Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания

Авторы патента:

Гуреев Виктор Михайлович (RU)

Дружинин Анатолий Матвеевич (RU)

Гараев Айдар Рустамович (RU)

F02F5/00 - Поршневые кольца

Владельцы патента RU 2561787:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. В маслосъемном поршневом устройстве двигателя внутреннего сгорания, содержащем установленные в одной поршневой канавке пакет маслосъемных колец и расширительное кольцо, на рабочих поверхностях маслосъемных колец, кроме верхнего, выполнены осевые пазы. Расширительное кольцо расположено над верхним маслосъемным кольцом, при этом количество пазов и их размеры увеличиваются в каждом ниже установленном маслосъемном кольце. Рабочие поверхности всех маслосъемных колец выполнены со скосом в сторону их верхнего торца. Изобретение повышает надежность работы двигателя за счет качественной очистки стенок цилиндра от излишков масла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Известны маслосъемные поршневые устройства двигателей внутреннего сгорания, содержащие два раздельных скребковых элемента с расширителями различной конструкции (Заявка №53-22204, Япония, 1978; Заявка №59-20859, Япония, 1984; авторское свидетельство №1312217, СССР, 1985; патент RU №2499901 C1, 2013).

Известно маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2447307, МПК F02F 5/00, опубл. 10.04.2012), содержащее скребковые элементы, выполненные в форме односторонней трапеции, и расположенное между ними расширительное кольцо с радиальными пазами, наиболее близкое к заявляемому и принятое за прототип. Однако в известном устройстве расположение радиальных пазов на расширительном кольце ограничивает его минимальные размеры, так как в процессе работы двигателя на расширительное кольцо действуют высокочастотные вибрационные нагрузки, вызывающие появление усталостных напряжений в месте расположения пазов, приводящие к разрушениям самого кольца. Осевое направление перемещения поршня и радиальное направление вытеснения масла из полости поршневой канавки через достаточно ограниченное пространство радиальных пазов на расширительном кольце и сливные отверстия поршневой канавки вызывают повышенное гидравлическое сопротивление, которое оказывает существенное влияние на эффективность работы маслосъемного устройства. Кроме того, при длительной эксплуатации радиальные пазы, выполненные на расширительном кольце, служат концентраторами усталостных напряжений, которые могут привести к поломке кольца, заклиниванию поршня и поломке двигателя.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности и надежности и ресурса работы двигателя за счет качественной очистки стенок цилиндра от излишков масла.

Технический результат достигается тем, что в маслосъемном поршневом устройстве двигателя внутреннего сгорания, содержащем установленные в одной поршневой канавке пакет маслосъемных колец и расширительное кольцо, новым является то, что на рабочих поверхностях маслосъемных колец, кроме верхнего, выполнены осевые пазы, а расширительное кольцо расположено над верхним маслосъемным кольцом, при этом количество пазов и их размеры увеличиваются в каждом ниже установленном маслосъемном кольце.

Рабочие поверхности маслосъемных колец выполнены со скосом в сторону их верхнего торца.

На чертеже представлено частичное сечение двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, расширительное кольцо 3, верхнее маслосъемное кольцо 4 и маслосъемные кольца 5, 6 с осевыми пазами 7 на рабочих поверхностях. Рабочие поверхности маслосъемных колец 4, 5, 6 выполнены со скосом в сторону их верхнего торца.

Маслосъемное поршневое устройство работает следующим образом.

При движении поршня в нижнее положение первым вступает в работу нижнее маслосъемное кольцо 6 с наибольшим количеством осевых пазов 7 и наименьшим гидравлическим сопротивлением масла продвижению поршня. Маслосъемное кольцо 5, имея меньшее количество пазов 7, перекрывает пазы 7 кольца 6, вытесняя через них свою часть масла, снятого им со стенки цилиндра 1. Верхнее маслосъемное кольцо 4 осуществляет функцию «чистильщика» и, перекрывая пазы 7 кольца 5, вытесняет через них остатки масла, формируя расчетную толщину масляной пленки на стенке цилиндра 1. Такое дифференцирование съема масла со стенки цилиндра 1 несколькими маслосъемными кольцами обеспечивает расчетную толщину масляной пленки на стенке цилиндра 1, преодолевая наименьшее гидравлическое сопротивление при огромных скоростях перемещения поршня, повышая полезную работу двигателя. В зависимости от размеров цилиндра 1, скоростей перемещения поршня 2 и требований к толщине масляной пленки, оставляемой на стенке цилиндра 1, количество маслосъемных колец с осевыми пазами 7 может быть различным, практически от двух и более. При движении поршня в верхнее положение скосы всех маслосъемных колец «наезжают» на масляную пленку, сохраняя ее расчетную величину, предохраняя попадание излишков масла в камеру сгорания.

Маслосъемное поршневое устройство с набором относительно тонких маслосъемных колец с осевыми пазами обеспечивает расчетную толщину масляной пленки на стенке цилиндра, наименьшее механическое и гидравлическое сопротивление перемещению поршня, минимально возможный расход масла, уменьшает содержание вредных и загрязняющих примесей в выхлопных газах. Конструкция технологична в изготовлении, обладает повышенным ресурсом.

1. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания, содержащее установленные в одной поршневой канавке пакет маслосъемных колец и расширительное кольцо, отличающееся тем, что на рабочих поверхностях маслосъемных колец, кроме верхнего, выполнены осевые пазы, а расширительное кольцо расположено над верхним маслосъемным кольцом, при этом количество пазов и их размеры увеличиваются в каждом ниже установленном маслосъемном кольце.

2. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания по п. 1, отличающееся тем, что рабочие поверхности маслосъемных колец выполнены со скосом в сторону их верхнего торца.

Изобретение относится к способу изготовления снабженного стыком поршневого кольца. При изготовлении кольцеобразное металлическое тело, по меньшей мере, в зоне его внешней периферийной поверхности покрывается, по меньшей мере, одним твердым слоем, причем вслед за этим покрытием внутренняя периферийная поверхность поршневого кольца, по меньшей мере, частично обрабатывается путем съема материала с уменьшением толщины стенки.

Деталь, имеющая, по меньшей мере одну износостойкую поверхность, и сборочная единица, содержащая такую деталь // 2549275

Группа изобретений имеет отношение к износостойким деталям, используемым в двигателях внутреннего сгорания. Деталь имеет, по меньшей мере, одну износостойкую поверхность, являющуюся рабочей поверхностью контакта, по меньшей мере, одну поверхность, которая примыкает к вышеуказанной износостойкой поверхности, и, по меньшей мере, один износостойкий слой.

Поршневая машина // 2541442

Изобретение касается ремонта или тюнинга двигателей внутреннего сгорания. Цилиндропоршневая группа содержит цилиндр 1, поршень 3 с поршневыми канавками 4 и 5, размещенные в поршневых канавках компрессионные кольца 6 и 7 с выборками 8 и 9, стопорные элементы 10 и 11, которые фиксируют компрессионные кольца 6 и 7 соответственно на поршне 3, вкладыше 13 и 14, которые размещены в выемках 15 и 16 на боковой поверхности поршня 3 между поршневыми канавками 4 и 5, при этом выемки 15 и 16 размещенные таким образом, который тепловой зазор 21 компрессионного кольца 6 находится между ними, причем оппозитно последнему размещенный тепловой зазор 22 компрессионного кольца 7.

Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания // 2535599

Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания // 2535598

Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания // 2535514

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. В поршневой канавке установлены верхнее трапециевидное маслосъемное кольцо трапециевидный расширитель и нижнее трапециевидное маслосъемное кольцо, на верхнем торце которого выполнены радиальные пазы для отвода масла, снятого со стенки цилиндра верхним кольцом, в придонную полость поршневой канавки и далее через конические отверстия во внутреннюю полость поршня.

Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания // 2499901

Изобретение относится к машиностроению. В поршневой канавке (7) установлены верхнее скребковое кольцо (3) и нижнее скребковое кольцо (6), между которыми расположено расширительное кольцо (4) с радиальными пазами (5), сообщающими полость, расположенную между стенкой цилиндра (1) и поверхностью внешнего диаметра кольца (4) с придонной полостью поршневой канавки (7), причем общий угол наклона торцов скребковых колец (3) и (б) и расширительного кольца (4) не менее 10°.

Поршневая машина // 2497002

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, авторемонту и к компрессорному оборудованию, поршневой машине, содержащей цилиндропоршневую группу, включающую поршень с размещенными в его канавках компрессионными кольцами, и имеющей два вкладыша, установленные в выемках на боковой поверхности поршня, а также конструктивные узлы, предназначенные для взаимно смещенной ориентации положения замков колец, вкладыши размещены над вторым компрессионным кольцом, симметрично положению центра его замка, с расстоянием между краями выемок, не превышающим минимально заданный запас.

Уплотнительное устройство поршня // 2493459

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения поршней и механизмов. Устройство включает два концентрично расположенных в канавке 2 поршня 1, кольца 3 и 6 и расширитель в виде набора спиральных пружин 17.

