Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания

СВОЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 09) (1 02 Р 3/ САНИЕ И-2423 (088,Франции У 6опубл. 19 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить техно логичность цилиндропоршневой групп Для этого поршень 5 снабжен винтообразной канавкой, торцовые поверх ности которой перпендикулярны к ее образующей,. Механизм поворота выполнен в виде одновиткового спирального кольца 6, размещенного в винтовой канавке, Шаг спирального кольца6 равен его высоте. В пазах кольцаразмещены плоские пружины, толщинакоторых больше суммарного осевогозазора 10 кольца, что предотвращаетвыпадание обломков пружин при ихполомке в цилиндр . Поскольку силы,действующие при такте расширениягазов, значительно превьппают таковыепри такте сжатия воздуха, то и результирующим вращением будет вращение в направлении действия больших повеличине сил. Постоянные импульсныевоздействия сил на поршень 5 приводят к постоянному и стабильному еговращению. 2 э.п. ф-лы, 7 ил .57607 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 1 13Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателямвйутреннего сгорания,Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение технологичностицилиндропоршневой группы.На Фиг.1 показаны диаграммы нормальных сил давления компрессионного кольца на стенки цилиндровой втулки от давления газов и воздуха, соответственно, на такте расширениягазов Н и такте сжатия воздуха И 1на фиг,2 - узел 1 на фиг,1; нафиг.3 - схема действия на спиралеобразное компрессионное ко 1 ьцо сил,возникающих в результате взаимодействия кольца с цилиндровой втулкойза счет сил трения при возвратнопоступательном движении поршня; нафиг.4 - цилиндропоршневая группа,разрез по оси цилиндра; на фиг,5 -узел Т 1 на Фиг,4; на Фиг.б - верхнийторец кольца; на фиг.7 - нижний торецкольца.На фиг.1 - 3 обозначены: М - диаграмма нормальных сил давления комп 1рессионного кольца на стенки цилиндровой втулки от давления газовР, при такте расширения газов (вмасштабе); Н - диаграмма нормальных сил давления компрессионного кольца на стенки цилиндровой втулки отдавления воздуха Р при такте сжатия воздуха (в масштабе); Т - силытрения, действующие на кольцо, отвзаимодействия с втулкой при тактерасширения газов (в масштабе); Тсилы трения, деиствующие на кольцо,от взаимодействия С втулкой при такте сжатия воздуха (в масштабе); К,составляющая сил трения, перпендикулярная образующей кольца, при тактерасширения газов; К - составляющаясил трения, перпендикулярная образующей кольца, при такте сжатия воздуха;К, - касательная составляющая силтрения при такте расширения газов;К - касательная составляющая силтрения при такте сжатия воздуха,В блоке цилиндров 1 установленацилиндровая втулка 2, закрытаякрышкой 3, между последней и блокомразмещена прокладка 4, На поршень 5установлено спиралеобразное компрессионное кольцо 6, цилиндрическоекомпрессионное кольцо 7 и маслосъемное кольцо 8. Спиралеобразное кольцов торцах имеет выемки 9 с пазами 10,в которых размещены плоские пружины11, Поршень имеет сферическое соединение (поршневой подшипник) 12 сшатуном 13, соединенным с коленчатымвалом 14, На поверхности втулки,крышки,и блока цилиндров в местахконтакта между ними нанесено антифрикционное покрытие 15.Поршень 5 имеет сферическое соединение (поршневой подшипник) 12 сшатуном 13, что допускает вращениепоршня 5 относительно его продольнойоси, На поршне 5 в винтообразной канавке с торцовыми поверхностями, перпендикулярными образующей ее, установлено компрессионное кольцо б ввиде одновитковой спирали, прямоугольное в сечении, высотой Ь с перекрытием концов на величину с, на меньшуючем высота кольца Ь, при этом шагспирали 1 (образующей кольца) равенвысоте кольца Ь,В торцах кольца 6 выполнены прямоугольные выемки 9 и пазы 10, вкоторых размещены плоские 5 -образные пружины 11,при этом толщина пружиныа больше величины суммарного зазора Ьмежду торцом канавки и торцом компрессионного кольца 6 для предотвращения вынадания обломков пружины 11при ее поломке в цилиндр,Устройство работает следующимобразом. При работе двигателя силы нормального давления компрессионного кольца 6 на стенки цилиндровой втулки 2 при каждом такте весьма различные по величине, пропорциональные величине давления газов или воздуха, при данном такте.