Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение пйзволяет упростить конструкцию и повысит технологичность цилиндропоршневой группы. Для этого поршень 5 снабжен винтообразной канавкой, торцовые поверхности которой перпендикулярны к ее образуквцей, . Механизм поворота выполнен в виде одновиткового спирального кольца 6, размещенного в винтовой канавке. Шаг спирального кольца 6 равен его высоте, В пазах кольца размещены плоские пружины, толщина которых больше суммарного осевого зазора 10 кольца, что предотвращает выпадание обломков пружин при их поломке в цилиндр Поскольку силы, действующие при такте расширения газов, значительно превышают таковые при такте сжатия воздуха, то и результирующим вращением будет вращение в направлении действия больпшх по величине сил. Постоянные импульсные воздействия сил на поршень 5 приводят к постоянному и стабильному его вращению. 2 з.п. ф-лы, 7 ил. i (Л со ел О5 иг.7

0603 соВЕТСННХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) А1 (5D 4 F 02 F 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

41:.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.7 (21) 3908953/25-06 (22) 11 ..06.85 (4á) 07.12.87. Бюл. У 45 (72) А. С.Репин, Б,А.Пургин и Л.В.Вазлина (53) 621.43-2423 (088,8) (56) Патент Франции 9 625356, к . 47 f 19, опубл. 1927, I (54) ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить технологичность цилиндропоршневой группы.

Для этого поршень 5 снабжен винтообразной канавкой, торцовые поверхности которой перпендикулярны к ее образующей, Механизм поворота выполнен в виде одновиткового спирального кольца 6, размещенного в винтовой канавке. Шаг спирального кольца

6 равен его высоте. В пазах кольца размещены плоские пружины, толщина которых больше суммарного осевого зазора 10 кольца, что предотвращает выпадание обломков пружин при их поломке в цилиндр . Поскольку силы, действующие при такте расширения . газов, значительно превышают таковые при такте сжатия воздуха, то и результирующим вращением будет вращение в направлении действия больших по величине сил. Постоянные импульсные воздействия сил на поршень 5 приводят к постоянному и стабильному его вращению. 2 s.ï. ф-лы, 7 ил.

57607

1 13

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания, Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение технологичности цилиндропоршневой группы.

На фиг.1 показаны диаграммы нормальных сил давления компрессионного кольца на стенки цилиндровой втулки от давления газов и воздуха, соответственно, на такте расширения газов N, и такте сжатия воздуха N ; на фиг.2 - узел 1 на фиг,1; на фиг .3 — схема действия на спиралеобразное компрессионное ко<1ьцо сил, возникающих в результате взаимодействия кольца с цилиндровой втулкой за счет сил трения при возвратнопоступательном движении поршня; на фиг.4 — цилиндропоршневая группа, разрез по оси цилиндра; на фиг,5— узел II на фиг,4; на фиг.б — верхний торец кольца; на фиг.7 — нижний торец кольца.

На фиг.1 — 3 обозначены: N, — диаграмма нормальных сил давления комп1 рессионного кольца на стенки цилиндровой втулки от давления газов

Р, при такте расширения газов (в масштабе); N — диаграмма нормальных сил давления компрессионного коль ца на стенки цилиндровой втулки от давления воздуха Р при такте сжатия воздуха (в масштабе); Т< — силы трения, действующие на кольцо, от взаимодействия с втулкой при такте расширения газов (в масштабе); Т силы трения, деиствующие на кольцо, от взаимодействия С втулкой при такте сжатия воздуха (в масштабе); R, составляющая сил трения, перпендикулярная образующей кольца, при такте расширения газов; R — составляющая сил трения, перпендикулярная образующей кольца, при такте сжатия воздуха;

К, — касательная составляющая сил трения при такте расширения газов;

К вЂ” касательная составляющая сил трения при такте сжатия воздуха.

В блоке цилиндров 1 установлена цилиндровая втулка 2, закрытая крышкой 3, между последней и блоком размещена прокладка 4, На поршень 5 установлено спиралеобразное компрессионное кольцо 6, цилиндрическое компрессионное кольцо 7 и маслосъемное кольцо 8. Спиралеобразное кольцо в торцах имеет выемки 9 с пазами 10, в которых размещены плоские пружины

11. Поршень имеет сферическое соединение (поршневой подшипник) 12 с шатуном 13, соединенным с коленчатым валом 14. На поверхности втулки, крышки,и блока цилиндров в местах контакта между ними нанесено антифрикционное покрытие 15.

