поршня, т.е. изменение формы под действием нагрузки при нормальных или больших напряжениях;

износ полимерных материалов по верхнему торцу кольца;

неравномерное давление рабочего пояска на стенку цилиндра, т.к. в основном такие кольца изготавливаются с грушевидной эпюрой радиальных давлений, в противном случае кольцо будет иметь низкое

сл

с

XI о о

Ј сл

удильное давление кольца на стенку цилиндра

ЦРЛЬЮ изобретения является повыше- «ие долговечности и создание равномерно го износа

Указанная цель достигается тем, что в поршневом кольце, выполненном из полимерного наполнителя и кольцевого элемента из стальной ленты, отдельные части которого внедрены в наполнитель, кольцевой элемент выполнен в виде L-образного кольцевого сегмента, наружная кромка нижней полки которого является скребком, а вертикальная полка образована чередующимися сплошными поверхностями и проемами, образованными отогнутыми к наружному диаметру вертикальными перемычками.

Кольцо снабжено расширителем спирального типа, имеющим чередующиеся по периметру сошлифованные и несошлифо- ванные участки.

Расширитель сошлифованными участками опирается на внутренние сплошные участки (поверхности) вертикальной полки.

Такая конструкция кольца позволяет исключить явление выдавливания наполнителя из кольца, а также уменьшает торцевой износ кольца Благодаря вертикальным перемычкам повышается жесткость кольца и исключается возможность его скручивания.

Несошлифованные участки, имеющиеся в расширителе исключают возможность смещения расширителя относительно кольца.

На фиг.1 изображено поперечное сечение кольца, установленного в канавку поршня; на фиг.2 - кольцевой элемент из стальной ленты, выполненный в виде L-образного сегмента в изометрии; на фиг.З - спиральный расширитель, имеющий сошлифованные участки; на фиг.4 - предлагаемое кольцо в плане; на фиг.5 - кольцо с расширителем в изометрии,

Поршневое кольцо состоит из кольцевого L-образного сегмента 1 из стальной ленты, полимерного наполнителя 2 и спирального расширителя 3

Наружная кромка 4 нижней полки 5 стального сегмента 1 является скребком, а вертикальная полка 6 состоит из чередующихся сплошных поверхностей 7 и проемов 8, образованных отогнутыми к наружному диаметру вертикальными перемычками 9.

На вертикальной полке 6 и вертикальных перемычках 9 выполнены отверстия 10 для улучшения сцепляемое™ полимерного наполнителя 2 с кольцевым сегментом 1. Вертикальные перемычки повышают жесткость кольца и исключают возможность его скручивания.

В качестве полимерного наполнителя может применяться, например, политетрэфторэтилен, хлортрифторэтилен, винил иденфторид, гексафторпропилен, винилф- торид, нейлон, силиковая смола.

Спиральный расширитель 3 имеет чередующиеся несошлифованные 11 и сошлифованные 12 участки, сошлифованными участками 12 он упирается на внутренние вертикальные сплошные поверхности 7 кольцевого сегмента 1.

Несошлифованные участки 11 расширителя 3, опираясь в торец 13 вертикальных сплошных поверхностей 7 полки 6, предотвращают перемещение расширителя 3 относительно кольцевого сегмента 1.

Кольцо работает следующим образом.

Во время работы, при ходе поршня 14 вниз, кольцо вертикальными перемычками 9 упираетсч в стенку 15 поршневой канавки 16, что исключает влияние выдавливания наполнителя из кольца, уменьшает его торцевой износ. Одновременно вертикальные перемычки повышают жесткость кольца и исключают возможность его скручивания, т.е. под действием давления, возникающего в надкольцевом пространстве, кольцо имеет

незначительную деформацию, что позволяет уменьшить зазор кольцо - канавка и тем самым повысить компрессионные свойства кольца и уменьшить износ по торцам.

Одновременно во время работы происходит равномерный износ по рабочей поверхности из-за наличия спирального расширителя. Спиральный расширитель своими сошлифованными участками 12 опирается на внутренние вертикальные сплошные поверхности 7 сегмента, создавая равномерное удельное давление кольца на стенку цилиндра 17. Величина рабочей наружной кромки 4 кольца даже в процессе износа остается постоянной, т.к. износ

кольца идет только в радиальном направлении. Несошлифованные участки расширителя 11 упираются в торцевые 13 поверхности вертикальных сплошных поверхностей 7 кольца 1 и предотвращают его смещение

относительно кольца 1, что также создает постоянное удельное давление кольца на стенку цилиндра 17 и обеспечивает равномерный износ кольца по периметру.

По сравнению с серийным кольцом аналогичного назначения заявленная конструкцию обеспечивает равномерный износ по рабочей поверхности, а также позволяет по- высить его моторесурс с 8-10 тыс. моточасов до 16 тыс. моточасов.

Формула изобретения

1. Поршневое кольцо, выполненное из полимерного наполнителя и кольцевого элемента из стальной ленты, отдельные части которого внедрены в наполнитель, о т- личающееся тем, что, с целью повышения долговечности, кольцевой элемент выполнен в виде L-образного кольцевого сегмента, наружная кромка нижней полки которого является скребком, а вертикальная полка образована чередующимися сплошными поверхностями и проемами, об0

разованными отогнутыми к наружному диаметру перемычками.

2.Кольцо по п.1,отличающееся тем. что, с целью получения равномерного износа путем создания равномерного удельного давления, кольцо снабжено расширителем спирального типа, имеющим чередующиеся по периметру сошлифованные и несошлифованные участки.

3.Кольцо по п.2, отличающееся тем, что расширитель сошлифованными участками опирается на внутренние сплошные участки вертикальной полки.

Изобретение относится к двигателест- роению. Кольцо состоит из кольцевого L-образного сегмента из стальной ленты, полимерного наполнителя и спирального расширителя. Кромка нижней полки сегмента является скребком, а вертикальная полка состоит из чередующихся сплошных-повер- хностей и проемов. Расширитель имеет не- сошлифованные и сошлифованные участки. Последними он упирается на поверхности сегмента. Предлагаемая конструкция обеспечивает равномерный износ по рабочей поверхности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

фиг 2

five з

фг/г.З

фае. 4