Маслосъемное поршневое кольцо

 

Изобретение относится к двигателестроению в области конструкций маслосъемных поршневых колец (ПК) и позволяет создать хорошую приспособляемость и оптимизирует мэслосброс. Маслосьемное ПК содержит два рабочих пояска 1, разнесенных по оси и соединенных сплошной перегородкой 2. В нижнем опорном пояске выполнен симметричный относительно замка паз, величина которого определяется из соотношения I 0,063 --, где I - ширина паза, мм; D - диаметр поршневого кольца, мм; t - глубина паза, мм.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 02 F 5/00, F 16 J 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л)

4 (21) 4805631/06 (22) 21.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Одесский конструкторско-технологический институт по поршневым кольцаМ (72) А.P.Ïèêìàí (53) 621.43-242/3(088.8) (56) Заявка Ф РГ М 3318208, кл, F 16 J 9/20, опублик. 1984.,, Ы„„1731971 А1 (54) МАСЛОСЪЕМНОЕ ПОРШНЕВОЕ

КОЛЬЦО (57) Изобретение относится к двигателестроению в области конструкций маслосъемных поршневых колец (ПК) и позволяет создать хорошую приспособляемость и оптимизирует маслосброс. Маслосъемное IlK со-. держит два рабочих пояска 1, разнесенных по оси и соединенных сплошной перегородкой 2. В нижнем опорном пояске выполнен симметричный относительно замка паз, величина которого определяется из соотношения 1= 0,063 —, где! — ширина паза, мм;

D — диаметр поршневого кольца, мм; t — глубина паза, мм.2 ил.

1731971

Изобретение относится к двигателестроению в области конструкций маслосъемных поршневых колец.

Известны составные маслосъемные поршневые кольца, имеющие на рабочей поверхности между двумя опорными поясками кольцевую маслосборную и маслораспределительную канавку и в ней ряд прорезей для отвода снятого со стенок цилиндра масла, Это кольца коробчатого типа, как правило изготавливаемые из чугуна.

Количество маслоотводящих прорезей выбирается в зависимости от диаметра кольца, так, например, в чугунных кольцах тракторных двигателей количество прорезей колеблется от 8 до 12 шт. Маслоотводящие прорези располагаются по условиям прочности на расстоянии не менее длины прорези, а высота прорези составляет

= 0,45 от высоты кольца.

Такие кольца имеют следующие недостатки.

Наличие маслоотводящих прорезей создает переменную по периметру кольца жесткость; в процессе работы-.такого кольца в двигателе возникает явление "огранки".

Кольцо приобретает по периметру форму многогранника (по числу дренажных окон), а не окружности. Это происходит в результате неравномерной радиальной жесткости кольца и его деформации.

Ограничена возможность снижения высоты кольца из-за необходимости иметь прорези определенной высоты, Невозможность уменьшения массы кольца при заданных габаритных размерах сечения по условию прочности не позволяет улучшить приспосабливаемость и маслосьемную эффективность.

Известны составные маслосъемные кольца из стальной прокатной ленты. Изготавливаются штамповкой, образованием складок и гибкой с максимальной эффективностью.

Известно кольцо, состоящее из 2 полок, соединенных перемычкой, имеющей маслоотводящие прорези, и тангенциального расширителя.

В кольце с учетом особенностей материала увеличено число маслоотводящих прорезей и уменьшены промежутки между ними, Однако это не исключает радиальных деформаций, способствующих образованию "огранки".

Уменьшить эффект "огранки" маслосьемного кольца можно путем продолжительной его притирки по наружной поверхности.

Каждый из указанных способов повышает трудоемкость изготовления колец, но при этом не устраняет полностью явления "or5

""5

55 ранки". Следует также указать на то, что наличие дренажей усложняет процесс хромирования наружной поверхности кольца.

Наличие дренажных окон в кольце обязывает создавать дренажные отверстия в поршне за кольцом, что снижает уплотнительные функции кольца, а следовательно, требует установки дополнительных колец.

Наиболее близким к изобретению является маслосъемное кольцо коробчатого типа, имеющее на рабочей поверхности между двумя опорными поясками частично трапециедальной формы кольцевую маслосборную и маслораспределительную канавку, в которой отсутствуют маслоотводящие прорези.

Возврат масла происходит через световой зазор, образованный некруглостью поршня и цилиндра, Такое кольцо при работе в двигателе обладает повышенной прилегаемостью (приспособляемостью), не дает эффекта

"огранки", так как отсутствуют радиальные деформации. Обладает достаточной жесткостью в осевом направлении, что гарантирует перпендикулярность положения скребковых выступов к стенке цилиндра и улучшает маслосъемный эффект.

