Поршневая машина

Поршневая машина содержит как минимум одну цилиндропоршневую группу, установленные в проточках поршня последней как минимум два компрессионных кольца, ориентированных одно к другому сразмещением их теплового зазора оштозитно с помощью стопорного элемента, который установлен в поршне и фиксирует соответствующее компрессионное кольцо, усилитель компрессии в виде как минимум двух вкладышей, которые размещены в выемках тела поршня между канавками под первое и второе компрессионные кольца, как минимум одно маслосъемное кольцо со смазочными отверстиями на теле поршня в проточке под установку этого маслосъемного кольца и смазочное масло. Каждый вкладыш изготовлен в виде призмы с направляющей в виде запертой геометрической фигуры, площадь которой ограничена двумя прямыми, что расположенные под углом 95°-105° одна до одной, и соединяющей их дугой, причем образующая этой призмы образовывает две соответствующие этим двум прямым поверхности базирование и цилиндрическую поверхность, которая отвечает диаметру боковой поверхности поршня, кроме того, на цилиндрической поверхности каждого вкладыша дополнительно выполненная выборка на всю ее длину, при этом на боковой поверхности каждого поршня между канавками пол компрессионные кольца выполненные две выемки на расстоянии не меньше 25 мм одна от другой с двумя поверхностями базирования под углом 95°-105°.

Полезная модель касается области машиностроения и может быть использована лля ремонта или тюнинга двигателей внутреннего сгорания.

Известная поршневая машина, которая содержит как минимум одну цшшндропоршневую группу, установленные в проточках поршня последней как минимум два компрессионных кольца, ориентированных один к другому с размещением их теплового зазора огшозитно с помощью стопорного элемента, который установлен в поршне и фиксирует соответствующее компрессионное кольцо, усилитель компрессии в виде как минимум двух вкладышей, которые размещены в выемках тела поршня между канавками под первое и второе компрессионные кольца, как минимум одно маслосъемное кольцо со смазочными отверстиями на теле поршня в проточке под установку этого маслосъемного кольца и масла (см. Патент Российской Федерации на изобретение 2120050, МПК F02F5/00, 1998).

Однако, эта конструкция поршневой машины рядом с очевидными достоинствами имеет ряд недостатков, а именно. В связи с тем, что вкладыши, склонны к действию высоких температур, происходит их повышенный износ в результате взаимодействия их цилиндрической поверхности с поверхностью цилиндра поршневой машины. Возможность износа усиливается недостаточным количеством смазочного масла, которое попадает на их контактную поверхность. Фиксация компрессионного кольца относительно поршня стопорными элементами в зоне теплового зазора уменьшает ширину контакта этого теплового зазора, увеличивается достоверность прорыва через него газов, который ухудшает эксплуатационные характеристики поршневой машины в целом. Кроме того, остается достоверность того, что в результате работы поршневой машины геометрия компрессионного кольца, цилиндра поршневой машины и цилиндрической поверхности вкладышей поднимается, что приводит к увеличению зазоров, потери мощности.

Задачей создания данной полезной модели есть создания конструкции поршневой машины, которая разрешает обеспечить постоянный эффект блокирования прорыва газов из камеры сгорания к картеру, уменьшить коэффициент трения между поверхностями трения компрессионных колец, цилиндрической поверхностью вкладышей и поверхностью цилиндра, повысить твердость и выносливость вышеуказанных поверхностей, которая разрешит повысить надежность и продолжительность работы поршневой машины.

