Эксцентричный поршень

 

Изобретение относится к поршневым компрессорам и ДВС и предназначено для использования в двигателестроении. Эксцентричный поршень содержит головку поршня, юбку поршня и компрессионные кольца. Последние ориентированы разрезами в сторону рабочего прижима поршня к гильзе. Центр обточки головки поршня смещен от оси поршня на величину, равную половине теплового расширения минус тепловая разница по высоте поршня, для совмещения образующей поршня и образующей гильзы. В результате уменьшаются утечки рабочих газов при рабочем ходе поршня. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к поршневым компрессорным и д.в.с. и может быть использовано в двигателестроении.

Известен эксцентричный поршень, содержащий головку поршня, юбку поршня и компрессионные кольца, ориентированные разрезами в сторону рабочего прижима поршня к гильзе (патент US N 4367702, кл. F 02 F 5/00, 1985 г.).

Известный поршень радикально изменяет поршневую группу двигателей. Однако в нем не достигается полного устранения стыковых зазоров, т.к. поршень, имея зауженную головку и износ, всегда образует зазоры утечки, поскольку прижима и притертого пятна в пояске колец не бывает.

Вторым существенным недостатком является сопряжение не притертой, острой и искривленной в двух направлениях кромкой кольца, с нижней стенкой канавки. Такое уплотнение ничтожно и вызывает значительную утечку газов.

Задачей настоящего изобретения - устранить эти недостатки и повысить эффективность работы колец и д.в.с. за счет уменьшения утечки рабочих газов при рабочем ходе поршня.

Технический результат изобретения достигается тем, что центр обточки головки поршня смещен от оси поршня на величину, равную половине теплового расширения минус тепловая разница по высоте поршня, для совмещения образующих поршня и образующей гильзы. Кроме того поясок колец и поршень установлены с возможностью образования притертого пятна, в пределах которого размещены стыки колец. При этом нижняя внешняя грань компрессионного кольца может быть выполнена с возможностью притирания на величину толщины кольца.

В результате образующая поршня совпадает с гильзой в рабочий такт, а в зоне контакта образуется притертое пятно кольца и поршня к зеркалу гильзы. Следовательно, при созданном исключении зазоров, утечка газов на порядок ниже, даже и при амортизации кольца.

На фиг. 1 изображен эксцентричный поршень с компрессионным кольцом, в разрезе; на фиг. 2 - вид по стрелке A на фиг. 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1.

Эксцентричный поршень д.в.с. содержит головку поршня 1, юбку поршня 2, компрессионные кольца 3 и гильзу 4.

Компрессионные кольца 3 ориентированы разрезами (стыками) в сторону рабочего прижима поршня 1 к гильзе 4. Центр обточки головки поршня 1 смещен от оси поршня на величину, равную половине теплового расширения минус тепловая разница по высоте поршня, для совмещения образующих головки поршня 3 и гильзы 4. Поясок колец 3 и поршень 1 установлены с возможностью образования притертого пятна, в пределах которого размещены стыки колец 3. Нижняя внешняя грань 5 компрессионного кольца 3 выполнена с возможностью притирания на величину толщины кольца 3.

Центр обточки головки поршня смещается от его оси в сторону направления вектора усилия шатуна к наибольшей эллипсной выработке гильзы 4 на зазор допуска и припуска на притирание. Это позволяет создать прямолинейную образующую поршня, прилегающую к гильзе в нагретом состоянии. В результате в зоне контакта образуется пятно кольца и поршня к зеркалу гильзы.

Перед сборкой поршневой группы стыки (разрезы) колец 3 ориентируется в пределах притертого пятна.

На время притирания (приработки) должны быть зафиксированы от проворачивания.

После приработки колец фиксаторы удаляются. В двухтактных д.в.с. фиксаторы не удаляются. Компрессионные кольца 3 в рабочий такт скручиваются, опираясь на внешнюю острую кромку. Внешнюю нижнюю кромку 5 кольца 3 необходимо срезать на угол скручивания на расстояние толщины кольца и притереть. Притирку следует производить в напряженном состоянии на ширину толщины компрессионного кольца. Срезом нижней кромки кольца 3 устраняется сопряжение острой кромки с канавкой поршня, а уширенная поверхность до толщины (высоты) кольца 3 создает равное газовое сопротивление по периметру кольца и грани его, снижая утечку газов и повышая КПД, т.к. удлиняется уплотненный притиранием путь газов утечки.

В результате д. в. с. увеличит свой моторесурс, снизится расход ГСМ и эко-сферы, повысится мощность и производительность, снизятся амортизационные расходы и повысится международная конкурентоспособность по экономике и экологии.

Формула изобретения

1. Эксцентричный поршень, содержащий головку поршня, юбку поршня и компрессионные кольца, ориентированные разрезами в сторону рабочего прижима поршня к гильзе, отличающийся тем, что центр обточки головки поршня смещен от оси поршня на величину, равную половине теплового расширения минус тепловая разница по высоте поршня, для совмещения образующей поршня и образующей гильзы.

2. Поршень по п.1, отличающийся тем, что поясок колец и поршень установлены с возможностью образования притертого пятна, в пределах которого размещены стыки колец.

3. Поршень по п.1, отличающийся тем, что нижняя внешняя грань компрессионного кольца выполнена с возможностью притирания на величину толщины кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3