Наибольшими они являются при такте расширения газов (фигБ)(ход поршня вниз). При такте расщирения газов и ходе поршня 5 вниз вследствие взаимодействия компрессионного кольца 6 со стенкаа цилиндровой втулки 2 возникают силы трения Т приложенные к кольцу б, пропорциональные по величине силам Ю и направленные вдоль оси цилиндра против движения поршня 5.Наибольшими силами нормального давления компрессионного кольца б на стенки цилиндровой втулки 2 при ходепоршня 5 вверх являются силы при такте сжатия воздуха ,Фиго 1 И )в Приэтом возникают силы трения Т , пропорциональные силам Ыно значнтель 1357607но меньшие по величине, чем силы трения Т, и обратного силам Т, направления.Вследствие спиралеобразной йормы образующей поверхности компрессионного кольца б,находящейся в контакте с поверхностью цилиндровой втулки 2, за счет сил трения Т, и Т возникают и действуют на компрессионное кольцо 6 силы К, и К , направленные перпендикулярно к кольцу 6, и силы К, и К , касательные к кольцу 6. При этом К, и К компенсируются реакцией стенок канавки поршня 5, а силы К, и К придают вращательное движение компрессионному кольцу 6. Таким образом, при работе двигателя во время такта расширения газов и движения поршня 5 вниз под действием касательных сил спиралеобразное компрессионное кольцо 6 поворачивается относительно продольной оси поршня 5 (например, по часовой стрелке при виде сверху), сначала перемещаясь в канавке до упора торцом в плоскую пружину 11, затем передавая усилия через последнюю, давит на торец канавки, поворачивая тем самым поршень 5 на сферическом подшипнике 12 вокруг продольной оси на некоторый угол,Нри такте сжатия воздуха и движении поршня 5 вверх динамика взаимодействия спиралеобразного компрессионного кольца 6 с поршнем 5 и цилиндровой втулкой 2 аналогичнотолько направление вращения поршня 5 соответственно противоположное тому, которое он имеет при такте расширения газов, Однако поскольку силы, действующие при такте расширения газов К значительно превышают тактовые при такте сжатии воздуха К, а следовательно и их импульсы), то и результирующим (за два такта) вращением есть вращение в направлении действия больших по величине сил (импульсов).Постоянные в течение работы двигателя импульсные воздействия каса тельных сил со стабильной частотойна поршень приводят к постоянному и стабильному его вращению. Формула изобретения15 1. Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания,. содержащая гильзу цилиндра, поршень с компрессионными кольцами, связанный с20 шатуном при помощи сФерического шарнира и размещаемый в цилиндре с возможностью поворота, и устройство поворота, поршня, о т л и ч а ю щ а я "с я тем, что, с целью улучшения25 технологичности и упрощения конструкции, поршень снабжен винтообразнойканавкой, торцовые поверхности которой перпендикулярны ее образующей, аустройство поворота выполнено в виЗО де одновиткового спирального кольца,размещенного в винтовой канавке свыполненными на его торцах осевымипазами с осевым зазором и снабженоплоскими пружинами, размещенными восевых пазах кольца,2. Цилиндропоршневая группа поп,1, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что шаг спирального кольца равен еговысоте.40 3. Цилиндропоршневая группа попп. 1 и 2, отличающая с ятем, что толщина каждой плоской пружины больше суммарного осевого зазора по торцам спирального кольца.357607 фиИ Составитель М.БондТехред М,Ходанич вКоррект бручар лана дактор аз 5979/32 о й Аическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,-поп роизводств Тираж 504 ВНИИПИ Государственно по делам изобрете 3035, Москва, Ж, Раумитета ССС открытий наб., д,4