Компрессионное кольцо

Авторы патента:

Решение относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в цилиндропоршневой группе деталей двигателей внутреннего сгорания.

В компрессионном кольце, содержащем две ступени, ступень, контактирующая с поршневой канавкой выше ступени, выступающей из поршневой канавки, на величину предельного износа кольца с верхней и нижней стороны.

Технический результат использования решения заключается в повышении герметичности цилиндропоршневой группы деталей.

Известна цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ на полезную модель 100142 F02F 5/00 опубл. 10.12.2010 Бюл. 34, содержащая компрессионное кольцо бочкообразной формы. Недостатком известного решения является возможность отрыва кольца от цилиндра при перекладке поршня в цилиндре, что приведет к нарушению герметичности цилиндропоршневой группы деталей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является герметизирующее сопряжение по патенту РФ на полезную модель 112281 F02F 5/00 опубл. 10.01.2012 Бюл. 1, содержащее компрессионное кольцо с конусообразной канавкой. Такая конструкция исключает совместное перемещение кольца и поршня при перекладке поршня в цилиндре, исключает отрыв кольца от цилиндра и нарушение герметичности цилиндропоршневой группы деталей.

Вместе с тем заданная конструкция компрессионного кольца и канавки не учитывает износ кольца, который приведет к ступенчатости кольца - уменьшению высоты поверхности контактирующей с поршневой канавкой. Это приведет к отрыву кольца от цилиндра при перекладке поршня в цилиндре и нарушит герметичность цилиндропоршневой группы деталей.

Задача предлагаемого решения - совершенствование уплотнительного соединения сопряжений цилиндр-кольцо-поршень.

Указанный результат достигается тем, что в компрессионном кольце, содержащем две ступени, ступень, контактирующая с поршневой канавкой выше ступени, выступающей из поршневой канавки, на величину предельного износа кольца с верхней и нижней стороны.

Данное решение, по сравнению с прототипом, учитывает изменение конструкции компрессионного кольца при его изнашивании, что повышает герметичность цилиндропоршневой группы деталей.

На фиг. изображено компрессионное кольцо, поршневая канавка и цилиндр.

Компрессионное кольцо содержит ступень 7, контактирующую с поршневой канавкой 3, ступень 2, выступающую из поршневой канавки, и контактирующую с цилиндром 4. Ступени отличаются на величину предельных износов кольца с верхней и нижней стороны:

H=h+И_В+И_Н ,

где H - высота ступени компрессионного кольца, контактирующая с поршневой канавкой;

h - высота ступени компрессионного кольца, выступающая из поршневой канавки;

И_В - предельный износ компрессионного кольца с верхней стороны;

И_Н - предельный износ компрессионного кольца с нижней стороны

Сопряжение работает следующим образом. При перекладке (изменении положения) поршня в цилиндре составляющая силы трения в паре кольцо-канавка нагружает сопряжение компрессионное кольцо-цилиндр. В процессе эксплуатации поверхность кольца, контактирующая с поршневой канавкой, изнашивается. Износ кольца по высоте не нарушает заданную ступенчатую форму кольца, являющуюся обратной изношенной. До наступления предельных износов кольца И_В и И_Н давление кольца на цилиндр всегда одинаковое и пропорционально силе трения между кольцом и поршневой канавкой. Ступенчатое кольцо уменьшает интенсивность изнашивания пары кольцо-цилиндр, увеличивает герметичность цилиндропоршневой группы деталей.

Компрессионное кольцо, содержащее две ступени, отличающееся тем, что ступень, контактирующая с поршневой канавкой, выше ступени, выступающей из поршневой канавки, на величину предельного износа кольца с верхней и нижней сторон:

H=h+И_В+И_Н,

где H - высота ступени компрессионного кольца, контактирующая с поршневой канавкой;

h - высота ступени компрессионного кольца, выступающая из поршневой канавки;

И_В - предельный износ компрессионного кольца с верхней стороны;

И_Н - предельный износ компрессионного кольца с нижней стороны.