Поршень 5 имеет сферическое соединение (поршневой подшипник) 12 с шатуном 13, что допускает вращение поршня 5 относительно его продольной оси, На поршне 5 в винтообразной канавке с торцовыми поверхностями, перпендикулярными образующей ее, установлено компрессионное кольцо б в виде одновитковой спирали, прямоуголь ное в сечении, высотой h с перекрытием концов на величину с, на меньшую чем высота кольца h, при этом шаг спирали 1 (образующей кольца) равен высоте кольца h.

В торцах кольца 6 выполнены прямоугольные выемки 9 и пазы 10, в которых размещены плоские -образные пружины 11,при этом толщина пружины а больше величины суммарного зазора b между торцом канавки и торцом компрессионного кольца 6 для предотвращения вы обломков пружины 11 при ее поломке в цилиндр, Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя силы нормального давления компрессионного кольца 6 на стенки цилиндровой втулки 2 при каждом такте весьма различные по величине, пропорциональные величине давления газов или воздуха. при данном такте.

Наибольшими они являются при такте расширения газов (фиг,,N<)(ход поршня вниз). При такте расширения газов и ходе поршня 5 вниз вследствие взаимодействия компрессионного кольца 6 со стенка<ай цилиндровой втулки 2 возникают силы трения Т,, приложенные к кольцу б, пропорциональные по величине силам

N и направленные вдоль оси цилиндра против движения поршня 5.

Наибольшими силами нормального давления компрессионного кольца б на стенки цилиндровой втулки ? при ходе поршня 5 вверх являются силы при такте сжатия воздуха (фиг.1,N ), При этом возникают силы трения Т, про— порциональные силам N, но значнтель1357607 но меньшие по величине, чем силы трения Т, и обратного силам Т, направления.

Вследствие спиралеобразной формы образующей поверхности компрессионного кольца б,находящейся в контакте с поверхностью IIHJIHHppoBQH B JIKH 2, за счет сил трения Т, и Т возникают и действуют на компрессионное кольцо 6 силы R, и R направленные перпендикулярно к кольцу 6, и силы

К, и К, касательные к кольцу 6. При этом R, и R компенсируются реакцией стенок канавки поршня 5, а силы

К, и К придают вращательное движе ние компрессионному кольцу 6.

Таким образом, при работе двигателя во время такта расширения газов и движения поршня 5 вниз под действием касательных сил спиралеобразное компрессионное кольцо 6 поворачивается относительно продольной оси поршня 5 (например, по часовой стрелке при виде сверху), сначала перемещаясь в канавке до упора торцом в плоскую пружину 11, затем передавая усилия через последнюю, давит на торец канавки, поворачивая тем самым поршень 5 на сферическом подшипнике

12 вокруг продольной оси на некоторый угол.

Нри такте сжатия воздуха и движении поршня 5 вверх динамика взаимодействия спиралеобразного компрессионного кольца 6 с поршнем 5 и цилиндровой втулкой 2 аналогично ° только направление вращения поршня

5 соответственно противоположное тому, которое он имеет при такте расширения газов, Однако поскольку силы, действующие при такте расширения газов К,, значительно превышают тактовые при такте сжатии воздуха К, (а следовательно и их импульсы), то и результирующим (за два такта) вращением есть вращение в направлении действия больших по величине сил (импульсов).

Постоянные в течение работы двигателя импульсные воздействия каса10 тельных сил со стабильной частотой на поршень приводят к постоянному и стабильному его вращению.

Формула изобретения

1. Цилиндропоршневая группа днигателя внутреннего сгорания,. содержащая гильзу цилиндра, поршень с компрессионными кольцами, связанный с

2п шатуном при помощи сферического шарнира и размещаемый в цилиндре с возможностью поворота, и устройство поворота, поршня, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью улучшения

25 технологичности и упрощения конструк ции, поршень снабжен винтообразной канавкой, торцовые поверхности которой перпендикулярны ее образующей, а устройство поворота выполнено в виЗО де одновиткового спирального кольца, размещенного в нинтовой канавке с выполненными на его торцах осевыми пазами с осевым зазором и снабжено плоскими пружинами, размещенными в

З осевых пазах кольца, 2. Цилиндропоршневая группа по п,1, отличающаяся тем, что шаг спирального кольца равен его высоте.

4р 3 Цилиндропоршневая группа по пп.1и2, отличающая ся тем, что толщина каждой плоской пружины больше суммарного осевого зазо. ра по торцам спирального кольца.

1357607

1357607

7

75

ФиИ

Составитель М, Бондар ев

Техред М.Ходанич

Корректор А.Обручар

Редактор М,Бланар

Заказ 5979/32 Тир аж 504 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, iN-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4