Поршень

 

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить эффективность поршневого узла. Поршневой узел включает поршневое кольцо 1, установленное в канавке 2 поршня 3, и уплотнительный элемент4, помещенный в кольцевую проточку 5 на наружной поверхности поршня над канавкой 2. Уплотнительный элемент 4 выполняется из тонкой металлической ленты (например, стальной), изогнутой по плоскости , или из проволоки круглого сечения (например , стальной) в виде пружинящего внутрь кольца браслетного типа, контактирующего одновременно со скосом 6 на верхнем торце 7 поршневого кольца 1 и со стенкой 9 проточки 5, перекрывая при этом зазор 10 между кольцом 1 и верхней полкой 8 канавки 2 поршня 3. Применение наружного уплотнительного элемента исключает возможность прорыва газов и продуктов сгорания в закольцевор пространство через зазор между кольцом и стенкой канавки поршня, чем исключает залегание кольца, повышает компрессионные свойства и долговечность узла. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 02 Р 5/00, F 16 J 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я 101 7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798790/06 (22) 05.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. N. 17 (71) Одесский конструкторско-технологический институт по поршневым кольцам (72) А.И.Флаксин и С.В.Кобяков (53) 621.43-242.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1416727, кл. F 16 J 9/00, 1988. (54) ПОРШЕНЬ (57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить эффективность поршневого узла. Поршневой узел включает поршневое кольцо 1, установленное в канавке 2 поршня 3, и уплотнительный элемент 4, помещенный в кольцевую проточку 5 на наружной поверхности поршня над канавкой 2. Уплотнительный элемент 4 выполняется из тонкой металлической ленты (например, стальной), изогнутой по плоскости, или из проволоки круглого сечения (например, стальной) в виде пружинящего внутрь кольца браслетного типа, контактирующего одновременно со скосом 6 на верхнем торце 7 поршневого кольца 1 и со стенкой 9 проточки 5, перекрывая при этом зазор 10 между кольцом 1 и верхней полкой

8 канавки 2 поршня 3. Применение наружного уплотнительного элемента исключает возможность прорыва газов и продуктов сгорания в закольцевоР пространство через зазор между кольцом и стенкой канавки поршня, чем исключает залегание кольца, повышает компрессионные свойства и долговечность узла. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1731970

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкции поршней.

Известны поршни, содержащие поршневое кольцо с стальным уплотнительным элементом из рассеченного пополам пластинчатого сегмента, устанавливаемого для перекрытия закольцевого пространства в прорезях на внутренней поверхности кольца и на дне канавки поршня.

Основными недостатками таких уплотнений являются; возможность потери подвижности (залегание) поршневого кольца в канавке поршня в результате "закоксования" продуктами сгорания зазора между верхним торцом кольца и полкой канавки из-за перекрытия закольцевого пространства уплотнительным элементом и, как следствие, увеличение расхода двига. елем топлива и масла; увеличение количества лабиринтов в одном поршневом узле может привести к повышению температуры в верхней части поршня, что снижает его долговечность и способствует быстрому "закоксованию"; сложность установки и сборки уплотнения на поршне.

Известен поршень, в котором в поршневом кольце уплотнительный элемент из стальной ленты, изогнутый на ребро в виде кольцевого сегмента, также своим внутренним участком расположен в проточке на дне канавки поршня, а. наружный участок контактирует со скосом на внутренней поверхности кольца.

Однако такому поршневому узлу присущи следующие недостатки: не исключены причины, приводящие к

"залеганию" поршневого кольца, так как его уплотнительный элемент перекрывает закольцевое пространство; повышаются потери на трение в результате скользящего контакта скоса поршневого кольца с уплотнительным элементом; значительная сложность установки уплотнительного элемента в проточке на дне канавки поршня, так как, имея собственную упругость, диаметр его внутренней поверхности в свободном состоянии больше или совпадает с диаметром дна канавки поршня, Цель изобретения — повышение топливной экономичности ДВС.

Указанная цель достигается тем, что в поршне, содержащем поршневое кольцо, установленное в канавке поршня, уплотнительный элемент, размещенный в проточке поршня и контактирующий с поршневым кольцом по скосу, уплотнительный элемент выполнен в виде пружинящего внутрь кольца браслетного типа, проточка выполнена над канавкой поршня, а скос — на верхнем торце поршневого кольца, причем кольцо браслетного типа контактирует с внутренней стенкой проточки.

5 . Кольцо браслетного типа может быть выполнено из металлической ленты, изогнутой по плоскости, или из металлической про50

45 волоки круглого сечения. В качестве материала для кольца браслетного типа используется сталь.

Применение наружного уплотнительного элемента исключает возможность прорыва газов и продуктов сгорания в закольцевое пространство через зазор между кольцом и стенкой канавки поршня, чем исключает "залегание" кольца, повышает компрессионные свойства и долговечность конструкции.

На фиг, 1 показана часть поршня с уплотнительным элементом из металлической ленты, разрез; на фиг. 2 — часть поршня с уплотнительным элементом из проволоки круглого сечения, разрез; на фиг. 3 — фрагмент заявляемого поршня в изометрии.

Конструкция поршня включает поршневое кольцо 1, установленное в канавке 2 поршня 3, и уплотнительный элемент 4, помещенный в кольцевую проточку 5 над канавкой 2 поршня 3.

