Уплотнение головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания

. (23) Прноритет -Государе В квинтет СССР ао дедки нзебретеннй н етнритнк,05,82 ликования описан ат 72) Автор иэобретени тепаи 71) Заявитель Институт проблем надежности АН Белорусской ССРФолговечЮости. машин УПЛОТНЕНИЕ ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ двигателямИзобретение относутреннего сгорания Изв а д е ж н ышениеки цили ет ется,эа я кольцнапряже Для это лонным во ий А = О.гс. естны уплотнения головки цилиндр вигателя внутреннего сгорания, сод р ащие асбестовую прокладку, армированную металлическими элементами и снабженную стальной окантовкой. Прокладка установлена в кольцевую канавку, выполненную в гильзе цилиндра по внутреннему диаметру, причем боковая стенка канавки выполнена цилиндрической, т.е. расположена перпендикулярно к поверхностям,. уплот няемым прокладкой, При сравнительно небольших давлениях сгорания и умеренных усилиях затяжки крепежных элементов уплотнение обеспечивает удовлетворительную герметичность рабочей полости при необходимой долговечностиОднако при росте рабочих давлений, обусловливаются повышенные удельные, давления на материал прокладки и окантовки,. Кроме того, на ее надежностьи долговечность отрицательно сказываются особенности выполнения окантовки у. кольцевой канавки, так каквнутри канавки давление полотна прокладки на окантовку отсутствует, ау внешнего,ее края нарастает скачкообразно до максимальной величины.Это вызывает высокие локальные напряжения в окантовке при работе двитогателя и, как следствие, обусловливает снижение надежности узла уплотнеЦель изобретения - по дежности уплотнения голо 5 ра. Указанная цель достиг изменения формы выполнен канавки путем уменьшения возникающих в окантовке. дно канавки выполнено на уГлом наклона928056 10 15 20 25 30 40 Изгибающие напряжения в окантовке звестно плотнеПредлагаемое мП5 195 27 139 16 1,2,108 110 23 94 где К - скорость нарастания давления по прокладке вдоль наклонной части;С - отношение жесткости участка , прокладки к его площади, а максимальная глубина канавки составляет 085- 0,96 толщины прокладки в зоне вне окантовки.Величина К= 20-90 мПаlмм(1 мПа =10 Н/и ), а коэффициент С имеетйразмерность мПа/мм и представляет собой отношение жесткости участка эластичного полотна. прокладки при сжатии к площади этого участка.На фиг. 1 показан узел уплотнения перед затяжкой шпилек, где 8 - толщина прокладки по окантовке, с толщина асбестовой прокладки вне окантовки, С 1 - толщина прокладки под окантовкой; на фиг. 2 - узел уплотнения в собранном виде.Уплотнение 1 головки 2 цилиндра двигателя внутреннего сгорания содержит асбестовую прокладку 3, армированную металлическими элементами 4 и снабженную стальной окантовкой 5, а также кольцевую канавку 6, выполненную в гильзе цилиндра 7 по внутреннему ее диаметру д. Дно 8 канавки 6 выполнено наклонным с углом наклона 1 = Огсз в , а максимальная глуКбина и канавки 6 составляет 0,85-0,95 толщины прокладки в зоне вне окантовки 5, причем глубина канавки измеряется на диаметре д, соответствующим диаметру отверстия для камеры сгорания (от уровня поверхности блока цилиндра, как это показано на фиг. 1 и 2). Предельная же глубина кольцевой канавки равна 0,3-0,7 соответствующей толщины прокладки 3. 4функционирует узел уплотнения следующим образом,Асбестовая прокладка 3 с металлическими элементами, установленная в,узел уплотнения 1 между головкой 2и гильзой цилиндра Ъ двигателя, призатяжке крепежных элементов (не показаны). подвергается деформации, включая стальную окантовку 5 и собственно прокладку 3. При этом вне поверхности окантовки 5 величина деформациисоставляет, как видно из фиг, 1 и 2,о,05-0,15 толщины Ю прокладки. Призаданных соотношениях размеров и углах наклона дна 8 канавки 6 давлениекромки прокладки 3 (на диаметре д,фиг. 2) на окантовку 5 равно нулю,а вдоль скоса канавки 6 это давлениеплавно возрастает, В результате вокантовке 5 напряжения остаются насравнительно низком уровне, это способствует повышению надежности узлауплотнения в целом.В таблице приведены расчетные изгибающие напряжения в окантовке (впМа) при различных значениях скорости нарастания давления вдоль прокладки К и толщины прокладки О (фиг.1).Там же приведены аналогичные данные,характеризующие известное техническоерешение Расчет проведен при следующих исходных данных, характерных для современных двигателей: давление газов в камере сгорания 8 мПа; перемещение головки относительно цилиндра Г = 0,008 мм; толщина листа окантовки= 0,2 мм, давление эластичного полотна известного соединения 9,1 = 150 мПа.8056 6Формула изобретения 5 92Диапазон изменения толщины эластичного полотна под окантовкой О (Фиг.1) выбран в пределах от 1,1 до 2,4 мм, что соответствует применяемым толщинам прокладок на практике.Как следует из таблицы, в предлагаемом узле напряжения при К = 20- 90 мПа/мм более, чем в 2 раза ниже напряжений в известном соединении.Для примера укажем, что коэффициент С для эластичного полотна, содержащего асбест и металлическую арматуру, при О = 1,5 мм равен 230 мПа/мм. Тогда угол сС для предлагаемого узла равен с =асс - = Огсз: .к 20 + 90 фс 230= 0,087 - 0,391 рад, = 5 - 21 Результаты расчетов совпадают с аналогичными данными, полученными более точными методами.Таким образом, предлагаемое уплотнение обладает более высокой надежностью. Уплотнение головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащее асбестовую прокладку, армированную металлическими элементами и снабженную стальной окантовкой, и кольцевую канавку, выполненную в гильзецилиндра по внутреннему диаметру,1 о о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности путемуменьшения напряжений в окантовке,дно канавки выпслнено наклоннымс углом наклона15Кгде К - скорость нарастания давленияпо прокладке вдоль наклоннойчастй;С - отношение жесткости участка прокладки к его площади, а максимальная глубина канавки составляет0,85-0,95 толщины прокладки,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизед 1. Патент ФРГ И 1004862,кл. 46 С 1,7, опублик. 1958,928056 аченко оставитель В ехред 3, Фа Запе орректор И. Ш Редакто Заказ 3201/16 Тираж 518,ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,Подписно Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна