Поршневой узел

(71) Одесский конструкторско-технологический институт по поршневым кольцам(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1451313, кл, Р 02 Р 5/00, 1989.(57) Изобретение относится к двигателестроению, в частности к двухфункциональнымпоршневым кольцам, Целью изобретенияявляется повышение уплотнительных и маслосьемных свойств поршневого узла с двух- функциональными кольцами. Поршневой узел содержит верхний кольцевой элемент 2 с конической рабочей поверхностью и увеличенной радиальной толщины, а также нижний кольцевой элемент 2 скребкового типа меньше радиальной толщины с тангенциальным расширителем 3, установленные в канавке 4 поршня 5, в дне которой выполнена выточка 8, В верхнем кольцевом элементе на стыке верхней торцовой и внутренней поверхностей выполнена торсионная проточка 6, а внутренней частью 9 этот элемент размещен в выточке 8 дна канавки поршня. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к дви, а роению, к конструкциям поршневых в частности к двухфункциональным и вым кольцам.Известно составное маслосъемн шневое кольцо, состоящее из двух ск вых элементов и расширителя, на см торце верхнего скребкового элемен полнены дренажные пазы для отвода го со стенки цилиндра масла. ве двухфункциональных (компрессионномаслосъемных),Скребковые элементы, имеющие нажные пазы, подвержены поломкам напряжений, связанных с различным ментами сопротивления изгибу по пер ру, особенно при перекладке поршня,Известен поршневой узел,.включающий двухфункциональное поршневое кольцо, состоящее из двух кольцевых элементов разной радиальной толщины с расширителем для меньшего элемента и кольцевого сепаратора с гребенчатым периметром, перекрывающего сплошным внутренним участком закольцевой зазор верхнего, большего, элемента. Гребенчатый периметр сепаратора обеспечивает дренажные проходы для масла между кольцевыми элементами. Такая конструкция обеспечивает уплотняющую и маслоСьемную способность поршневого узла,елес узла ршн древвиду и мо- иметое пор- ребкоежном та вы- снятоИзвестно также маслосьемное и вое кольцо, состоящее из двух скре элементов различной радиальной т и тангенциэльного расширителя для го элемента с меньшей радиальной ной.Недостатком известных конст поршневых колец является отсутст лотнения закольцевого.зазора, всл чего они не могут быть применены в оршнебковых олщины нижне- толщирукции вие упедствив качестСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИ И ГКНТ С.ССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИД 1719689 АОднако такому поршневому узлу присущи следующие недостатки: многоэлементность двухфункционального поршневого кольца, состоящего из четырех самостоятельных .деталей; необходима предельно высокая точность изготовления основных деталей - двух кольцевых элементов и сепаратора, особенно по осевой высоте, так как от величины суммарного осевого зазора за-. висят уплотняющие функции поршневого узла, сложность сборки двухфункционального кольца, особенно установки плоского сепаратора в выточку на дне канавки поршня.Цель изобретения - повышение уплотнительных и маслосъемных свойств порш-. невого узла с двухфункциональными кольцами.Поставленная цель достигается тем, цто в поршневом узле, включающем двухфункциональное кольцо, состоящее из двух кольцевых элементов разной радиальной толщины с тангенциальным расширителем для меньшего из них, установленных. один над другим в канавке поршня, имеющей на дне выточку, в кольцевом элементе с большей радиальной толщиной на стыке верхней торцовой и внутренней поверхностей выполнена торсионная проточка, а внутренней частью этот элемент помещен в вытоцке дна канавки поршня, опираясь при это нижним торцом на полку выточки,Такая конструкция обеспечивает высокие компрессионные сЬойства поршневого узла за счет лабиринтного уплотнения, образуемого внутренней частью верхнего кольцевого элемента, установленного в выточку на дне канавки поршня, а также за счет двух запорных поясков, образуемых торсионным скручиванием этого элемента.Маслосьемные функции узла обеспечиваются одновременно верхним и нижним кольцевыми элементами, при этом дополнительную упругость нижнему элементу (скребкового типа) придает тангенциальный расширитель.Отвод масла, снятого верхним элементом со стенки цилиндра, осуществляется через клиновидный межкольцевой зазор, образуемый за счет торсионного скручивания этого элемента.На фиг,1 и 2 изображен поршневой узел, поперечное сечение; на фиг.З - схема работы поршневого узла.Поршневой узел содержит верхний 1 и нижний 2 кольцевые элементы и тангенциальный расширитель 3, установленные в канавке 4 поршня 5,Верхний элемент 1 изготавливается ввиде поршневого кольца минутного типа сконической рабоцей поверхностью и увеличенной радиальной толщиной, На стыке его5 внутренней цилиндрической и верхней торцовой поверхностей выполнена торсионнаяпроточка 6 ступенчатого или коническоготипа, Увеличенная радиальная толщинаэлемента обеспечивает повышенную его10 упругость. Верхний элемент может изготовляться меньшей осевой высоты, чем нижний(см, фиг,2),Нижний элемент 2 изготавливается какпоршневое кольцо скребкового типа и мо 15 жет иметь на внутренней поверхности канавку для центровки расширителя 3.Радиальная толщина этого элемента меньше верхнего.Тангенциальный расширитель 3 пред 20 ставляет собой замкнутую в кольцо проволочную спиральную пружину.В канавке 4 поршня 5 на дне 7 выполнена выточка 8 для размещения внутреннейчасти 9 верхнего кольцевого элемента 1,Че 25 рез нижнюю часть дна канавки 4 поршня 5половиной сечения проходят маслоотводящие окна 10 для сброса масла в картер двигателя,Сборка поршневого узла осуществляет 30 ся следующим образом.В канавку 4 поршня 5 устанавливаетсянижний. кольцевой элемент.З скребковоготипа 2 в сборе с расширителем 3. Послеэтого над нижним элементом 2 устанавлива 35 ется верхний кольцевой элемент 1 минутно-.го типа, который внутренней частью 9 помещается в выточку 8 на дне 7 канавки 4 пор-.шня 5, опираясь своим нижним торцом ополку 11 выточки 8.40 После сборки узла поршень 5 вводитсявцилиндр 12 двигателя. Кольцевый элементы 1 и 2 сжимаются за счет наличия зазора, .При этом верхний кольцевой элемент 1 благодаря торсионному скручиванию на вели 45 чину осевого сбороцного зазораприобретает тарельчатую форму, Под воздействием сжатия нижнего кольцевого элемента 2 осуществляется сжатие спиральнойпружины расширителя 3, в результате чего50 нижний элемент 2 приобретает дополнительную упругость, необходимую для снятия основного слоя масла со стенкицилиндра 12,В ходе работы двигателя поршневой55 узел действует следующим образом.Компрессионные функции осуществляются за счет надежного перекрытия закольцевого пространства 13 нижнего элемента 2верхним кольцевым элементом 1.Это достигается за счет наличия дополнительного лабиринта от прорыва газов, образованного выточкой 8 в дне 7 канавки 4 и внутренней частью 9 этого элемента за счет двух запорных поясков 14 и 15, образуемых 5 при торсионном скручивании верхнего элемента 1.При движении поршня вниз за счет сил трения верхний элемент 1 приобретает дополнительное скручивание; а следователь но, происходит более надежный поджим его в зоне запорных поясков 14 и 15; т.е. повышается уплотнительная способность кольца.При движении поршня вниз съем масла 15 со стенки цилиндра 12 осуществляется одновременно двумя кольцевыми элементами 1 и 2.Нижний кольцевой элемент 2 с расширителем 3 благодаря высокой упругости 20 снимается со стенки цилиндра 12 основной слой масла, которое через маслоотводящие окна 10 в поршне 5 отводится в картер двигателя.Верхний кольцевой элемент 1, имея 25 повышенную упругость за счет увеличения радиальной толщины по сравнению с обычным поршневым кольцом) снимает со стенки цилиндра оставшийся слой масла.Снятое верхним кольцевым элементом 30 1 масло отводится через межкольцевой клиновидный дренажный зазор 16, образованный при торсионном скручивании верхнего элемента 1, и далее через закольцевое пространство 13 нижнего элемента 2 в маслоот водящие окна 10 поршня 5,Межкольцевой дренажный масляный клин 16 разжимает кольцевые элементы 1 и 2, плотно прижимает нижний элемент 2 к стенке канавки поршня 40Таким образом, применение поршневого узла предлагаемой конструкции обеспечивает двухфункциональную работу (компрессионную и маслосъемную) поршневого узла, расположенного в одной канавке 45 поршня, Это позволяет одновременно с уменьшением количества колец (канавок) на поршне применить предлагаемый поршневой узел для комплектации современных ДВС и компрессоров, оснащаемых поршня ми уменьшенной осевой высоты; создание клиновидного межкольцевого дренажного зазора путем использования торсионного скручивания верхнего кольцевого элемента увеличивает проходное сечение для потока масла не менее чем в. полтора раза, чем повышается маслосъемная эффективность поршневого узла, и повышает долговечность верхнего кольцевого элемента по сравнению с аналогом, где дренажные пазы вызывают частые его поломки. Уменьшение количества элемента в поршневом узле по сравнению с прототипом с четырех до трех, а также снижение жесткости требования по точности осевых зазоров и возможность изготовления всех стандартных элементов на существующем оборудовании, делают предлагаемый поршневой узел высокотехнологичным с одновременным удешевлением всего поршнекомплекта,Простота сборки и разборки поршневого узла снижают трудовые затраты на моторных и ремонтных предприятиях.Особенности конструкции поршневого узла комбинированного двухфункционального действия, простота и высокая технологичность всех его элементов позволяет повысить экономичность работы ДВС по . топливу на 1 - 2и по маслу на 8-10,Формула изобретения 1, Поршневой узел,. содержащий двух- функциональное уплотнение, состоящее из двух кольцевых элементов разной радиальной толщины, установленных один над другим в канавке поршня с выточкой на дне, причем между дном канавки поршня и внутренней поверхностью кольцевого элемента с меньшей радиальной толщиной установлен тангенциальный расширитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности, в кольцевом элементе с большей радиальной толщиной на стыке верхней торцовой и внутренней поверхностей выполнена торсионная проточка.2. Узел по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что торсионная проточка образует выступ на стыке нижней торцовой и внутренней поверхностей кольцевого элемента с большей радиальной толщиной, причем выступ размещен в выточке дна канавки поршня, опираясь своей нижней торцовой поверхностью на нижнюю полку выточки, 17196891719689Составитель А.ГладкихРедактор Л,Веселовская Техред М.Моргентал Корректор С.ЧерниЗаказ 754 ТиражПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101