Уплотнение пары цилиндр-поршень

 

Изобретение относится к уплотнитель ной технике и может быть использовано в конструкциях уплотнительных элементов двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и т. д. Целью изобретения является повышение герметичности и износостойкости уплотнения. Выполнение канавок 9 и 10 на наружной и внутренней поверхностях тороидального упругого кольца 3, установленного с натягом по цилиндру 8 в полукруглой канавке 1 поршня 2, приводит к изгибу сечения кольца н к упругому прижатию кольца 3 к цилиндру 8 по двум линиям, в результате чего повышается герметичность уплотнения. Заполнение канавок 9 и 10 консистентной смазкой приводит к постепенному подводу смазки через отверстия 13 к трущимся поверхностям кольца 3, образующим с цилиндром 8 в результате изгиба сечения кольца клиновые зазоры, благодаря чему повышается износостойкость уплотнения пары цилиндр-поршень. 1 з. п. ф-лы, 5 ил. Ј

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1691631

Ai (51)5 F 16 J 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

87гЗVZ

3 7 77 Ю

Й /г 5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4659576/29 (22) 07.03.89 (46) 15. 1 1.91. Бюл. № 42 (71) Сумское машиностроительное научнопроизводственное объединение им. М. В. Фрунзе (72) В. С. Марцинковский, Л. В. Черепов, E. А. Ивашнев и А. О. Пикалова (53 ) 62-762 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР № 903640, кл. F 6 J 9/00. 1979. (54) УПЛОТНЕНИЕ ПАРЫ ЦИЛИНДР—

ПОРШЕНЬ (57) Изобретение относится к уплотнитель ной технике и может быть использовано в конструкциях уплотнительных элементов двигателей внутреннего сгорания, компрес2 соров и т. д. Целью изобретения является повышение герметичности и износостойкости уплотнения. Выполнение канавок 9 и !О на наружной и внутренней поверхностях тороидального упругого кольца 3, установленного с натягом по цилиндру 8 в полукруглой канавке 1 поршня 2, приводит к изгибу сечения кольца и к упругому прижатию кольца 3 к цилиндру 8 пс двум линиям, в результате чего повышается герметичность уплотнения.

Заполнение канавок 9 и 10 консистентной смазкой приводит к постепенному подводу смазки через отверстия 13 к трущимся поверхностям кольца 3, образующим с цилиндром 8 в результате изгиба сечения кольца клиновые зазоры, благодаря чем : повышается износостойкость уплотнения пары цилиндр — поршень. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1691631

Формула изобретения

Изобретение относится к уплотнитсльной технике и может быть использовано в конструкциях уплотнительных элементов ДВС, компрессоров и т. д.

Цель изобретения — овышение герметичности и износостойкости уплотнения.

На фиг. 1 изображена конструкция уплотнения пары цилиндр †порше, продольный разрез; на фиг. 2 — кольцо и поршень в свободном состоянии, разрез; на фиг. 3— уплотнение пары в начальный момент сборки, разрез; на фиг. 4 — то же, в сборе с уплотнительным; на фиг. 5 — — то же, с консистентной смазкой.

Уплогнение выполнено в виде установленного в полукруглой канавке 1 поршня 2 упругого кольца 3 с тороидальными поверхностями 4 и 5 соответственно со стороны высокого и низкого давлений, а также цил и ндр ически ми поверхностями 6 и 7 соответственно со стороны поршня 2 и цилиндра 8, соосными с осью поршня 2 и цилиндра 8.

При этом на цилиндрических поверхностях 6 и 7 выполнены кольцевые канавки 9 и 10, причем канавка О со стороны поршня 2 выполнена асимметричного сечения с выемкой 11, смещенной в сторону высокого давления. Кроме того, кольцевые канавки 9 и 10 могут быть заполнены консистентной смазкой 12, например, дисульфид-молибденовой, и сообщены между собой рядом отверстий 13

В свободном состоянии между сферической поверхностью 4 пружинного кольца 3 и кромкой кольцевой канавки 1 со стороны высокого давления имеется зазор о.

Для обеспечения условий сборки начальный участок цилиндра 8 снабжен коническим ,.гастком 14, а концевой участок поршня выполнеll с цилиндрическим участком 15 с диаметром, меньшим диаметра основного тела поршня 2, расположенного за кольцевой канавкой 1.

Сборку устройства с уплотнением нары поршень — цилиндр осуществляют следуюIll,èì образом.