Поставленная задача решается за счет того, что в поршневой машине, которая содержит как минимум одну цилиндропоршневую группу, установленные в проточках поршня последней как минимум 30 два компрессионных кольца, ориентированных одно к другому с размещением их теплового зазора оппозитно с помощью стопорного элемента, который установлен в поршне и фиксирует соответствующее компрессионное кольцо, усилитель компрессии в виде как минимум двух вкладышей, которые размещены в выемках тела поршня между канавками под первое и второе компрессионные кольца, как минимум одно маслосъемное кольцо со смазочными отверстиями на теле поршня в проточке под установку этого маслосъемного кольца, и смазочное масло, соответственно полезной модели, каждый вкладыш изготовлен в виде призмы с направляющей в виде запертой геометрической фигуры, площадь которой ограничена двумя прямыми, что расположенные под углом 95°-1О5^с одна до одной, и соединяющей их дугой, причем образующая этой призмы образовывает две соответствующие этим двум прямым поверхности базирование и цилиндрическую поверхность, которая отвечает за диаметром боковой поверхности поршня, кроме того, на цилиндрической поверхности каждого вкладыша дополнительно выполненная выборка на всю ее длину, при этом на боковой поверхности каждого поршня между канавками под компрессионные кольца выполненные две выемки на расстоянии не меньше 25 мм одна от другой с двумя поверхностями базирования под углом 95°-105°, что отвечает углу размещения поверхностей базирования вкладышей, и глубиной, которая разрешает размещать в ней

вкладыш к восстановлению геометрии боковой поверхности поршня, причем на боковой поверхности поршня под каждым вкладышем выполнено по одной выборке, оппозитно последним - еще по одной выборке, и по одной выборке под тепловым зазором каждого компрессионного кольца, кроме того, маслило дополнительно обеспечено ревитализантомом.

Кроме того, смазочные отверстия в проточке под установку маслосъемного кольца могут быть выполнены удлиненными вдоль образующей боковой поверхности поршня, длина которых превышает ширину в 1,5-3 раза, а край отверстия под установку стопорного элемента в каждом компрессионном кольце может быть выполнен на расстоянии 3-6 мм от теплового зазора, при этом выборки под каждым вкладышем на боковой поверхности поршня могут быть выполнены цилиндрическими, причем их диаметры могут составлять 1,2-2.0 от длины хорды, которая образовывается в разрезе цилиндрической поверхности вкладыша, которая отвечает за диаметром боковой поверхности поршня.

ревитализантомом на поверхностях трения нового покрытия (за физической структурой -металл, который укрепленный карбидами метала и углерода), который компенсирует износ-поверхностей в результате рабочего процесса поршневой машины, которая разрешает

уменьшить коэффициент трения между поверхностями трения компрессионных колец, цилиндрической поверхностью вкладышей и поверхностью цилиндра, повысить твердость и выносливость вышеуказанных поверхностей, повысить надежность и продолжительность работы поршневой машины.

Изложенное выше разрешает достичь следующего технического результата:

обеспечивается гибкость вкладыша за счет выборки, которая изменяет его
геометрическую форму;

обеспечивается более плотное прилегание вкладышей к цилиндрической
поверхности цилиндра на начальной стадии притирки за счет их геометрической формы:

в процессе работы поршневой машины происходит заполнение пустоты, которая
образовывается выборкой на вкладыше, ревитализантомом. который образовывас'1
сверхпрочную поверхность, копирующую геометрию поверхности цилиндра;

уменьшается коэффициент трения, которое повышает стойкость материалов к силам
трения;

обеспечивается эффект восстановления геометрии деталей, который трись;

повышается надежность, мощность и долгосрочность поршневой машины.

машины, которая 50 предлагается, на фиг. 2 приведенный поршень, изображение упрощено, на фиг. 3 - вид сзади на поршень на фиг. 2, изображение упрощено, на фиг. 4 -разрез вкладыша, на фиг. 5 - вид Б на фиг. 4, на фиг. 6 - увеличенное изображение А на фиг. 1. на фиг. 7 - изображение размещения вкладышей в момент прорыва газов из камеры сгорания через тепловой зазор первого компрессионного кольца. Каждая цилиндроггоршневая группа содержит цилиндр 1 с цилиндрической поверхностью 2. 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, что фиксируют компрессионные кольца 6 и 7, соответственно, на поршне 3, обеспеченных выборками 12 вкладышей 13 и 14, которые размещены в выемках 15 и 16 на боковой поверхности поршня 3 между поршневыми канавками 4 и 5 с образованием базирующих поверхностей 17 и 18 и 19 и 20, соответственно, при этом выемки 15 и 16 размешены таким образом, который тепловой зазор 21 компрессионного кольца 6 находится между ними, причем оппозитно последнему размещенный тепловой зазор 22 компрессионного кольца 7. Край отверстия выборок 8 и 9 под установку стопорного элемента 10 и 11 в каждом компрессионном кольце 6 и 7. соответственно, выполненный на расстоянии N от теплового зазора, которая равняется 3 мм. Длина каждого готового вкладыша 13 и 14 (расстояние между плоскостями первого 23 и второго 24 торцами) равняется расстоянию L между компрессионными кольцами 6 и 7, диаметр цилиндрических поверхностей 25 и 26 равняется диаметру Dn поршня 3. а поверхности 27 и 28 образовывают угол и. что равняется 100°. Вкладыши 13 и 14 также содержат поверхность 29, причем мысленная длина ее хорды М ее основы условно равняется мысленной длине М хорд каждой из частей цилиндрических поверхностей 25 и 26 вкладыша, которые образовываются при этом и находятся по разные стороны от выборки.