Входящее в заявляемую конструкцию поршневое кольцо 1, например компрессионное с сечением в виде двухсторонней трапеции, имеет на обоих торцах технологические скосы 6.

Уплотнительный элемент 4 может быть выполнен из тонкой металлической ленты (например, стальной), изогнутой по плоскости, или из проволоки круглого сечения (например, стальной) в виде пружинящего внутрь кольца браслетного типа. Применение уплотнительного элемента из проволоки круглого сечения наиболее целесообразно для колец с большой радиальной толщиной, что позволяет не допустить уменьшение поверхности контакта торца 7 поршневого кольца 1 с верхней полкой 8 канавки 2 поршня 3.

Уплотнительный элемент 4 помещен в проточке 5 на наружной поверхности поршня 3 и контактирует одновременно со скосом 6 на верхнем торце 7 поршневого. кольца 1 и со стенкой 9 проточки 5, перекрывая при этом зазор 10 между кольцом 1 и верхней полкой 8 канавки 2 поршня 3.

При этом глубина проточки 5 выполнена большей, чем толщина ленты или диаметр проволоки уплотнительного элемента 4, чтобы он не выступал за наружную поверхность поршня, 1731970

15

Сборка заявляемой конструкции производится следующим образом.

В канавку 2 поршня 3 устанавливается поршневое кольцо 1, после чего в проточку

5 над поршневой канавкой 2 помещается предварительно разжатый уплотнительный элемент 4, пружинящий внутрь.

При вводе поршня 3 в цилиндр 11 поршневое кольцо 1 обжимается по окружности, а уплотнительный элемент 4 благодаря тому, что он пружинит внутрь, плотно прижимается к стенке 9 проточки 5 и скосу 7 на поршневом кольце 1, перекрывая зазор 10 между кольцом 1 и верхней полкой 8 канавки 2 поршня 3.

При работе двигателя на тактах сжатия и рабочем ходе, т.е. когда необходима максимальная компрессия, уплотнительный элемент 4 под воздействием сжимаемого воздуха (смеси) или горячего газа плотно поджимается к стенке 9 проточки и скосу 6 на верхнем торце 7 поршневого кольца 1, герметизируя зазор 10 между ним и верхней полкой 8 канавки 2 поршня 3, изолируя закольцевое пространство от проникновения туда газов и продуктов сгорания, исключая тем самым возможность закоксования зазоров и "залегания" кольца.

Таким образом, применение заявляемого решения обеспечивает увеличение компрессионных свойств поршневого кольца, позволяя получить заданную мощность двигателя при меньшей затрате топлива, обеспечивая большую надежность работы по сравнению с известным поршнем.

Кроме того, применение предлагаемой конструкции позволяет сократить количество компрессионных колец в поршне до одногодвух, что приводит к уменьшению потерь на трение и, как следствие, к повышению топливной экономичности двигателя.

Применение уплотнительного элемента предлагаемой конструкции возможно для колец любого назначения, например, маслосъемного кольца коробчатого типа, При этом, поскольку зазор между кольцом и верхней полкой кольцевой канавки герметизируется, верхний рабочий выступ этого кольца помимо маслосъемных будет иметь и компрессионные свойства, т.е. кольцо станет двухфункциональным.

Применение такого двухфункционального кольца и одного верхнего компрессионного типа обеспечивает возможность создания двухколечного поршневого комплекта.

Установка предлагаемого уплотнительного элемента над канавкой первого компрессионного кольца повышает жаростойкость и долговечность поршня, особенно его верхней части, работающей в условиях высоких температур и давлений. К достоинствам предлагаемой конструкции следует отнести также высокую технологичность выполнения всех деталей и возможность его применения на двигателях, уже находящихся в эксплуатации, а также для оснащения пневмокомпрессоров. Простота установки деталей узла обеспечивает возможность автоматизации процесса сборки деталей ЦПГ двигателя.

Особенности конструкции, высокая надежность элементов поршня позволяют повысить компрессионные свойства комплекта поршневых колец и снизить минимум на 1-1,5 Д расход топлива (примерно

50-60 тыс, тонн в год только в области тракторного и комбайнового двигателестроения). Простая технология изготовления и сборки поршня, возможность уменьшения количества колец в комплекте снижает его стоимость на 30-35 .

Формула изобретения

1. Поршень, содержащий поршневое кольцо, установленное в канавке поршня, уплотнительный элемент, размещенный в проточке. поршня и контактирующий с поршневым кольцом по скосу, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности, уплотнительный элемент выполнен в виде пружинящего внутрь кольца браслетного типа, проточка выполнена под канавкой поршня, а скос — на верхнем торце поршневого кольца, причем кольцо браслетного типа контактирует с внутренней стенкой проточки.

2. Поршень по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что кольцо браслетного типа выполнено из металлической ленты, изогнутой по плоскости.

3. Поршень по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что кольцо браслетного типа выlloëнено из металлической проволоки круглого сечения.

4. Поршень по пп,2 и 3, отлича юшийся тем, что в качестве материала для кольца браслетного типа используется сталь, 1731970

Я О 8 7

Редактор В.Данко

Заказ 1565 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 б

Составитель Л.Осадчая

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская