Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.
Известны маслосъемные поршневые устройства двигателей внутреннего сгорания, содержащие два раздельных скребковых элемента с расширителями различной конструкции (Заявка №53-22204, Япония, 1978; Заявка №59-20859, Япония, 1984; авторское свидетельство №1312217, СССР, 1985; патент RU №2499901 C1, 2013).
Известно маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания (патент РФ №2447307, МПК F02F 5/00, опубл. 10.04.2012), содержащее скребковые элементы, выполненные в форме односторонней трапеции, и расположенное между ними расширительное кольцо с радиальными пазами, наиболее близкое к заявляемому и принятое за прототип. Однако в известном устройстве расположение радиальных пазов на расширительном кольце ограничивает его минимальные размеры, так как в процессе работы двигателя на расширительное кольцо действуют высокочастотные вибрационные нагрузки, вызывающие появление усталостных напряжений в месте расположения пазов, приводящие к разрушениям самого кольца. Осевое направление перемещения поршня и радиальное направление вытеснения масла из полости поршневой канавки через достаточно ограниченное пространство радиальных пазов на расширительном кольце и сливные отверстия поршневой канавки вызывают повышенное гидравлическое сопротивление, которое оказывает существенное влияние на эффективность работы маслосъемного устройства. Кроме того, при длительной эксплуатации радиальные пазы, выполненные на расширительном кольце, служат концентраторами усталостных напряжений, которые могут привести к поломке кольца, заклиниванию поршня и поломке двигателя.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности и надежности и ресурса работы двигателя за счет качественной очистки стенок цилиндра от излишков масла.
Технический результат достигается тем, что в маслосъемном поршневом устройстве двигателя внутреннего сгорания, содержащем установленные в одной поршневой канавке пакет маслосъемных колец и расширительное кольцо, новым является то, что на рабочих поверхностях маслосъемных колец, кроме верхнего, выполнены осевые пазы, а расширительное кольцо расположено над верхним маслосъемным кольцом, при этом количество пазов и их размеры увеличиваются в каждом ниже установленном маслосъемном кольце.
Рабочие поверхности маслосъемных колец выполнены со скосом в сторону их верхнего торца.
На чертеже представлено частичное сечение двигателя внутреннего сгорания.
Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, расширительное кольцо 3, верхнее маслосъемное кольцо 4 и маслосъемные кольца 5, 6 с осевыми пазами 7 на рабочих поверхностях. Рабочие поверхности маслосъемных колец 4, 5, 6 выполнены со скосом в сторону их верхнего торца.
Маслосъемное поршневое устройство работает следующим образом.
При движении поршня в нижнее положение первым вступает в работу нижнее маслосъемное кольцо 6 с наибольшим количеством осевых пазов 7 и наименьшим гидравлическим сопротивлением масла продвижению поршня. Маслосъемное кольцо 5, имея меньшее количество пазов 7, перекрывает пазы 7 кольца 6, вытесняя через них свою часть масла, снятого им со стенки цилиндра 1. Верхнее маслосъемное кольцо 4 осуществляет функцию «чистильщика» и, перекрывая пазы 7 кольца 5, вытесняет через них остатки масла, формируя расчетную толщину масляной пленки на стенке цилиндра 1. Такое дифференцирование съема масла со стенки цилиндра 1 несколькими маслосъемными кольцами обеспечивает расчетную толщину масляной пленки на стенке цилиндра 1, преодолевая наименьшее гидравлическое сопротивление при огромных скоростях перемещения поршня, повышая полезную работу двигателя. В зависимости от размеров цилиндра 1, скоростей перемещения поршня 2 и требований к толщине масляной пленки, оставляемой на стенке цилиндра 1, количество маслосъемных колец с осевыми пазами 7 может быть различным, практически от двух и более. При движении поршня в верхнее положение скосы всех маслосъемных колец «наезжают» на масляную пленку, сохраняя ее расчетную величину, предохраняя попадание излишков масла в камеру сгорания.
Маслосъемное поршневое устройство с набором относительно тонких маслосъемных колец с осевыми пазами обеспечивает расчетную толщину масляной пленки на стенке цилиндра, наименьшее механическое и гидравлическое сопротивление перемещению поршня, минимально возможный расход масла, уменьшает содержание вредных и загрязняющих примесей в выхлопных газах. Конструкция технологична в изготовлении, обладает повышенным ресурсом.
