Поршень Советский патент 1950 года по МПК F16J9/06 F02F5/00 

В современных поршневых тепловых двигателях, а также в целом ряде других машин, как комнрессоры, насосы и т. д., эффективная и длительная работа может быть обеспечена лишь ири наличии достаточно надежного уплотнения между цилиндром ц поршнем, осуш.ествляемого ири полющи поришевых колецОднако в обычном компрессионном кольце упругое радиалыгае давление на стенки цилиндра составляет всего липш 1,5-2 кг/слг, чего недостаточно для сопротивления прсрывам газа или воздуха. В связи с этим в двигателях увеличивают число компрессионных колец для обеспечения лабиринта, что ведет к увеличению габарита иоршня, а следовательно и машииы. Кроме того, }юрмальное давление упругого кольца на стенку цилиндра, а также число колшрессионных колец, которое необходимо установить на поршне, берутся, исходя из максимального значения, возиикаюшего в цилиидре давления.

Но так как максимальное давление действует на поршеиь иернодически и весьма кратковремеино, как например в двигателе в момент вспышки газообразной смеси, то отсюда следует, что, например, в четырехтактном двигателе почти все три с половиной такта, в течение которых давление в цилиндре невелико, компрессионные кольца, будучи сильно прижаты к стенкам цилиндра, бесполезно истнрают их и притом сильно изнашиваются сами.

В описываемом поршне эти недостатки устранены тем, что в нем, с целью улучшения уплотнения, примеиегпя составные двойнЕяе кольца трапециевидного еечения, распирае.мые как силами упругости собственного материала, так и давлением рабочей среды, подведенной из полости цилиндра к их канавкам.

На фиг. 1 изображен продольный разрез поршня: на фиг. 2-разрез иоршня НО лииии АБВГ на фиг. 1; на фиг. 3 - схема действия сил на кольца; на фиг. 4 - часть компрессионного кольца с зa.кoм.

В поршне 1, с целью улучшения уплотнения, применены составные двойные уилотиительные кольца 2 и 3, которые размешены в кольцевых

№ 88255

канавках 4. Кольца 2 и 5 имеют трапециевидное сечение, причем кольцо 2 цилиндрической поверхностью расноложено к стенке цилиндра 5, а кольцо 3 цилиндрической поверхностью обращено в сторону действия давления рабочей среды. Скошенными сторонами кольца 2 и 3 соприкасаются между собой, что необходимо для того, чтобы при действии давления рабочей среды создать необходимое уплотнение между торцовыми поверхностями колец и боковыми стенками кольцевых канавок поршня. Уплотнительные кольца распираются в радиальном направлении под действием двух сил: силы упругости материала, из которого кольца изготовлены, и давления рабочей среды, для чего рабочая полость 7 цилиндра 5 сообщена с канавками 4 поршня каналами 6.

Распор такой системы колец давлением находящейся в цилиндре рабочей среды, помимо уплотнения зазоров между иоршнем / и цилиндром 5, вызывает также уплотнение зазоров между кольцами и боковыми стенками канавок, в которых они находятся, благодаря чему утечка распирающей кольца рабочей среды почти исключается.

Улучщеииое и более надежно действующее уплотнение между цилиндром 5 и иорщнем / достигается за счет увеличения в необходимые моменты радиального давления кольца на стенки цилиндра. Увеличение давления зависит от редукционного действия каналов 6, соединяющих пространство под кольцом с рабочим пространством цилиндра, и не является постоянной величиной, а достигает максимума только в момент наличия в цилиндре максимального давления.

Таким образом, описываемый поршень, при наличии простой конструкции, позволяет уменьшить утечки рабочей среды из цилиндра и увеличить долговечность компрессионных колец и стенок цилиндра.

Йредмет изобретения

Поршень для двигателей и других машии, отличающийся тем, что, с целью улучшения уплотнения, применены составные двойные кольца трапециевидного сечения, распираемые как силами упругости собственного материала, так и давлением рабочей среды, подводимой из полости цилиндра к их канавкам.

I /1 1 I И М

Фиг. 2

.-flP)

Фиг 3