Пружинное кольцо 3 надевают в свободном состоянии через поверхность 15 на поршень 2 и устанавливают в кольцевую канавку 1. Затем вводят поршень 2 с кольцом 3 в цилиндр 8. Так как в свободном состоянии между сферической поверхностью 4 кольца 3 и кромкой кольцевой канавки 1 со стороны высокого давления имеется зазор 6, то при вхождении поршня 2 в конический участок

14 цилиндра 8 упругое кольцо 3 постепенно разворачивается, а зазор о выбирается.

При сборке пары цилиндр — поршень цилиндр последовательно воздействует на первый (по ходу поршня) бурт кольца 3, вызывая при. этом сначала проворот кольца в канавке поршня, а затем с коническим участком 14 поршня вступает в контакт второй бурт, при этом возникает пара сил, направленных от места контакта буртов с ци5 0

15 ?0 с Э

40 линдром к оси поршня и изгибающих поперечное сечение кольца относительно его оси.

Кольцо 3 скручивается (изгибается) по обе стороны от оси кольца, к тому же уплотнительное кольцо 3 может быть выполнено как металлическим, так и из неметаллических материалов.

В процессе работы пары кольцо оказывается постоянно прижатым к внутренней поверхности цилиндра за счет сил упругости материала уплотнительного кольца.

При этом, при вхождении поршня 2 в основной участок цилиндра 8 кольцо 3 самозапирается за счет упора кромок кольцевой проточки 9 со стороны цилиндра 8 в уплотняемую поверхность цилиндра 8. При этом контакт кольца 3 с цилиндром 8 будет осуществляться не по цилиндрической поверхности 7, а по острым кромкам (буртам) кольцевой проточки 9, принявшим клиновую форму, что обеспечивает более высокую уплотняющую способность кольца 3.

Уплотнение пары цилиндр †порше осуществляется следующим образом.

При движении поршня 2 внутри цилиндра 8 за счет внутренних напряжений в кольце 3 поддерживается постоянное прилегание его к стенке цилиндра 8, что обеспечивает высокую герметичность устройства. Крйме того, в случае прорыва газа со стороны высокого давления в кольцевую проточку 10 и канавку со стороны поршня 2, обеспечивается дополнительное поджатие кольца 3 к цилиндру. Поступивший при этом в кольцевую проточку 10 и канавку газ будет разворачивать пружинное кольцо 3 изнутри, одновременно прижимая его к цилиндру 8, что также будет способствовать повышению уплотняющей способности данного уплотнения. Г1ри частичном износе кромок кольца 3 со стороны кольцевой проточки 9 до образования зазора из-за трения, последняя будет выполнять роль камеры уплотнения лабиринтного типа, что также позволит снизить утечки рабочей среды и увеличить межремонтный срок работы устройства.

Консистентная- смазка 12, которая посте пенно поступает в процессе работы из-за разогрева контактирующих поверхностей в зону трения как из кольцевой проточки 9, так и по каналам 13 из кольцевой проточки !0, при этом последняя выполняет роль аккумулятора смазки. Поскольку такая смазка обладает малой вязкостью и текучестью и ее хватает на определенный срок работы (межремонтный период, между техобслуживаниями и т. д.), это приводит к снижению износостойкости пары.

1. Уплотнение пары цилиндр — поршень, выполненное в виде установленного в полукруглой канавке поршня упругого торои1691631 дального кольца, боковые поверхности которого выполнены тороидальными, отличающееся тем, что, с целью повышения износостойкости, наружные и внутренние поверхности кольца выполнены цилиндрическими, а на них выполнены кольцевые канавки, при этом канавка на внутренней поверхностивыполнена асимметричного сечения, смещенного относительно плоскости симметрыи кольца, а само кольцо размещено в канавке поршня так, что максимальная глубина его кольцевой канавки расположена со стороны высокого давления.

2. Уплотнен ие по п. 1, от.шчающееся тем, что, с целью повышения износостойкост и уплотнения, в кольце выполнены отверстия, соединяющие кольцевые канавки. а сами .канавки заполнены консистентной смазкой.

1691631

779 7 юг.

Составитель В. Гудименко

1 <ликтор М. Г<н<тнн Текред А. Кравчук Корректор А. Обручар

3;« ;«; 3

Вl!1!Иl (И 1осуларствснного комитета «<> изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж- 35, Рву шская наб., д. 4/5

I1ð<>«зводствснно-издательский комбинат «11атент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О!