Патент на изобретение №2371619

(54) МАСЛОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ЦИЛИНДРОПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит в канавке поршня маслосъемное кольцо и радиальный расширитель, а внутри поршня – пластину с лепестками, которые проходят через отверстия в поршне и соединяются с расширителем. В пластине по ее оси выполнено отверстие и по его краю установлен груз в виде кольца. Стержень шатуна находится внутри груза. Под действием силы инерции груз перемещается вместе с пластиной по оси поршня и посредством лепестков и расширителя воздействует на маслосъемное кольцо. Стержень перемещается в плоскости качания шатуна внутри груза. В пластине выполнено круглое отверстие и по его краю закреплен круглый груз, внутри которого располагается стержень шатуна. Устройство позволяет повысить надежность уплотнения. 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве маслосъемных устройств, устанавливаемых на поршнях двигателей внутреннего сгорания или компрессоров.

Аналогом предлагаемого устройства является узел маслосъемного кольца для двигателя внутреннего сгорания, содержащий радиальный многоугольный расширитель, который устанавливается между разрезным маслосъемным кольцом и стенкой канавки поршня (Энглиш К. Поршневые кольца, т.1, М., 1962, с.492, фиг.407). В маслосъемном кольце и находящимся за ним радиальном многоугольном расширителе предусмотрены дренажные отверстия для отвода масла со стенок цилиндра двигателя в закольцевое пространство и далее через сквозные отверстия в поршне на его внутреннюю стенку.

Назначение радиального многоугольного расширителя – создание в подпертом маслосъемном кольце дополнительного, постоянно действующего, равномерно распределенного по окружности маслосъемного кольца радиального давления (Энглиш К. Поршневые кольца, т.1, М., 1962, с.487).

Одним из основных требований к маслосъемному кольцу является не только съем излишка масла с рабочей поверхности цилиндра двигателя, но и качественное распределение масла по всей его рабочей поверхности, которое заключается в том, чтобы маслосъемное кольцо при своем движении создавало непрерывную масляную пленку одинаковой требуемой толщины, которая обеспечивала бы жидкостное трение кольца по всему ходу поршня (Энглиш К. Поршневые кольца, т.2, М., 1963, с.196, с.201). Однако аналог, состоящий из маслосъемного кольца и радиального многоугольного расширителя, такое требование в процессе работы не выполняет по одной основной причине – это постоянное заданное радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя при переменной скорости перемещения поршня. В средней части хода, это примерно 86° поворота кривошипа, скорость поршня максимальная, а при подходе поршня к его крайним положениям скорость его снижается так, что в верхней и нижней мертвых точках скорость равна нулю.

Известна следующая закономерность. При высокой скорости движения поршня давление подпора срезаемого маслосъемным кольцом масла отжимает маслосъемное кольцо от стенки цилиндра и оно всплывает на масляной пленке, оставляя за собой толстый слой масла в средней части хода поршня. Это повышает расход масла на угар. Со снижением скорости поршня, масляная пленка, находящаяся между рабочими поверхностями маслосъемного кольца и цилиндра, легче выдавливается и вблизи мертвого положения поршня наступает полусухое трение. Непосредственный контакт маслосъемного кольца и поверхности цилиндра в районе мертвых точек приводит к возрастанию коэффициента трения и, как следствие, к увеличению износа рабочих поверхностей в этой зоне (Энглиш К. Поршневые кольца, т.2, М., 1963, с.196, с.201).

Таким образом, недостаток известной конструкции узла маслосъемного кольца обусловлен постоянным по ходу поршня радиальным давлением его на стенки цилиндра. Устранить такой недостаток можно путем постепенного увеличения радиального давления маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя по мере перемещения поршня к средней части его хода, где наблюдается самая высокая скорость поршня, и постепенным снижением радиального давления маслосъемного кольца по мере уменьшения скорости поршня по его ходу, вплоть до мертвого положения.

Еще одним аналогом изобретения является маслосъемное кольцо коробчатого типа с радиальным многоугольным расширителем, установленные в канавке поршня, имеющей по меньшей мере одно сквозное отверстие, выходящее на внутреннюю поверхность поршня. Радиальный многоугольный расширитель снабжен по меньшей мере одним грузом, размещенным на внутренней поверхности поршня и связанным с радиальным многоугольным расширителем упругим элементом и гибкой связью, проходящей через сквозное отверстие. Упругий элемент выполнен в виде плоской пружины, установленной между радиальным многоугольным расширителем и дном канавки, а гибкая связь – в виде шарнирного стержня (Авторское свидетельство СССР 595566, кл. F16j 9/06, 1975).

Назначение радиального многоугольного расширителя создавать в подпертом маслосъемном кольце дополнительное постоянно действующее, равномерно распределенное по окружности кольца, радиальное давление.

Назначение упругих элементов, установленных по окружности между радиальным многоугольным расширителем и дном канавки, также создавать дополнительное радиальное давление через радиальный многоугольный расширитель и маслосъемное кольцо на зеркало цилиндра двигателя.

Наличие грузов и гибких связей между грузами и упругими элементами позволяет в процессе работы двигателя внутреннего сгорания изменять радиальное давление упругих элементов на радиальный многоугольный расширитель и, следовательно, на маслосъемное кольцо, так как известно, что при перемещении поршня на него и на все массы, двигающиеся вместе с ним, в том числе и на грузы, действует сила инерции, которая изменяется по закону косинусоиды. Максимум ее достигает в районе мертвых точек (верхней и нижней), а минимум – примерно в середине хода поршня, когда скорость поршня достигает максимума. Под действием силы инерции грузы перемещаются вверх или вниз по конусам сквозных отверстий в стенке поршня, выходящих на его внутреннюю поверхность, втягивая внутрь поршня гибкие связи, которые деформируют упругие элементы. Это приводит к перемещению радиального многоугольного расширителя. Поэтому максимальное давление радиального многоугольного расширителя на кольцо будет иметь место в середине хода поршня, когда равна нулю сила инерции, а минимальное давление – в мертвых точках, когда сила инерции грузиков достигает максимума. Это обеспечивает постоянство масляного слоя по ходу поршня.

Недостатками аналога являются сложность конструкции и ненадежность работы узла маслосъемного поршневого кольца. Сложность конструкции заключается в наличии упругих элементов, выполненных в виде плоских пружин, установленных между радиальным многоугольным расширителем и дном канавки, а также в наличии гибких связей, выполненных в виде шарнирных стержней, соединяющих упругие элементы с подвижными грузами. Кроме этого, следует добавить, что изготовление специальных сквозных каналов на внутренней поверхности поршня для каждого груза требует лишних технологических операций.

Ненадежность конструкции заключается в наличии гибких связей, выполненных в виде шарнирных стержней. И сами гибкие связи, и места соединений их с подвижными грузами и упругими элементами будут подвержены динамическим переменным нагрузкам от сил инерции грузов в процессе их перемещений вверх и вниз между мертвыми точками. Известно, что под действием повторно-переменных нагрузок постепенно развиваются усталостные трещины в деталях и их соединениях с последующим разрушением. Это снижает долговечность работы узла маслосъемного поршневого кольца.

Прототипом предлагаемого изобретения является маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы (Патент на изобретение 2307273, кл. F16j 9/06, опубл. 27.09.2007 г. Бюл. 27). Оно содержит маслосъемное кольцо и многоугольный радиальный расширитель, установленные в канавке поршня. В поршневом кольце и находящемся за ним радиальном многоугольном расширителе предусмотрены дренажные отверстия для отвода масла со стенок цилиндра двигателя в закольцевое пространство и далее через сквозные отверстия в поршне на его внутреннюю стенку. Внутри поршня в радиальной плоскости на уровне радиального многоугольного расширителя установлен упругий элемент, представляющий собой плоскую пластину с выполненными по окружности гибкими упругими лепестками, которые свободно проходят через сквозные отверстия в поршне в заколечное пространство и жестко соединяются с гранями радиального многоугольного расширителя. В центре упругого элемента по его оси жестко установлен груз.

Назначение маслосъемного кольца – снимать излишки масла с поверхности цилиндра двигателя. Назначение радиального многоугольного расширителя – увеличивать радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя. Назначение упругого элемента, представляющего собой плоскую пластину с выполненными по окружности гибкими, упругими лепестками – автоматически воздействовать своими лепестками через радиальный многоугольный расширитель на маслосъемное кольцо по всей окружности за счет возникающих переменных сил инерции массы груза, жестко установленного в центре плоской пластины упругого элемента.

Такое маслосъемное устройство предназначено для сбрасывания излишка масла с зеркала цилиндра и создания на рабочей поверхности цилиндра при прохождении по ней поршня с маслосъемным кольцом непрерывной масляной пленки одинаковой требуемой толщины.

В процессе перемещения поршня в цилиндре двигателя, скорость которого постоянно меняется, на поршень и на все его массы, движущиеся вместе с ним, в том числе и на груз, закрепленный в центре плоской пластины упругого элемента, действует сила инерции, которая изменяется по закону косинусоиды (Болтинский В.Н. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. – М.: Издательство сельскохозяйственной литературы. 1962, с.119). Под действием изменяющейся величины силы инерции по ходу поршня груз вместе с упругим элементом будет перемещаться вдоль оси поршня относительно поршневой канавки, в которой расположены радиальный многоугольный расширитель и маслосъемное кольцо, либо к нижней мертвой точке, либо к верхней мертвой точке. При этом гибкие лепестки упругого элемента будут либо выходить, либо входить через сквозные отверстия в поршне в заколечное пространство поршневой канавки, перемещая радиальный многоугольный расширитель относительно маслосъемного кольца. В результате будет изменяться радиальное давление маслосъемного кольца на зеркало цилиндра двигателя по ходу движения поршня. В верхней и нижней мертвых точках, когда скорость поршня равна нулю, а силы инерции достигают максимальной величины, груз вместе с упругим элементом в этот момент будет находиться на максимальном расстоянии относительно воображаемой радиальной плоскости, проходящей через поршневую канавку, в которой находятся многоугольный радиальный расширитель и маслосъемное кольцо. В результате такого положения груза гибкие лепестки упругого элемента, изогнувшись, втянутся внутрь поршня, а вместе с ними переместится многоугольный расширитель от маслосъемного кольца к задней стенке канавки поршня. Многоугольный расширитель не будет действовать на маслосъемное кольцо и радиальное давление последнего на стенку цилиндра будет минимальным. Снижение радиального давления маслосъемного кольца в зонах верхней и нижней мертвых точках будет способствовать сохранению необходимой и нужной толщины масляной пленки между рабочей поверхностью кольца и поверхностью цилиндра. При этом износ рабочих поверхностей будет меньше.

При перемещении поршня от верхней мертвой точки или от нижней мертвой точки в первой половине его хода скорость поршня возрастает и достигает максимального значения приблизительно в середине хода. За это же время силы инерции поршня и всех его деталей, в том числе и груза, постепенно уменьшаются по закону косинуса. В результате груз с упругим элементом перемещается по оси поршня к воображаемой радиальной плоскости, проходящей через поршневую канавку. При этом упругие лепестки, выпрямляясь, входят через отверстия в поршне, как по направляющим, в заколечное пространство и постепенно перемещают многоугольный расширитель от задней стенки поршневой канавки к маслосъемному кольцу, увеличивая на него радиальное давление. Максимальное радиальное давление многоугольного расширителя на маслосъемное кольцо, а следовательно, и на поверхность стенки цилиндра достигается, когда гибкие лепестки полностью выпрямятся и будут находиться в одной воображаемой радиальной плоскости с плоской пластиной упругого элемента. В этот момент поршень достигает максимальной скорости, а сила инерции груза будет равна нулю. Постепенное увеличение радиального давления маслосъемного кольца на стенку цилиндра по ходу поршня пропорционально возрастающей его скорости. Маслосъемное кольцо не будет всплывать на масляном слое по причине возрастающего радиального давления кольца, а излишки масла будут сбрасываться в картер двигателя. При этом на поверхности цилиндра будет образовываться по ходу поршня необходимая и непрерывная масляная пленка требуемой одинаковой толщины. Это обеспечит жидкостное трение кольца по всему ходу поршня, что снизит износ поверхностей кольца и цилиндра и уменьшит потери масла на угар.

Однако такое маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы имеет недостаток, который заключается в том, что его невозможно установить ниже верхней головки шатуна, внутри юбки поршня, хотя известно, что маслосъемные кольца часто устанавливают несколько ниже поршневого пальца или даже в нижней части юбки поршня (Байков Б.П., Ваншейдт В.А. и др. Дизели. Справочник, издательство, Л.: Машиностроение, 1977, с.235, рис.14). Например у двухтактных дизелей маслосъемные кольца в обязательном порядке устанавливаются в нижней части юбки с целью исключения попадания масла в продувочные окна и далее в камеру сгорания (В.Н.Болтинский. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. М.: Издательство сельскохозяйственной литературы, Москва, 1962, с.154). Причиной невозможности установки маслосъемного устройства прототипа внутри поршня ниже верхней головки шатуна является то, что упругий элемент маслосъемного устройства содержит сплошную плоскую пластину с грузом, жестко установленным в ее центре. Такая конструкция упругого элемента маслосъемного устройства несовместима со стержнем шатуна, располагающегося в том же объеме поршня и совершающего качательные движения во время работы двигателя.

Технической задачей изобретения является создание оригинальной конструкции маслосъемного устройства цилиндропоршневой группы с возможностью расположения его ниже верхней головки шатуна, которое формирует на рабочей поверхности цилиндра, при прохождении по ней поршня, непрерывную масляную пленку одинаковой требуемой толщины, обеспечивает снижение сил трения сопрягаемых поверхностей маслосъемного кольца и цилиндра, уменьшает расход масла на угар и увеличивает надежность работы и срок службы маслосъемного кольца и цилиндра двигателя внутреннего сгорания.

Задача достигается в маслосъемном устройстве цилиндропоршневой группы, содержащее в канавке поршня маслосъемное кольцо и радиальный многоугольный расширитель, внутри поршня содержащее упругий элемент в виде плоской пластины с выполненными по ее окружности гибкими упругими лепестками, проходящими через сквозные отверстия поршня в заколечное пространство и жестко связанными с радиальным многоугольным расширителем, при этом на плоской пластине упругого элемента жестко закреплен груз, где согласно изобретению в плоской пластине упругого элемента по ее оси, совпадающей с осью поршня, выполнено круглое отверстие и по краю круглого отверстия плоской пластины концентрично круглому отверстию жестко закреплен круглый груз виде кольца, при этом внутри круглого груза и круглого отверстия располагается стержень шатуна с возможностью свободного перемещения в плоскости качания шатуна.

Предлагаемое маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы можно установить ниже верхней головки шатуна в любом необходимом месте юбки поршня по ее высоте и в процессе перемещения поршня можно регулировать радиальное давление маслосъемного кольца на стенку цилиндра по ходу поршня, обеспечивая необходимую толщину масляного слоя на рабочей поверхности цилиндра, что позволит снизить расход масла на угар и увеличить надежность работы и срок службы маслосъемного кольца и цилиндра двигателя.

Наличие изобретения в предлагаемом маслосъемном устройстве цилиндропоршневой группы доказывается тем, что в плоской пластине упругого элемента по ее оси, совпадающей с осью поршня, выполнено круглое отверстие и по ее краю концентрично отверстию жестко закреплен круглый груз виде кольца, а внутри круглого груза и отверстия плоской пластины упругого элемента располагается стержень шатуна с возможностью свободного перемещения в плоскости качания шатуна в процессе работы двигателя.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы можно установить в любом необходимом месте юбки поршня по ее высоте ниже верхней головки шатуна и в процессе перемещения поршня можно регулировать радиальное давление маслосъемного кольца на стенку цилиндра по ходу поршня и при этом не создавать помех работе шатуна, совершающего качательные движения в том же объеме поршня, где располагается предлагаемое маслосъемное устройство.

Маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид устройства – продольный разрез поршня в сборе с маслосъемным устройством в плоскости качания шатуна при движении поршня к верхней мертвой точке в середине его хода.

На фиг.2 изображен вид А-А фиг.1.

На фиг.3 изображен общий вид устройства – продольный разрез поршня в плоскости качания шатуна при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке в начале хода поршня.

На фиг.4 изображен общий вид устройства – продольный разрез поршня в плоскости качания шатуна при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке в середине хода поршня.

На фиг.5 изображен общий вид устройства – продольный разрез поршня в плоскости качания шатуна при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней в конце хода поршня.

Предлагаемое маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы содержит поршень 1, в канавке 2 которого установлено маслосъемное разрезное кольцо 3 с выточкой 4 для повышения удельного давления на стенку 5 цилиндра 6 (фиг.1). Для отвода масла в заколечное пространство 7 кольцо 3 имеет по окружности сквозные отверстия 8. В заколечном пространстве 7 установлен радиальный многоугольный расширитель 9 в виде разрезной плоской многогранной пружины, создающий дополнительное радиальное усилие на маслосъемное кольцо 3, увеличивая давление последнего на стенку 5 цилиндра 6. Дренажные каналы 10, выполненные в поршне 1, предназначены для удаления масла из заколечного пространства 7 на внутреннюю поверхность 11 поршня 1 и далее в картер двигателя (на чертеже не показан). Внутри поршня 1 ниже верхней головки 12 шатуна 13 в нижней части юбки 14 поршня 1 в радиальной плоскости, проходящей через поршневую канавку 2, на уровне радиального многоугольного расширителя 9 установлен упругий элемент 15, представляющий собой плоскую пластину 16 с выполненными по окружности гибкими упругими лепестками 17, которые свободно проходят через сквозные отверстия 18 в поршне 1 в заколечное пространство 7 и жестко соединяются с гранями 19 радиального многоугольного расширителя 9 (фиг.1, фиг.2). Длина гибких упругих лепестков 17 упругого элемента 15 должна быть такой, чтобы в тот момент, когда плоская пластина 16 находилась бы в одной радиальной плоскости с гибкими упругими лепестками 17, последние отодвигали радиальный многоугольный расширитель 9 от задней стенки 20 поршневой канавки 2 к маслосъемному кольцу 3 на расстояние с целью создания необходимого максимального радиального усилия многоугольного расширителя 9 на маслосъемное кольцо 3, а следовательно и на стенку 5 цилиндра 6. По оси упругого элемента 15, совпадающего с осью Z-Z поршня 1, в плоской пластине 16 выполнено сквозное отверстие 21 (фиг.2). Концентрично отверстию 21 по его краю жестко установлен груз 22 в виде кольца. Диаметр кольца груза 22 должен позволять верхней головке 12 шатуна 13 проходить через отверстие 21 при монтаже шатуна 13, а стержню 23 шатуна 13 свободно перемещаться в плоскости качания шатуна 13, проходящей через ось Х-Х поршня 1, в процессе работы двигателя (фиг.2).

Работа предлагаемого маслосъемного устройства цилиндропоршневой группы в процессе перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке за период сброса излишка масла происходит следующим образом.

В верхней мертвой точке после перекладки поршня 1 шатун 13 находится в вертикальном положении по оси Z-Z, при этом скорость V поршня 1 в начале движения равна нулю, а сила инерции Р_i груза 22 максимальная и направлена к верхней мертвой точке противоположно ускорению j (фиг.3). Груз 22 вместе с упругим элементом 15 под действием максимальной силы инерции Р_i переместился ближе к верхней мертвой точке поршня 1 и находится на максимальном расстоянии от воображаемой радиальной плоскости, проходящей через поршневую канавку 2, в которой находится многоугольный расширитель 9 и маслосъемное кольцо 3. В результате такого перемещения груза 22 гибкие упругие лепестки 17 упругого элемента 15 втянулись внутрь поршня 1, а вместе с ними переместился многоугольный расширитель 9 в заколечном пространстве 7 к задней стенке 20 канавки 2 поршня 1. Это приводит к тому, что многоугольный расширитель 9 не действует на маслосъемное кольцо 3 и радиальное давление последнего на стенку 5 цилиндра 6 минимальное R_min (фиг.3). Снижение давления маслосъемного кольца 3 на стенку 5 цилиндра 6 будет способствовать сохранению необходимой и нужной толщины масляной пленки между рабочей поверхностью кольца 3 и поверхностью 5 цилиндра 6. Такое явление будет уменьшать износ рабочих поверхностей как кольца 3, так и цилиндра 6 в зоне верхней мертвой точки.

Далее, по мере перемещения поршня 1 к нижней мертвой точке в первой половине его хода, шатун 13 отклоняется вправо при правом вращении коленчатого вала, достигая максимального угла отклонения _mах от оси Z-Z приблизительно в середине хода поршня 1 (около 84° поворота кривошипа). За это же время силы инерции Р_i поршня 1 и всех его деталей, в том числе и груза 22, постепенно уменьшаются по закону косинуса, а скорость поршня V растет и достигает максимума в середине хода поршня 1. В результате уменьшения силы инерции груза 22 последний вместе с упругим элементом 15 перемещается относительно поршня 1 к воображаемой радиальной плоскости, проходящей через поршневую канавку 2, в которой располагается многоугольный расширитель 9 и маслосъемное кольцо 3. При этом гибкие упругие лепестки 17, выпрямляясь, входят через отверстия 18 в поршне 1, как по направляющим, в заколечное пространство 7 и перемещают многоугольный расширитель 9 от задней стенки 20 поршневой канавки 2 к маслосъемному кольцу 3, постепенно увеличивая на него радиальное давление. Максимальное радиальное давление R_max многоугольного расширителя 9 на маслосъемное кольцо 3, а следовательно, и на поверхность стенки 5 цилиндра 6, достигается тогда, когда гибкие упругие лепестки 17 полностью выпрямятся и будут находиться в одной радиальной плоскости с плоской пластиной 16 упругого элемента 15 (фиг.4). В этот момент поршень 1 достигает максимальную скорость V_max, а сила инерции Р_i груза 22 равна нулю.

Постепенное увеличение радиального давления маслосъемного кольца 3 на стенку 5 цилиндра 6 по ходу поршня 1 пропорционально возрастающей скорости поршня 1. Это давление будет противодействовать всплытию маслосъемного кольца 3 на толстом масляном слое, который образуется и подпирает снизу маслосъемное кольцо 3 в результате съема излишка масла со стенки 5 цилиндра 6. Маслосъемное кольцо 3 не будет всплывать по причине возрастающего радиального давления кольца 3, а излишки масла будут сбрасываться в картер двигателя. При этом между рабочими поверхностями маслосъемного кольца 3 и стенки 5 цилиндра 6 будет образовываться по ходу поршня необходимая и непрерывная масляная пленка требуемой одинаковой толщины. Это обеспечит жидкостное трение маслосъемного кольца 3 по всему ходу поршня 1 и уменьшит потери масла на угар.

Далее, по мере перемещения поршня 1 во второй половине его хода стержень 23 шатуна 13 уже приближается к оси Z-Z поршня 1, скорость V поршня 1 начинает уменьшаться вплоть до нулевого значения в нижней мертвой точке. За это же время сила инерции Р_i поршня 1 и всех его деталей, в том числе и груза 22, постепенно увеличивается по закону косинуса и достигает максимума (Р_{i max}) в нижней мертвой точке (фиг.5). Под действием увеличивающей силы инерции Р_i груз 22 вместе с упругим элементом 15 перемещается относительно поршня 1 к нижней мертвой точке от воображаемой радиальной плоскости, проходящей через поршневую канавку 2, в которой располагаются многоугольный расширитель 9 и маслосъемное кольцо 3. При этом гибкие упругие лепестки 17 упругого элемента 15, изгибаясь, втягиваются внутрь поршня 1 через его отверстия 18, перемещая многоугольный расширитель 9 в заколечном пространстве 7 маслосъемного кольца 3 к задней стенке 20 поршневой канавки 2. Это приводит к постепенному уменьшению радиального давления многоугольного расширителя по ходу поршня на маслосъемное кольцо 3, а следовательно, и на стенку 5 цилиндра 6. В нижней мертвой точке многоугольный расширитель 9 отойдет от маслосъемного кольца 3 и радиальное давление последнего на стенку 5 цилиндра 6 будет минимальным (R_min). Шатун 13 будет находиться в вертикальном положении по оси Z-Z (фиг.5).

Постепенное уменьшение радиального давления маслосъемного кольца 3 на стенку 5 цилиндра 6 по ходу поршня пропорционально уменьшающейся скорости поршня 1. Такое согласование уменьшающегося давления кольца 3 с уменьшающейся скоростью поршня 1 приводит к тому, что между рабочими поверхностями кольца 3 и цилиндра 6 будет образовываться по ходу поршня необходимая и непрерывная масляная пленка требуемой одинаковой толщины. Это обеспечит жидкостное трение маслосъемного кольца 3 по всему ходу поршня и уменьшит износ рабочих поверхностей кольца 3 и цилиндра 6.

Работа предлагаемого маслосъемного устройства цилиндропоршневой группы при перемещении поршня 1 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке совершенно одинакова описанной работе, совершаемой маслосъемным устройством при перемещении поршня от верхней мертвой точки к нижней. Точно так же при перемещении поршня 1 от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке величина силы инерции P_i груза 22 будет изменяться по закону косинуса. В крайних положениях поршня 1 (фиг.3, фиг.5) радиальное давление маслосъемного кольца 3 на стенку 5 цилиндра 6 будет минимальным (R_min), так как сила инерции груза 22 упругого элемента 15 будет достигать максимального значения (Р_{i max}), а в середине хода поршня 1 (фиг.1) радиальное давление маслосъемного кольца будет максимальным (R_max), потому, как равна нулю сила инерции (Р_i=0). Это обеспечит необходимую и непрерывную масляную пленку требуемой одинаковой толщины при перемещении поршня от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке.

Таким образом, радиальное давление маслосъемного кольца на стенку цилиндра регулируется предлагаемым маслосъемным устройством в зависимости от хода поршня и при этом обеспечивается необходимый и оптимальный по толщине слой масла по всей поверхности цилиндра.

Предлагаемое маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы позволит снизить расход масла на угар, увеличить надежность работы и срок службы кольца и цилиндра двигателя.

Формула изобретения

Маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы, содержащее в канавке поршня маслосъемное кольцо и радиальный многоугольный расширитель, а внутри поршня содержащее упругий элемент в виде плоской пластины с выполненными по ее окружности гибкими упругими лепестками, проходящими через сквозные отверстия поршня в заколечное пространство и жестко связанными с радиальным многоугольным расширителем, при этом на плоской пластине упругого элемента жестко закреплен груз, отличающееся тем, что в плоской пластине упругого элемента по ее оси, совпадающей с осью поршня, выполнено круглое отверстие и по краю круглого отверстия плоской пластины концентрично круглому отверстию жестко закреплен круглый груз в виде кольца, при этом внутри круглого груза и круглого отверстия располагается стержень шатуна с возможностью свободного перемещения в плоскости качания шатуна.

РИСУНКИ