Газоуплотнение цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания // 2486360

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и касается конструкции составных компрессионных поршневых колец двигателя внутреннего сгорания.

Скользящий элемент // 2567075

Изобретение относится к скользящему элементу поршневого узла двигателя внутреннего сгорания, а также к поршневому кольцу и гильзе цилиндра, содержащим упомянутый скользящий элемент. Скользящий элемент содержит, по меньшей мере на одном участке, по меньшей мере один слой а-С:Н:Ме, где Me - германий и кремний, и слой а-С:Н, нанесенный на слой а-С:Н:Ме в качестве покровного слоя. Суммарная толщина упомянутого по меньшей мере одного слоя а-С:Н:Ме составляет от 15 до 40 мкм. Обеспечивается получение скользящего элемента, поршневого кольца или гильзы цилиндра с пониженным коэффициентом трения в течение продолжительного периода времени, предпочтительно в течение всего срока службы двигателя сгорания, в котором используется данный скользящий элемент. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.

Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания // 2576405

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. В поршневой канавке зеркально установлены одинаковые верхнее и нижнее трапециевидные кольца, причем большими вертикальными сторонами они обращены к стенке цилиндра, а также расширительное кольцо, верхний наклонный торец которого контактирует с нижним наклонным торцом нижнего компрессионного кольца, а большей вертикальной стороной обращено к оси цилиндра и имеет зазор между меньшей вертикальной стороной и стенкой цилиндра. Изобретение повышает эффективность уплотнения между поршнем и цилиндром. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Уплотнение для поршня двигателя внутреннего сгорания // 2578928

Изобретение относится к уплотнению для поршня двигателя внутреннего сгорания, а именно к конструкции компрессионных поршневых колец. Уплотнение для поршня двигателя внутреннего сгорания содержит кольцо, размещенное в одной поршневой канавке. Сечение кольца выполнено треугольной формы с наклонными боковыми поверхностями, контактирующими с поршневой канавкой, имеющей в сечении угловую форму, а в рабочей поверхности кольца выполнен цилиндрический кольцевой вырез в середине кольца. Изобретение обеспечивает повышение уплотнительных свойств поршневого кольца и увеличение ресурса цилиндро-поршневой пары в целом. 3 ил.

Уплотнительный узел поршневого двигателя внутреннего сгорания // 2581749

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Уплотнительный узел поршневого двигателя предназначен для двигателя внутреннего сгорания, имеющего уплотняемую рабочую камеру (3) переменного объема. Узел содержит незамкнутое уплотнительное кольцо, выполненное фасонным в форме кольцевой полки (8), имеющей уплотняющую поверхность (9), и соединенной с ней втулки (10), имеющей наружную цилиндрическую поверхность, контактирующую с уплотняемой поверхностью цилиндра (1) двигателя, и средство ограничения перемещения уплотнительного узла относительно поршня (2) в направлении его продольной оси (7). Узел снабжен замкнутым неразрезным экранирующим элементом (5) с экранирующей кольцевой полкой (6), расположенной со стороны поверхности кольцевой полки (8) уплотнительного кольца, ближайшей к уплотняемой рабочей камере (3) двигателя. Экранирующая кольцевая полка (6) выполнена с наружным диаметром, большим внутреннего диаметра втулки (10) уплотнительного кольца. Технический результат заключается в повышении газовой плотности рабочего объема двигателя при повышении надежности работы уплотнения и снижении термической напряженности поршня. 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой // 2581752

Изобретение может быть использовано в двигателестроении. Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания с щелевой продувкой содержит цилиндр (1), в котором выполнены продувочные и выпускные окна (3) и (4), открываемые размещенным в нем поршнем (6), первое уплотнительное кольцо (7), установленное в кольцевой канавке поршня (6) и контактирующее с уплотняемой поверхностью цилиндра (1), второе уплотнительное кольцо (8), взаимодействующее с уплотняемой поверхностью цилиндра (1) и установленное в кольцевой канавке поршня (6) на расстоянии от первого кольца, не меньшем высоты выпускного окна (4), и продольные уплотнители (11) и (12), контактирующие с уплотняемой поверхностью цилиндра (1) в районе расположения перегородок между продувочными и выпускными окнами (3) и (4) и установленные в углублении (10) поршня между первым и вторым кольцами (7) и (8). В каждом углублении поршня установлены, по меньшей мере, два продольных уплотнителя (11) и (12), контактирующих между собой своими боковыми поверхностями. В первом уплотнителе (11) выполнена, по меньшей мере, одна уплотняемая проточка, в которую входит первое кольцо (7) с возможностью уплотнения нецилиндрических плоских поверхностей первого кольца (7) и уплотняемой проточки. Во втором продольном уплотнителе (12) выполнена, по меньшей мере, одна уплотняемая проточка, в которую входит второе кольцо (8) с возможностью уплотнения плоских нецилиндрических поверхностей второго кольца (8) и проточки. Технический результат заключается в повышении надежности работы уплотнительного узла цилиндропоршневой группы как в части кольцевых, так и продольных уплотнителей за счет самоустановки каждой группы взаимодействующих между собой уплотняемых поверхностей различных элементов системы уплотнения. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания // 2582384