Существенным недостатком такого кольца является то, что при хорошей приспособляемости кольца величина светового зазора между кольцом и стенкой цилиндра минимальна и, практически, случайна. Отсутствие конструктивно заданного зазора приводит к тому, что в наиболее ответственный период времени, когда поршень имеет наибольшую скорость, а съем масла максимален, возникает повышенное давление масла в пространстве между двумя опорными (рабочими) поясками, и под воздействием этого давления происходит отжим кольца (при этом и нижнего и верхнего пояска), что снижает эффективность работы кольца в целом.

Цель изобретения — оптимизация маслосброса поршневого кольца и, таким образом, повышение эффективности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в маслосъемном поршневом кольце, преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащем два рабочих опорных пояска, разнесенных в осевом направлении и соединенных сплошной перегородкой, в нижнем рабочем пояске на полную его высоту и радиальную глубину выполнен симметричный относительно замка паз, величина которого определяется из соотношения! =0,063—

D с где — - ширина паза, мм;

1731971

0 — диаметр поршневого кольца;

t-- радиальная глубина паза,мм.

На фиг. 1 показано поршневое кольцо в изометрии; на фиг. 2 — поршневое кольцо, вид сбоку.

Кольцо содержит два рабочих пояска 1 (фиг. 1), разнесенных в осевом направлении и соединенных сплошной перегородкой 2. В нижнем опорном пояске выполнен симметричный относительно замка паз 3 (фиг. 2).

Расположение паза симметрично замку обосновывается тем, что изгибающие моменты в этой зоне кольца практически равны нулю, Такое расположение паза не оказывает влияния на плавность изменения кривой кольца при переходе его иэ свободного в рабочее состояние, таким образом в этом кольце устранен недостаток, который присущ маслосъемным кольцам с дренажными прорезями по периметру.

Предлагаемое кольцо работает следующим образом.

При движении поршня вниз каждый опорный поясок 1 кольца (как верхний, так и нижний) снимает определенный слой масла с поверхности цилиндра. Масло, снимаемое с поверхности цилиндра верхним опорным пояском, заполняет маслосборную канавку между поясками и в случае повышения давления отводится через паз 3 в нижнем пояске и далее через дренажные отверстия в поршне.

Мгновенный объем снимаемого пояском масла зависит от удельного давления кольца на стенку цилиндра, конфигурации поперечного сечения опорного пояска кольца, толщины масляного слоя, которая, в свою очередь, зависит от многих факторов.

Размер паза таков, что обеспечивает оптимальный маслосброс снимаемого кольцом масла (в значительной степени зависит от параметров кольца).

Экспериментально-расчетным путем определено соотношение, связывающее размер паза I с параметрами кольца

I =0,063 —с

Пример. Испытывалось кольцо коробчатого типа, маслосъемное для двигателей внутреннего сгорания модели Д-240 Минского моторного завода. Кольцо имеет диаметр .110 мм, два опорных пояска, разнесенных в осевом направлении, соеди5 ненных сплошной перегородкой. В нижнем рабочем опорном пояске кольца выполнен паз на полную высоту пояска и радиальную глубину. В данном конкретном случае глубина паза равна 1 мм.

10 Толщина слоя масла, снимаемого верхним пояском, равна в среднем 0,020 мм.

Учитывая указанные параметры, находят, что ширина паза в кольце должна быть равна 7 мм. Паз выполнен симметрично к

15 замку — по 3,5 мм с каждой его стороны.

Проведено восемь угарных циклов. Продолжительность каждого цикла 5 ч. Испытания показали, что расход масла (на угар) при применении предлагаемого кольца в сред20 нем составляет 0,92 (от расхода топлива).

Серия испытаний известного кольца показала, что с применением такого кольца расход масла повышается до 1,34 .

Таким образом, следует, что примене25 н ие и редла гаемого кол ьца оптимизирует маслосброс, уменьшая расход на 0,4 в сравнении с известным..

Кроме того, кольцо с пазом в замке, не подвергаясь "огранке" и сохраняя хорошую

30 приспособляемость, проявляет высокие уплотн ител ьн ые свойства.

Применение таких колец даст экономию до 6 тыс. рублей на каждую партию двигателей в 1000 шт. (двигатели Д-240).

Формула изобретения

Маслосъемное поршневое кольцо преимущественно для двигателей внутреннего сгорания, содержащее два рабочих опорных

40 пояска, разнесенных в осевом направлении и соединенных сплошной перегородкой, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью оптимизации маслосброса, в нижнем рабочем пояске на полную его высоту и радиальную

45 глубину выполнен симметричный относительно замка паз, величина которого определяется из соотношения! = 0,063 D/t, где!— ширина паза, мм; 0 — диаметр поршневого кольца, мм; t — радиальная глубина паза, мм.

1731971

25

35

45

Составитель А.Гладких

Техред М. Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор B.Äàíêî

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

Заказ 1565 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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