Поршневое уплотнение

 

Изобретение относится к двигателестроению в области конструкций поршневых колец, в частности к универсальным конструкциям исходных составных элементов. Изобретение позволяет улучшить компрессионные и малосъемные свойства. Поршневое кольцо выполнено из унифицированных элементов - кольцевого элемента 1 из стального проката U-образного профиля и волнистого расширителя 2 из стальной ленты при следующем соотношении параметров: t-(1.5...1,6)b. h(0.25...0.28)b. c b-2h (0,1...0,15), (0,07...0,1), где b - высота кольца: t - радиальная толщина U-образного профиля; h - толщина полок U-оБразного профиля; с - ширина ленты расширителя; А - амплитуда (высота) расширителя. Конструкция кольца позволяет из единых исходных элементов - U-образного проката и волнистого расширителя, формировать поршнекомплект в целом. Применение волнистого расширителя в обоих исполнениях колец обеспечивает высокие ком прессионные и малосъемные свойства поршневых колец. 2 з. п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F02 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° »

К ABTOPCКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768409/06 (22) 31.10.89 (46) 15.04.92. Бюл, N. 14 (71) Одесский конструкторско-технологический институт по поршневым кольцам (72) Г. С. Зайковский и А. И. Флаксин (53) 621.43-762.444(088.8) (56) Патент США N. 3901131, кл. F 16 J 1/00, 1973. (54) ПОРШНЕВОЕ УПЛОТНЕНИЕ (57) Изобретение относится к двигателестроению в области конструкций поршневых колец, в частности к универсальным конструкциям исходных составных элементов.

Изобретение позволяет улучшить компрессионные и малосъемные свойства. Поршне:вое кольцо выполнено из унифицированных элементов — кольцевого элемента 1 из стальИзобретение относится к двигателестроению в области конструкции поршневых колец, в частности к универсальным конструкциям исходных составных элементов.

Известно компрессионное поршневое кольцо U.— îáðàçíîé формы, выполненное из стальной ленты, помещенное одной полкой в выточку, а другой полкой — в канавку поршня, поджимаемое к стенке цилиндра упругим полимерным элементом.

Известно также маслосъемное поршневое кольцо U-образной формы, выполненное иэ стальной ленты, с окнами для выступов пластинчатого расширителя.

Основными недостатками известных .конструкций являются отсутствие осевой жесткости полок U-образного кольца, так как толщина их в 5-6 раз меньше осевой,, Ы,, 1726824 А1 ного проката U-образного профиля и волнистого расширителя 2 из стальной ленты при следующем соотношении. параметров:

t-(1,5...1,6)Ь, h=(0,25...0,28)Ь, с-Ь-2h-(0,1...0,15), А=Ь-(0,07...0,1), где Ь вЂ” высота кольца; t — радиальная толщина 0-образного профиля;- h — толщина полок 0-образного профиля; с — ширина ленты расширителя; А — амплитуда (высота) расширителя. Конструкция кольца позволяет иэ единых исходных элементов — U-образного проката и волнистого расширителя, формировать поршнекомплект в целом. Применение .волнистого расширителя в обоих исполнениях колец обеспечивает высокие компрессионные и малосъемные свойства поршневых колец. 2 з, и . ф-лы, 3 ил. высоты кольца; в компресаионном исполнении кольцо связано с поршнем своими полками и при переКладке поршня его движение ограничено, а также упругость полимерного элемента не обеспечивает не; обходимую силу поджима кольца к стенке О цилиндра; в маслосъемном исполнении Э форма расширителя не обеспечивает равно- фь мерный поджим кольца к стенке цилиндра, так как расширитель не по всему периметру,Ь" опирается не буртики кольца: бол шая высота колец относительно их радиальной ширины снижает их компрессионные и маслосъемные функции.

В некоторой степени этих недостатков лишено компрессионное поршневое кольцо

U-образной формы иэ тонкой стальной ленты, которое имеет металлический расшири1726824 ель, обеспечивающий достаточный поджим кольца к стенке цилиндра, . Однако в остальном ему присущи те же недостатки, что и другим известным устройствам.