На боковой поверхности поршня 2 выполненные цилиндрические выборки 30 и 31.

причем две выборки 30 под выемками 15 и 16, и еще две выборки 31 ошючнтно им. Кроме того, под тепловыми зазорами 21 и 22 выполненные выборки 32 и 33. соответственно. Диаметр выборок 30, 31 равняется 1,4 от ширины выемок 15 и 16. а диаметр выборок 32 и 33 из технологических соображений выполненные также равными 1,4 от ширины выемок 15 и 16.

В поршневой канавке 34 под размещение маслосъемного кольца (на чертеже не показанное) выполненные отверстия 35 удлиненными вдоль образующей боковой поверхности поршня 3, длина которых превышает их ширину в 2 раза. Поршневая машина также обеспечена смазочным маслом в необходимом количестве и рсвитализантомом. что образовывают наиболее низкий коэффициент трения на поверхностях, которые контактируют между собой.

Выемки 15 и 16 в поршнях 3 изготовлены с допуском за системой "отверстие", а вкладыши 13 и 14 - с учетом допусков за системой "вал".

Поршневая машина работает по известному принципу. В результате рабочего процесса газы из камеры сгорания прорываются через тепловой зазор 21 компрессионного кольца 6 и действуя на поверхность 27 вкладыша 13 прижимают последний поверхностью 28 к базирующей поверхности 17 и поверхностями 26 и 25 к цилиндрической поверхности 2, причем на другой вкладыш 14 газа действуют в зеркальном отображении, т.е. - на поверхность 28 вкладыша 14, прижимают последний

поверхностью 27 к базирующей поверхности 20 и поверхностями 26 и 25 к цилиндрической поверхности 2. Таким образом, газы блокируются и не могут прорваться в пространство между поршнем 3, цилиндром 1 и следующим компрессионным кольцом 7 в картер поршневой машины. Наличие стопорного элемента 10 исключает поворот верхнего компрессионного кольца 6 вокруг осы под действием газовых, инерционных нагрузок и сил трения, и соответственно исключается возможность сопоставления тепловых зазоров 21 и 22 компрессионных колец 6 и 7. соответственно, в одной плоскости.

Кроме того, геометрическая форма вкладышей 13 и 14 за счет выборки 12 предоставляет им гибкости, т.е. происходит незначительная деформация вкладышей 13. 14 и более плотное прилегание их поверхностей 25 и 26 к цилиндрической поверхности 2 цилиндра 1 на начальной стадии притирки.

Одновременно происходит заполнение выборки 12 на вкладышах 13 и 14 ревитализантомом, который образует сверхпрочную поверхность, копирующую геометрию цилиндрической поверхности 2 цилиндра 1. Выборки 30. 31, 32 и 33 удерживают повышенное содержимое смазочного масла с ревитализантомом. что оказывает содействие растеканию смазочного масла по боковой поверхности поршня 3 и смазыванию поверхностей трения вклацыгаей13, 14 и цилиндра 1, образованию на поверхностях тепловых зазоров 21 и 22 компрессионных колец 6 и 7 крепкого покрытая, причем ревитализантом постоянно образовывает на поверхностях трения новое покрытие (за физической структурой - металл, который укреплен карбидами металла и углерода), который компенсирует износ поверхностей в результате рабочего процесса поршневой машины, образовывается крепкий поверхностный пласт на цилиндрических поверхностях 25 и 26 вкладышей 13 и 14. на компрессионных кольцах 6 и 7, на поверхности 2 цилиндра 1, других частях цилиндропоршневой группы.

Компрессионные кольца 6 и 7 имеют незначительную степень свободы для перемещения в вертикальном и горизонтальном направлении относительно стопорных элементов 10 и 11 за счет размещения последних в выборках 8 и 9. При возвратно-постепенном движении поршня 3 конечные кромки компрессионных колец 6 и 7 вибрируют, что частично приводит к очищающему действию на поршневые канавки 4 и 5 от образования наростов из коксосоздающих компонентов, причем количество последних зависит от качества топлива.

Формула полезной модели

1. Поршневая машина, которая содержит как минимум одну цилиндропоршневую группу, установленные в проточках поршня последней как минимум два компрессионных кольца, ориентированных одно к другому с размещением их теплового зазора оппозитно с помощью стопорного элемента, который установлен в поршне и фиксирует соответствующее компрессионное кольцо, усилитель компрессии в виде как минимум двух вкладышей, которые размещены в выемках тела поршня между канавками под первое и второе компрессионные кольца, как минимум одно маслосъемное кольцо со смазочными отверстиями на теле поршня в проточке под установку этого маслосъемного кольца и смазочное масло, отличающаяся тем, что каждый вкладыш изготовлен в виде призмы с направляющей в виде запертой геометрической фигуры, площадь которой ограничена двумя прямыми, расположенными под углом 95-105° одна к одной, и соединяющей их дугой, причем образующая этой призмы образовывает две соответствующие этим двум прямым поверхности базирования и цилиндрическую поверхность, которая отвечает за диаметр боковой поверхности поршня, кроме того, на цилиндрической поверхности каждого вкладыша дополнительно выполнена выборка на всю ее длину, при этом на боковой поверхности каждого поршня между канавками под компрессионные кольца выполнены две выемки на расстоянии не меньше 25 мм одна от другой с двумя поверхностями базирования под углом 95-105°, что отвечает углу размещения поверхностей базирования вкладышей, и глубиной, которая разрешает размещать в ней вкладыш к восстановлению геометрии боковой поверхности поршня, причем на боковой поверхности поршня под каждым вкладышем выполнено по одной выборке, оппозитно последним - еще по одной выборке и по одной выборке под тепловым зазором каждого компрессионного кольца, кроме того, маслило дополнительно обеспечено ревитализантомом.

2. Поршневая машина по п. 1, отличающаяся тем, что смазочные отверстия в проточке под установку маслосъемного кольца выполнены удлиненными вдоль образующей боковой поверхности поршня, длина которых превышает ширину в 1,5-3 раза, а край отверстия под установку стопорного элемента в каждом компрессионном кольце выполнен на расстоянии 3-6 мм от теплового зазора.

3. Поршневая машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что выборки под каждым вкладышем на боковой поверхности поршня выполнены цилиндрическими, причем их диаметры составляют 1,2-2,0 от 20 длины хорды, которая образовывается в разрезе цилиндрической поверхности вкладыша, которая отвечает за диаметр боковой поверхности поршня.

4. Поршневая машина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что каждый вкладыш изготовлен в виде призмы с поверхностями базирования под углом 100° одна к одной, а выемки на боковой поверхности каждого поршня между канавками под компрессионные кольца выполнены с двумя поверхностями базирования под углом 100° симметрично к тепловому зазору верхнего компрессионного кольца на расстоянии 40 мм одна от другой, причем выборка на цилиндрической поверхности каждого вкладыша выполнена радиусной симметрично к базирующим поверхностям вкладыша таким образом, что длина хорды ее основы условно равняется длине хорд каждой из частей цилиндрических поверхностей вкладыша, которые образовываются при этом и находятся по разные стороны от выборки, кроме того, выборки на боковой поверхности поршня выполнены одинакового размера.