Уплотнительное приспособление для поршней двигателей внутреннего горения и т.п. Советский патент 1939 года по МПК F16J15/48 F16J9/00 

Применяющийся способ уплотнения поршней двигателей внутреннего горения и т. п. посредством поршневых разрезных колец, пружинящих наружу, является достаточным для создания непроницаемости поршня. Однако, этот способ имеет недостатки, как-то: необходимость частого осмотра, очистки и замены износившихся и лопнувших колец, а также весьма значительное, почти постоянное по величине, трение колец о стенки рабочей втулки.

Значительная доля потерь на трение в двигателе приходится на трение поршневых колец. Устранение или уменьшение этих потерь повысит механический коэфициент полезного действия двигателя, что будет равносильно уменьшению удельного расхода топлива в двигателе.

Между тем, такое сильное уплотнение поршня двигателя требуется не на всей длине хода поршня. Приблизительно половина хода расширения и половина хода сжатия происходят при небольших давлениях порядка 2,5-5 атм.

Известны уплотнительные приспособления для поршней двигателей внутреннего горения и т. п. с переменной степенью уплотнения в зависимости от давления в рабочем цилиндре, помощью которых увеличивается уплотнение порщня по мере увеличения давления в камере сжатия и уменьшается по мере падения давления в ней.

В предлагаемом уплотнительном приспособлении между днищем и юбкой поршня помеш:ено заполненное жидкостью уплотнительное полое кольцо с упругими стенками, полость которого сообщается с расположенной в днище поршня камерой, отделенной мембраной от рабочего пространства цилиндра. Давление из рабочей полости цилиндра посредством мембраны пер едается на жидкость, а затем и на упругие стенки кольца и создает соответствующее давлению в цилиндре уплотнение поршня.

На чертеже изображен вертикальный разрез уплотнительного приспособления для поршней двигателей внутреннего горения и т.. п.

Днище 7 поршня охлаждается посредством подвода и отвода в полость S его охлаждающей жидкости телескопическими трубками (на чертеже не изображенными).

Поршень уплотняется специальным полым кольцом 1 с упругими тонкими стенками. Зазор между ними и поверхностью рабочей втулки цилиндра обычно равен зазору при скользящей посадке. В полости кольца 1 находится какая-либо жидкость 6, кипящая при высокой температуре. Цилиндрическая поверхность кольца полирована. Все кольцо слегка зажато без зазоров между днищем 7 поршня и юбкой 5 его, причем днище поршня опирается на торец юбки своими выступами, в которые ввинчены шпильки 3. Этими шпильками днище поршня и юбка его соединяются с поршневым штоком 2. Шпильки затягиваются гайками 4 со шплинтами.

Для прохода выступов днища поршня через кольцо 1, в нем имеются каналы, образованные втулками 15. Эти втулки 15 приварены к кольцу /. По оси поршня к верхнему днищу кольца приварен штуцер // с нарезкой, в которую ввинчиваются нарезанный хвост стакана с камерой 10. На верхнем торце стакана находится упругая мембрана 13, отделяющая камеру 10 от рабочего пространства цилиндра и плотно прижатая к стакану кольцом /2 и винтами 9. Стакан камеры 10 поставлен на уплотняющей прокладке 14 из красной меди. Детали 75, 72 и Р должны быть изготовлены из жаростойкой стали. Все винты 9 должны быть застопорены от самопроизвольного отвинчивания. Переменное давление сжатого воздуха и горящих паров нефти в рабочей полости будет давить на упругую мембрану 13, а последняя прогибаться вниз и выталкивать часть жидкости 6 в кольцо 1. Давление жидкости на цилиндрические стенки кольца /, равное давлению газов в рабочей полости цилиндра, будет растягивать стенки кольца / и прижимать их к поверхности рабочей втулки тем сильнее, чем больше давление газов.

При понижении давления газов в цилиндре стенки резервуара будут сжиматься и выталкивать жидкость обратно в камеру 10 стакана, а мембрана 13 займет первоначальное положение.

Таким образом, степень плотности прилегания уплотняющего кольца / к стенкам рабочей втулки, т. е. степень непроницаемости порщня будет соответствовать необходимости, и это должно привести к значительному уменьшению потерь на трение поршня о стенки втулки.

Предмет изобретения.

Уплотнительное приспособление для порщней двигателей внутреннего горения и т. п. с переменной степенью уплотнения в зависимости от давления в рабочем цилиндре, отличающееся применением заполненного жидкостью полого кольца с упругими стенками, полость которого сообщена с камерой 10, расположенной в днище поршня и отделенной от рабочего пространства цилиндра мембраной 13, с целью передачи давления из рабочей полости цилиндра на уплотнительное приспособление. к авторскому свидетельству Г. № 55526 И. Мириманова