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания. Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания содержит два компрессионных кольца (3) и (7), между которыми расположено расширительное кольцо (5), установленные в одной поршневой канавке (4), причем расширительное кольцо (5), имеющее коническую рабочую часть и фиксирующую цилиндрическую часть, установлено между компрессионными кольцами (3) и (7) так, что наружная коническая часть расширительного кольца (5) контактирует соответственно с наклонными поверхностями, выполненными на нижнем торце верхнего кольца (3) и верхнем торце нижнего кольца (7), а внутренней цилиндрической частью расширительное кольцо расположено в кольцевой проточке (6), выполненной в дне поршневой канавки (4). Предлагаемая конструкция поршневого устройства практически устраняет газодинамические потери, обеспечивает эффективный теплообмен между перегретой головкой поршня (2) и охлаждаемым цилиндром (1), повышает компрессию, мощность и ресурс двигателя, уменьшает расход топлива и масла, улучшает экономические и экологические показатели. 3 з.п. ф-лы; 3 ил.

Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания // 2582538

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, и позволяет повысить мощность и ресурс двигателя, уменьшить расход топлива и масла, улучшить экологические характеристики двигателя. Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания содержит установленные в поршневой канавке поршня верхнее компрессионное кольцо прямоугольного профиля, нижнее компрессионное кольцо имеет односторонний трапециевидный профиль, нижний торец его выполнен под углом к своему верхнему торцу, причем меньшей стороной обращено к оси цилиндра, расширительное кольцо расположено под нижним компрессионным кольцом и его верхний торец имеет тот же угол наклона, что и угол наклона нижнего торца нижнего компрессионного кольца, при этом внутренний диаметр верхнего компрессионного кольца меньше внутреннего диаметра нижнего компрессионного кольца на величину радиальной толщины экспандера, установленного по внутреннему диаметру верхнего компрессионного кольца. Изобретение повышает надежность устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Скользящий элемент с покрытием из алмазоподобного углерода // 2599687

Изобретение относится к скользящему элементу, в частности к поршневому кольцу с покрытием из алмазоподобного углерода на подложке. Скользящий элемент содержит более мягкий материал по сравнению с алмазоподобным углеродом, который включен в поверхность покрытия из алмазоподобного углерода, которым скользящий элемент должен входить в контакт с соединенной с ним деталью, по которой скользящий элемент должен скользить. Изобретение уменьшает коэффициент трения и обеспечивает высокую износостойкость устройства. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Уплотнительный узел поршня двигателя внутреннего сгорания // 2600834

Изобретение относится к уплотнительном узлу (10), пригодному для вставки в первую канавку (20′) поршня (20) двигателя внутреннего сгорания. Уплотнительный узел (10) содержит первый кольцеобразный корпус (10′), который образует первую секцию (12′) зазора, и второй кольцеобразный корпус (10′′), который образует вторую секцию (12′′) зазора. Такие корпуса перекрываются таким образом, что положение первой секции (12′) отличается от положения второй секции (12′′) относительно оси (101) симметрии, с которой два корпуса (10′, 10′′) являются концентричными. Изобретение повышает надежность устройства. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания (варианты) // 2613478

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания содержит компрессионное кольцо (3) и маслосъемное кольцо (4), расположенные в поршневой расточке (5). Маслосъемное кольцо (4) расположено под компрессионным кольцом (3). Суммарная высота компрессионного и маслосъемного колец (3),(4) составляет не менее их радиальной толщины. Зазор в замке маслосъемного кольца (4) расположен под 180° по отношению к зазору в замке компрессионного кольца (3). Зазор между поверхностями внутренних диаметров компрессионного и маслосъемного колец (3).(4) и дном поршневой расточки (5) равен зазору между поршнем (2) и стенкой цилиндра (1). Раскрыты варианты выполнения поршневого устройства. Технический результат заключается в устранении газодинамических потерь и улучшении теплообмена между головкой поршня и цилиндром. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.