Уплотнение поршня

 

1. УПЛОТНЕНИЕ ПОРШНЯ, состоящего из расположенных в канавке поршня компрессионного кольца и упругого элемента прямоугольного сечения, установленного под компрессионным кольцом, причем внутренний диаметр упругого элемента равен диаметру канавки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнений , упругий элемент и канавка в месте их сопряжения выполнены с одинаковой кривизной , при этом в канавке установлен стопор , входящий в выполненные соответственно на компрессионном кольце и упругом элементе пазы, причем высота стопора равна высоте канавки. 2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что в упругом элементе паз стопора выполнен в месте теплового зазора, а в компрессионном кольце - напротив него. (Л с сд СА5 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1151738 A

4ИП F 16 J 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3698875/25-08 (22) 22.11.83 (46) 23.04.85. Бюл. № 15 (72) И. Б. Вайспапир (53) 62-762 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 80453, кл. F 16 J 9/06, 1948 (прототип). (54) (57) 1. УПЛОТНЕНИЕ ПОРШНЯ, состоящего из расположенных в канавке поршня компрессионного кольца и упругого элемента прямоугольного сечения, установленного под компрессионным кольцом, причем внутренний диаметр упругого элемента равен диаметру канавки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнений, упругий элемент и канавка в месте их сопряжения выполнены с одинаковой кривизной, при этом в канавке установлен стопор, входящий в выполненные соответственно на компрессионном кольце и упругом элементе пазы, причем высота стопора равна высоте канавки.

2. Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что в упругом элементе паз стопора выполнен в месте теплового зазора, а в компрессионном кольце — напротив него.

1151738

10

Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к уплотнениям поршней двигателей внутреннего сгорания.

Известно уплотнение поршня, содержащее компрессионные кольца и упругий элемент прямоугольного сечения, установленные в канавке поршня (1), В момент вспышки рабочей смеси уплотнение жестко воспринимает ударную нагрузку, при этом издаются усилия прижатия колец к зеркалу гильзы цилиндра, что ведет к их быстрому износу. В результате подвижности колец в радиальном и осевом направлениях, так как кольца не зафиксированы относительно канавки поршня, происходит износ в нижней части канавки поршня по вертикальной и горизонтальной плоскостям нижней кромкой внутреннего диаметра упругого элемента, а по внешнему диаметру упругого элемента износ нижней плоскости компрессионного кольца в их контактирующей части. Кроме того, подвижность компрессионного кольца и уплотняющего элемента приводит к совпадению тепловых зазоров, а это способствует повышенному износу трущихся поверхностей и прорыву газов за уплотнение, снижению КПД двигателя.

Цель изобретения — повышение надежности уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в уплотнении поршня, состоящем из расположенных в канавке поршня компрессионного кольца и упругого элемента прямоугольного сечения, установленного под компрессионным кольцом, причем внутренний диаметр упругого элемента равен диаметру канавки, упругий элемент и канавка в месте их сопряжения выполнены с одинаковой кривизной, при этом в канавке установлен стопор, входящий в выполненные соответственно на компрессионном кольце и упругом элементе пазы, причем высота стопора равна высоте канавки.

В упругом элементе паз стопора выполнен в месте теплового зазора, а в компрессионном кольце — напротив него.

На фиг. 1 показано уплотнение поршня в рабочем состоянии; на фиг. 2 — сечение

А А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б Б на фиг. 1.

Уплотнение поршня состоит из компрессионного кольца 1, упругого элемента 2, установленного под компрессионным кольцом 1 в одной канавке 3 и зеркала гильзы 4 цилиндров. В нижней части канавки 3 поршня выполнена овальная кольцевая проточка 5, при этом внутренняя поверхность упругого элемента 2 выполнена одинаковым радиусом кривизны с канавкой 3, а диаметр внутренней поверхности равен диаметру канавки.

В упругом элементе 2 выполнен также паз 6 под стопор 7, совмещенный с тепловым зазором 8. Форма паза 6 соответствует форме стопора 7, который установлен в канавке поршня, а высота стопора 7 равна высоте канавки 3 поршня. Углы упругого элемента 2 со стороны внешнего диаметра выполнены по радиусу.

В компрессионном кольце 1 также выполнен замковый паз 9 по форме соответствующий форме стопора 7, но расположен он напротив теплового зазора компрессионнОго кольца 1. В результате этого тепловые зазоры в компрессионном кольце 1 и в упругом элементе 2 не смогут совместиться.

Уплотнение работает следующим образом.

Давление газа прижимает компрессионное кольцо 1 в осевом направлении к упругому элементу 2 и в дальнейшем они будут работать в паре как одно кольцо, скользя по зеркалу гильзы 4 цилиндра. Упругий элемент 2, спружинив, мягко воспримет ударную нагрузку и будет прижат к компрессионному кольцу 1 и к нижнему борту канавки 3 поршня по соответствующим плоскостям до окончания хода поршня вниз. При этом, поскольку внутренний диаметр упругого элемента 2 равен диаметру канавки 3, причем их поверхности в месте сопряжения выполнены с одинаковой кривизной, то упругий элемент 2 не имеет возможности перемещаться в осевом и радиальном направлениях, а также окручиваться в обратном направлении. В то же время упругий элемент

2 перекрывает тепловой зазор в компрессионном кольце 1. Это перекрытие будет в процессе всего периода работы уплотнения, так как взаимное расположение тепловых зазоров в компрессионном кольце 1 и упругом элементе 2 зафиксировано стопором 7, что снижает прорыв газов за уплотнение.

При достижении поршнем нижней мертвой точки давление в рабочей камере уменьшится, элемент 2 под действием возникших напряжений. в нем поднимет компрессионное кольцо 1 и обеспечит плавное касание верхнего бурта канавки 3 поршня.

Поскольку стопор 7 имеет высоту, равную высоте канавки поршня, он не препятствует свободному перемещению всего уплотнения в канавке, что обеспечивает равномерную приработку зеркала гильзы 4. Овальная форма стопора 7, срезанная двумя параллельными плоскостями, увеличивает площадь контакта с пазами в компрессионном кольце 1 и упругом элементе 2 и предохраняет от возникновения в них микротрещин.

Использование изобретения дает возможность снизить износ опорных плоскостей буртов канавок поршня и зеркала гильзы цилиндра путем обеспечения мягкого восприятия ударной нагрузки в начальный момент рабочего хода поршня, перекрыть теп1151738

Фиг.2

Составитель А. Бельцова

Редактор С. Патрушева Техред И. Верес Корректор О. Билак

За каз 2292/26 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ловые зазоры в компрессионном кольце в момент рабочего хода поршня, что уменьшает утечки через уплотнения.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении надежности уплотнения.