Цель. изобретения — улучшение компрессионных.и маслосьемных свойств колец.

Поставленная цель достигается тем, что поршневое кольцо, состоящее из кольцевого элемента U-образного профиля и расширителя, выполнена из единых исходных элементов — стального проката 0-образного профиля и волнистого расширителя из стальной ленты, при следующих соотношен иях па раметров: t=(1,5...1,6)Ь, h==(0,25...0,28)Ь; c=b — 2h — (0,1.„0,15); A=b—

-(0,07...0,1), где Ь вЂ” высота кольца; с — радиальная толщина. U-профиля; h — толщина полок U-образного профиля; с — ширина ленты расширителя; А — амплитуда (высота) расширителя.

При выполнении кольца в качестве компрессионного кольцевой U-образный элемент обращен перемычкой к периферии кольца, а расширитель расположен торцами волн горизонтально между полками кольцевого элемента, При выполнении кольца в качестве маслосьемного кольцевой U-образный элемент обращен своими полками наружу, а перемычкой внутрь кольца, а волнистый расши ритель расположен вертикально и опирается торцом волны на перемычку кольца, Такая конструкция кольца из единых исходных элементов U-образного проката и волнистого расширителя позволяет формировать поршнекомплект в целом. Для создания необходимых поджимных усилий в обеих исполнениях колец применен волнистый расширитель. что обеспечивает высокие компрессионные и маслосьемные свойства поршневых колец.

На фиг. 1 изображены компрессионные и маслосьемные кольца, выполненные иэ единых исходных элементов и установленные в канавках поршня, поперечное сечение; на фиг. 2 и 3 — фрагменты соответственно компрессионного и маслосьемного колец, изометрия, Поршневые кольца состоят из кольцевого элемента 1 U-образного профиля и волнистого расширителя 2 тангенциального типа, 5

Кольцевой элемент 1 изготовлен из стального проката (ленты) U-образного профиля методом навивки и содержит две торцовые (горизонтальные) полки 3 и соединительную перемычку 4. Для компрессионных колец перемычка 4 0-образного кольцевого элемента обращена в сторону периферии кольца и образует его рабочую поверхность 5, а полки 3 обращены внутрь . кольца.

5 В маслосьемном исполнении кольца полки 3 О-образного элемента 1 обращены к периферии кольца, образуя маслосьемные рабочие пояски 6, а перемычка 4 обращена внутрь кольца, 10. Танген циальн ый волнистый расширитель 2 изготавливается из сталЬной ленты толщиной 0,3-0,5 мм.

В компрессионном кольце (фиг. 2) вол15 нистый расширитель расположен. горизонтально торцами волн 7 между полками 3 . кольцевого элемента 1, а в маслосъемном кольце (фиг. 3) вертикально, опираясь тор- цом волн 7. в перемычку 4 кольцевого эле20 мента 1, В маслосьемном кольце в перемычке 4 U-образного элемента выполнены по периферии дренажные отверстия 8.

Единые исходные элементы 0-образный профиль и волнистый расширитель вы25 полнены при следующих соотношениях параметров: t=(1,5...1,6)b; h=(0,25...0,28)Ь; c=b-2h-(0,1...0,15); А= Ь-(0,07...0,1), где Ьвысота кольца; t — радиальная. толщина Uобразного профиля; h — толщина полок О30 образного профиля;, с — ширина ленты . расширителя; А — амплитуда (высота) расширителя.

Так, например, для компрессионного кольца тракторного двигателя с диаметром

35 цилиндра 110 мм предлагаемый профиль имеет размеры: Ь=З.мм, t=4, 8 мм. h=0,75 мм.

Расширитель для такого кольца изготавливается из ленты шириной c=1,4 мм, с амплитудой (А) волны 2,9 мм, что соответствует

40 требованиям ГОСТ 621 — 87 для компрессионных колец.

