Цилиндропоршневая группа

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к цилиндропоршневой группе (ЦПГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и поршневых компрессоров. Изобретение позволяет улучшить экономические показатели и повысить мощность ДВС. ЦПГ содержит гильзу цилиндра 1 с установленным в ней поршнем 4, снабженным компрессионными и маслосъемными кольцами 5. В средней части гильзы цилиндра 1 установлены группы поясов вибраторов 3, активная поверхность которых совпадает с внутренней поверхностью гильзы цилиндра, а на внешней поверхности гильзы - электромеханические преобразователи 2, частота напряжения питания которых совпадает с собственной частотой вибраторов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 02 F 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4664861/06 (22) 22.03.89 (46) 15.07.91. Бюл. М 26 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) С,Г.Некрасов и В.В.Седышев (53) 621.43-222.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1048147, кл. F 02 F 1/20, 1982. (54) ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к цилиндропоршневой группе (ЦПГ двигателей внутреннего сгорания

„„. Ж ÄÄ 1663220 А1 (ДВС) и поршневых компрессоров. Изобре.тение позволяет улучшить экономические показатели и повысить мощность ДВС. ЦПГ содержит гильзу цилиндра 1 с установленным в ней поршнем 4, снабженным компрессионными и маслосъемными кольцами 5.

В средней части гильзы цилиндра 1 установлены группы поясов вибраторов 3, активная поверхность которых совпадает с внутренней поверхностью гильзы цилиндра, а на внешней поверхности гильзы — электромеханические преобразователи 2, частота напряжения питания которых совпадает с .собственной частотой вибраторов. 2 ил.

1663220

10

30

40

Изобретение относится к машиностроению, а именно к цилиндропоршневой группе(ЦПГ) двигателей внутреннего сгорания и поршневых компрессоров.

Цель изобретения — повышение экономичности и мощности за счет снижения вязкого трения и расхода масла на угар.

На фиг, 1 показана схема цилиндропоршневой группы; на.фиг. 2 — рабочая поверхность ильзы цилиндра.

ЦПГ содержит ильзу цилиндра 1 с закрепленными на внешней поверхности электромеханическими преобразователями

2, связанными с питающим высокочастотным генератором. На внутренней поверхности гильзы цилиндра 1 в средней части установлена группа поясов вибраторов 3.

На фиг.1 показаны также поршень 4 с компрессионными и маслосъемными кольцами 5, масляная пленка 6 между поршнем

4 и внутренней поверхностью гильзы цилиндра 1. Вибраторы 3 представляют собой металлические круглые стержни с высотой, равной толщине гильзы цилиндра, и вклеены в отверстия средней части гильзы. Отношение жесткости клеевого соединения к массе стержней определяет собственную частоту вибраторов, ЦПГ работает следующим образом.

На электромеханические преобразователи 2 подается напряжение с частотой, равной собственной частоте вибратора 3 и не равной собственной частоте гильзы цилиндра 1. Следовательно, резонансные колебания совершают только вибраторы 3, а не вся гильза цилиндра. Это позволяет устранить влияние вибрации на усталостную прочность гильзы цилиндра, Поддействием вибрации в масляной пленке 6 в окрестности вибраторов 3 создаются условия для возникновения газовой кавитации.

При увеличении амплитуды колебаний вибратора 3 увеличивается число микроскопических пузырей и, следовательно, падает волновое сопротивление среды, а вместе с этим уменьшается эффективная динамическая вязкость масла у . С уменьшением вязкости у существенно снижаетсз гидродинамическая подъемная сила и, следовательно, уменьша-. ется толщина масляной пленки h между гильзой цилиндра и кольцами поршня. Как показано на фиг. 1, кавитация возникает в средней части гильзы цилиндра, т.е. там, где скорость поршня максимальна и имеется существенный запас по величине зазора между кольцами и гильзой. Следовательно, управляя амплитудой колебаний вибраторов, можно установить минимально допустимую величину масляной пленки 2-3 мкм в средней части гильзы цилиндра. Уменьшение толщины масляной пленки h снижает интегральную величину расхода масла на угар.

В связи с тем, что вязкость масла уменьшается значительно больше, чем величина зазора h, то уменьшается и сила вязкого трения при движении поршня по масляной пленке

Етр =

VS

h где S — площадь контакта юбки или колец поршня с гильзой цилиндра; V — линейная скорость поршня.

В средней части гильзы цилиндра скорость движения поршня V достигает максимального значения и, следовательно, сила вязкого трения Р р будет максимальна. Поэтому снижение вязкости масляной пленки при возникновении газовой кавитации уменьшает силы вязкого трения в средней части гильзы цилиндра.

В зависимости от конструктивных особенностей ЦПГ (длина хода поршня, длина юбки, высота поршня) поршень может как выходить из эоны кавитации, так и частично оставаться в этой зоне. В последнем случае будет происходить уменьшение гидродинамических сил, в том числое и вблизи краев поршня при нулевой и малой скорости его поступательного движения, особенно при малой частоте вращения в переходных режимах. Это может привести к нежелательному снижению радиальной и угловой жесткости поршня в гильзе цилиндра и, следовательно, к таким нежелательным эффектам, как, например, стук поршней, износ рабочих поверхностей и т.д. Для устранения укаэанных недостатков подача питания на электромеханические преобразователи может производиться релейно (включением тумблера) после набора двигателем оборотов, Это позволяет снизить толщину масляной пленки и силу вязкого трения не в переходных режимах, а в стационарном режиме, когда реакция смазочной пленки максимальна. Следовательно, устраняется основное противоречие — завышение радиального давления кольца, несмотря на снижение общих толщин маоляных пленок снижается надежность работы ЦПГ, что приводит к повышенным износам, а занижение радиального давления кольца приводит к увеличению расхода масла на угар при высоких оборотах путем уменьшения радиального давления кольца и уменьшения вязкости масла эа счет кавитации при номинальных оборотах двигателя. Кроме того, пои описанном включении питания появля1663220 ным в ней поршнем, снабженным компрессионными и маслосьемными кольцами, о тличающаяся тем,что,сцелью повышения экономичности и мощности за

5 счет снижения вязкого трения и расхода масла на угар, в средней части гильзы цилиндра установлена группа поясов вибраторов, причем активная поверхность последних совпадает с внутренней поверх10 ностью гильзы, а на внешней поверхности гильзы закреплены электромеханические преобразователи. ется возможность при заданной конструкции поршня использовать более вязкие масла, а в установившемся режиме разжижать масло путем создания газовой кавитации в средней части гильзы, что ведет к уменьшению износа в переходных режимах.

Формула изобретения

Цилиндропоршневая группа преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащая гильзу цилиндра с установленPuz 2

Составитель А.Гладких

Редактор Ю.Середа Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор T.Ïàëèé

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2247 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5