Маслосъемное поршневое кольцо

 

1. МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО для двигателя внутреннего сгорания , содержащее скребки и соединяюцую их вертикальную стойку,-в которой выполнены дренажные отверстия, связывающие межскребковую полость с заколечным пространством, о т л ичающееся тем, что, с целью сокращения расхода масла путем автоматического регулирования давления кольца на стенку цилиндра, в межскребковой полости размещен,с зазором кольцевой элемелт, причем геометрические формы сопряженных поверхностей наружной вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены взаимно соответствующими. 2.Кольцо по п. 1, отличающее с .я тем, что поверхности вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены конусньми. 3.Кольцо по п. 1, отличаг ющееся тем, что поверхности вертикальной стойки и кольцевого элемента вьшолнены по радиусу, причем поверхность стойки сопряжена с внутренними плоскостями скребков.

СОЮЗ СООЕТСНИХ

COUN

РЕСПУБЛИН

09) (И) экю F 02 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВЩ ЕТЕЛЬСТБУ ф

Я

Мил (21) 3591182/25-06 (22) 17.05.83 (46) 30.09.84. Бюл. У 36 (72) Г.А. Могилевцев, Г.К. Кузнецов и В.И. Воробьев (71) Брянский ордена "Знак Почета" институт транспортного машиностроения (53) 621.43-222(088.8) (56) 1. Ванвейдт В.А. Конструирование и расчет прочности судовых дизелей. Л., "Судостроение", 1969, с. 172. (54) (57) 1. ИАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ

КОЛЬЦО для двигателя внутреннего сгорания, содержащее скребки и соединяющую их вертикальную стойку, ° в которой выполнены дренажные отверстия, связывающие межскребковую полость с заколечным пространством, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения расхода масла путем автоматического регулирования давления кольца на стенку цилиндра, в межскребковой полости размещен с зазором кольцевой элемент, причем геометрические формы сопряженных поверхностей наружной вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены взаимно соответствующими.

2. Кольцо по п. 1, о т л и ч а— ю щ е е с,я тем, что поверхности вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены конусными.

3. Кольцо по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что поверхности g вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены по радиусу, причем поверхность стойки сопряжена с внутренними плоскостями скребков.

1116201

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению,и может быть использовано в качестве уплотнения пары поршень-цилиндр двигателя внутреннего сгорания.

Известно маслосъемное поршневое колЬцо для двигателя внутреннего сгорания, содержащее скребки и соединяющую их вертикальную стойку, в ко- 10 торой выполнены дренажные отверстия, связывающие межскребковую полость с заколечным пространством (1).

Недостатком известного маслосъемного кольца является то, что давле- 15 ние на стенку цилиндра остается постоянным, в результате чего толщина масляного слоя, оставленного кольцом на стенке цилиндра при снятии им излишков масла, изменяется по хо- щ ду поршня от минимального значения в районе мертвых точек до максимального в зоне наибольшей скорости поршня ° Непосредственный контакт кольца и поверхности цилиндра в районе мертвых точек приводит к увеличению износа рабочих поверхностей в этой зоне за счет возрастания коэффициента трения, а слишком большой слой масла в зоне высо- 50 ких скоростей движения поршня повышает расход масла на угар.

Цель изобретения — сокращение рас хода масла путем автоматического регулирования давления кольца на стенку цилиндра.

Поставленная цель достигается за счет того, что в маслосъемном поршневом кольце для двигателя внут- реннего сгорания, содержащем скреб- 40 ки и соединяющую нх вертикальную стойку, в которой выполнены дренажные отверстия, связывающие межскребковую полость с заколечным пространством, в межскребковой полости разме- 5 щен с зазором кольцевой элемент, причем геометрические формы сопряженных поверхностей наружной вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены взаимно соответствующими.

Кроме того, поверхности вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены конусными.

При этом поверхности вертикальной стойки и кольцевого элемента выполнены по радиусу, причем.поверх ность стойки сопряжена с внутренними плоскостями скребков.

На фиг. 1 показано маслосъемное кольцо, с поверхностью сопряжения вертикальной стойки в сечении кольца, выполненной конусной, вершина конуса направлена внутрь кольца; на

r. фиг. 2 - то же, вершина конуса, на-правлена наружу кольца; на фиг. 3— маслосъемное кольцо с поверхностями сопряжения, выполненными по радиусу; на фиг. 4-6 — схемы положения сил при взаимодействии кольцевого элемента и маслосъемного кольца по фиг. 1-3 соответственно; на фиг. 7 сечение кольцевого элемента по фиг. 3 (с облегченной массой); на фиг. 8 — то же, (с увеличенной массой); на фиг. 9 — зависимости давления кольца и толщины масляного слоя.

Маслосъемное кольцо содержит скребки 1 и соединяющую их вертикальную стойку 2, в которой выполнены дренажные отверстия 3.

В межскребковой полости 4 размещен кольцевой элемент 5. Наружная поверхность 6 вертикальной стойки 2 и внутренняя поверхность 7 кольцевого элемента 5 выполнены взаимно соответствующими, прччем геометрические формы этих поверхностей могут быть выполнены конусными или по радиусу. Так, наружная поверхность вертикальной стойки может быть выполнена конусной с вершиной конуса, обращенной либо внутрь, либо наружу кольца (фиг. 1 и 2), или по радиусу (R), и сопряжена с внутренними поверхностями скребков, причем радиус внутренней поверхности кольцевого элемента (г) меньше радиуса поверхности вертикальной стойки.

Кольцевой элемент 5 изготовлен так, чтобы при установке маслосъем-. ного кольца в цилиндр 8 двигателя между маслосъемным кольцом и кольцевым элементом были радиальный

С и осевой оС зазоры, необходимые.* для нормальной работы .при износе торцов скребков. После сборки маслосъемного кольца в комплект стык кольцевого элемента соединяется жестко (винтом, заклепкой, сваркой и т.д.).

Маслосъемное поршневое кольцо работает следующим образом.

3 11162 .При неподвижном поршне упругость кольца обуславливает максимальное давление его на зеркало цилиндра 8..

При перемещении поршня на его u все массы, движущиеся вместе с ним, в том числе на кольцевой элемент, действует сила инерции (фиг. 4), которая изменяется по закону косинусоиды. Максимум ее достигается в районе мертвых точек (верхней и ниж-.. 10 ней), а минимум - примерно в середине хода поршня, когда скорость поршня достигает максимума. Под действием силы инерции кольцевой элемент перемещается вверх или вниз и воз- 15 действует на поверхности маслосъемного кольца, сжимая его, уменьшает тем самым силу давления кольца на зеркало цилиндра.

На фиг. 4 показаны: сила Р, на- 20 правленная параллельно оси движения йоршня, и боковая сила F, направленная перпендикулярно оси цилиндра, величина которой зависит от величины силы Р и угла W конуса. Сила 25

Q является суммой сил Р и F.

При работе двигателя максимальное давление маслосъемного кольца на стенку цилиндра будет в середине хода поршня, когда сила инерции

Р, а значит и сила F будут равны нулю. Минимум давления кольца будет в мертвых точках, когда силы P и F максимальны.

Таким образом, давление маслосъемного кольца на стенку цилиндра регулируется в зависимости от хода

01 4 поршня кольцевым элементом, обеспечивая постоянство масляного слоя.

Работа маслосъемного кольца по фиг. 3 почти полностью соответствует работе первого варианта, изменяется лишь место приложения силы F.

Работа маслосъемного кольца в этом варианте отличается от работы первого варианта тем, что точка приложения силы F от кольцевого элемента в процессе износа кромок кольца может несколько изменяться.

При. работе маслосъемного кольца по фиг. 9, где ф — кривая давления маслосъемного кольца на стенку цилиндра в зависимости от действия силы F кольцевого элемента, h — - толщина масляной пленки при работе обычного масляного кольца с постоянным давлением на стенку цилиндра, но с переменной скоростью движения относительно стенки цИлиндра, у толщина масляной пленки для трех вариантов кольца, в зоне ВМТ и НМТ скорость кольца доходит до нуля и давление кольца на стенку цилиндра минимально. При увеличении скорости движения кольца относительно стен.ки цилиндра сила F уменьшается, давление маслосъемного кольца возрастает, в результате чего масляная пленка сохраняет постоянную необходимую толщину.

Технико-экономические преимущества изобретения по сравнению . с иавестными заключаются-в снижении расхода масла.

1116201

Ql. ущПЩИ Заказ 6898/27 Тираж 523 Подписное фажан HGQ "Натеит", r. Узцород,ул.Проектная, 4.