При вводе поршня 9 в цилиндр 10 кольцевые элементы 1 обжимаются за счет наличия зазора в их замках и сжимают вдоль

45 окружности волнистые пружинные расширители 2, уменьшая межшаговое расстояние между петлями и следовательно поджимные усилия его. увеличиваются на заданную величину упругости колец. При

50 возвратно-поступательном движении поршня 9 компрессионные кольца, поджатые к стенке цилиндра 10 пружиной расширителя

2, выполняют уплотнительные функции. При этом торцовые (горизонтальные) полки бла5 годаря наличию между ними волнистого расширителя 2 не прогибаются и плотно прилегают к стенкам канавки 11 поршня 9, увеличивая по сравнению с прототипом уплотнительную эффективность.

Маслосьемное поршневое кольцо. так как оно выполнено из единых исходных за1726824 готовок, имея уменьшенную осевую высоту и по маслу на 6-8ф и снизить себестоии большую осевую жесткость, обладает по- мость поршнекомплекта. вышенной маслосьемной способностью по Формула изобретения сравнению с обычными маслосъемными 5 1. Поршневое уплотнение,содержащее кольцами, кольцевой элемент 0-образного профиля с

Снятое рабочими поясками 6 верхней. верхней и нижней полками, соединенные полки 3 маслосьемного кольца масло отво- перемычкой с расширителем, о т л и ч а юдится через дренажные отверстия 8 в перв- щ е е с я тем, что, с целью улучшения компмычке4 в закольцевое пространствоидалее 10 рессионных и маслосъемных свойств., расчерез окна 12 в стенке порШня 9 сбрасыва- ширитель выполнен волнообразного ется в картер. Снятое со стенки цилиндра 10 профиля, причем .t=(1,5... 1,6)b, рабочим пояском 6 нижней полки 3 кольце- . h=(0,25...0,28)b. c=b-2h-(0,1...0,15). А-bвого элемента 1 масло отводится непосре - . -(0,07...0,1), где b — осевая высота кольцевого ственно через окна 12 в стенке поршня. . 15 элемента; t — радиальная толщина кольцевоТаким образом, применение порщне- ro элемента;,h — толщина полок кольцевого вых колец предлагаемой конструкции c0-, элемента:с-осеваявысота.расширителя;А здает следующие и реимущества: — амплитуда волнообразного профиля раси редлагаемое соотношение параметров . ширителя. конструкции поршневого кольца обеспечи- 20 2. Уплотнение по и. 1, о т л и ч а ю щ е евает его осевую устойчивость и высокую: с я тем, что перемычка расположена на пеприлегаемость к стенкам канавки поршня, риферии кольцевого элемента, а полками равномерную необходимую упругость дая внутрь, причем расширитель установлен колец в обоих исполнениях, что обеспечива- . между полками кольцевого элемента, кан ет высокие уплотняющие и маслосбрасыва- 25 тактируя обеими торцовыми поверхностями ющие свойства: выполнение с внутренними торцовыми поверхностями компрессионных и маслосъемных колец йз полок кольцевого элемента. унифицированных исходных элементов (О- 3. Уплотнение по и. 1, о т л и ч а ю щ е е-. образного прокатного профиля расширите- с я тем, что перемычка расположена по внутля волнистого типа) создает:30 реннему диаметру кольцевого элемента, а технологические преимущества и снижает . полки выполнены по периферии .кольца, себестоимость поршнекомплекта в целом.. причем торцовые поверхности расширитеОсобенности конструкции поршневых ля выполнены по внешнему и внутреннему колец, унификация деталей.в поршнекомп- .. em диаметру, а торцовая поверхность раслекте, простота и высокая технологичность 35 ширителя, выполненная по его внешнему

его элементов позволяет повысить эконо- диаметру, контактирует с-перемычкой кольмичнс ть работы ДВС по топливу на 1 2$ цевого элемента.. 1726824

1f

Составитель А . Гладких

Редактор Н . Киштулинец Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Заказ 1704,Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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