Поршень

(46) 07.05.92. Бюл. 3 Ф 17 (71) Одесский конструк ский институт по порш (72) А.И.флаксин и С,В (53) 621.43-242,3(088.8) (56) Авторское свидете М 1416727, кл. Р 16 1 9 торско-технолоневым кольцамКобяков ичеьство ССС(54) ПОР (57) Изо строени ность и включает ное в кан элемент ку 5 на н ШЕНЬ ретен юип ршне порш авке 2 ,поме аружн ие относится к зволяет повыси вого узла. Порш невое кольцо 1, поршня 3, и упл щенный в кольц ой поверхности двигателеь эффективневой узелустановленотнительный вую проточпоршня над 0 Ю 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 2канавкой 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 закольцевоо 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.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 двигателем 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, вкотором 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 са 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 элементав 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 выполнена5 Кольцо браслетного типа может быть выполнено из металлической ленты, изогну 50 10 15 20 25 30 35 40 45 над канавкой поршня, а скос - на верхнем торце поршневого кольца, причем кольцо браслетного типа контактирует с внутренней стенкой проточки,той по плоскости, или из металлической проволоки 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 б 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 поверхностьпоршня,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Сборка заявляемой конструкции производит я 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 одного- двух, 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)ь 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 выполнено из металлической проволоки круглого сечения.4. Поршень по пп,2 и 3, отлича ющ и й с я тем, что в качестве материала для кольца браслетного типа используется сталь,. 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, Раушская наб 4/5