Уплотнение головки цилиндра поршневой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02F11/00 

Изобретение касается уплотнения головки цилиндра поршневых машин, в особенности двигателей внутреннего сгорания, преимущественно таких, которые имеют гильзы цилиндров, причем гильза цилиндра имеет на конце, примыкающем к головке цилиндра, буртик с центрирующим элементом, а также дополнительное круговое ребро, концентричное гильзе цилиндра, головка цилиндра садится на это ребро кольцевой канавкой, лежащей напротив ребра и концентричной ему, а прокладка по- стоянной толщины, состоящая предпочтительно из металлического материала, при затяжке болтов крепления головки цилиндра проникает благодаря пластической деформации в канавку и охватывает ребро.

Задачей изобретения является центрирование уплотнения без дополнительных производственных затрат, не опасаясь недопустимой реакции на гильзу цилиндра.

На фиг. 1 показано уплотнение головки цилиндра в собранном состоянии без напряжения; на фиг. 2 - уплотнение головки цилиндра в собранном состоянии под напряжением от затяжки болтов крепления головки цилиндра.

Прокладка (фиг. 1} выполнена в виде кольца 1. Оно устанавливается на буртик 2 гильзы 3 цилиндра. Для соосной сборки в гильзе З цилиндра предусмотрен центрирующий элемент 4. Кольцо 1 выполняется с необработанными или, например, обработанными торцовым шлифованием или точением первой и второй торцовыми поверхностями 5 и 6. Высота кольца 1. в ненагруженном состоянии Н. Так как кольцо

1 имеет прямоугольный профиль, высота Н изготавливается с малым допуском. Буртик

2 имеет кольцевое ребро 7 высотой h.

Концентрично кольцу 1 лежит вспомогательная прокладка 8, причем гильза 3 цилиндра имеет выступ v над основанием вспомогательной прокладки. Вспомогательная прокладка имеет кольцевые зазоры а и b и для отвода выходных газов, ко/орые могут прорваться через кольцо 1. Во вспомогательной прокладке 8 имеются отверстия 9 для болтов крепления головки цилиндра. Для уплотнения от охлаждающей воды и масла отверстия 9 защищены прокладками 10, которые с внутренней стороны состоят из металлической основы 11, на которую навулканизированы эластомерные накладки 12. Обработанное основание головки цилиндра 13 выполнено с кольцевой канавкой 14, которая расположена напротив ребра 7 и концентрична ему.

Между площадью ребра 7 с величиной AI и редуцированной в площади кольцевой канавки 14 второй торцовой плоскостью 6 с величиной Аа имеется конкретное соотношение площадей AI 0,5А2.

При затяжке болтов крепления головки цилиндра ребро 7, как это представлено на фиг. 2, вследствие пластической деформации кольца 1 проникает в последнее. Пластическая деформация прекращается, когда первая торцовая плоскость 5, редуцированная поверхностью ребра 7, ложится на буртик 2. После полного прилегания кольца 1 к буртику 2 гильзы 3 цилиндра отношение

5 площади первой торцовой поверхности 5 со значением Аз к редуцированной площади торцовой поверхности б со значением А2 составляет Аз/А2 3/2.

При дальнейшей текучей деформации

0 кольца 1 из-за затяжки болтов крепления головки цилиндра пластически деформируется только часть второй торцовой поверхности 6, прилежащая к канавке 14, так, как это представлено на фиг. 2. При этом кромки

5 15а и 15в канавки 14 проникают во вторую торцовую плоскость б до тех пор, пока в результате опускания головки цилиндра 13 на вспомогательную прокладку 8 не произойдет ее полная герметизация в результа0 те пластической деформации. Для того, чтобы не препятствовать наступающему в этой области смятию, центрирующий элемент 4 и вспомогательная прокладка 8 имеют фаски 4а и соответственно 4в.

5. Путем подбора площадей AI, A2 и Аз поперечная деформация кольца 1 в области его прилегания к буртику 2 гильзы цилиндра так мала, что кольцо 1 при сборке может садиться на центрирующий элемент по по0 движной посадке без опасений вызвать деформацию гильзы 3 цилиндра 3 в области центрирующего элемента 4.

Центрирование кольца 1 может осуществляться не только центрирующим элемен5 том 4, но и внутренней поверхностью вспомогательной прокладки 8, причем центрирование вспомогательной прокладки осуществляется с другой стороны буртиком 2 гильзы цилиндра или установочным эле0 ментом (не показан).

Высота Ж кольца 1 после пластической деформации посредством высоты D вспомогательной прокладки 8 и выступа v гильзы цилиндра устанавливается так, что уплотне5 ние упруго следует внутренним деформациям головки цилиндра 13 от пульсирующих сил давления.

Формула изобретения 1. Уплотнение головки цилиндра поршневой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащее уп- |потнительное кольцо постоянной толщины лз металлического материала, рэсположен- |ное между торцовой поверхностью гильзы, Снабженной центрирующим пояском и Кольцевым ребром и поверхностью головки блока, на которой выполнена напротив ребра концентричная кольцевая канавка, примем кольцо при затяжке крепежных {элементов посредством пластичной дефор- иации вдавливается в канавку и охватывает Ьебро. отличающееся тем, что, с целью упрощения центрирования, отношение площади AI первой торцевой поверхности кольца к площади А2 второй торцевой поверхности кольца, находящейся до и по- :ле кольцевой канавки лежит в пределах Ai/A2s 3/2, а отношение площади поверх0

5

ности Аз ребра и площади поверхности Аа кольца лежит в пределах Аз/А2;-1 /2. причем кольцо посажено на центрирующий поясок по скользящей посадке.

2. Уплотнение по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно дополнительно содержит металлическую прокладку, установленную концентрично кольцу и снабженную отверстиями для размещения прокладок крепеж- ных элементов, причем прокладки крепежных элементов выполнены из материала на металлической основе с привулка- низированнымиэластомерными накладками.

3. Уплотнение по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что прокладка выполнена с кольцевыми отводами для прохода просочившихся газов.

4а

15Ь 6 4Ь б.