ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, а именно к конструкции цилиндропоршневой группы двигателей.
В процессе работы двигателей внутреннего сгорания в цилиндропоршневой группе (ЦПГ) происходит увеличение зазора между цилиндром и поршнем. С увеличением зазора компрессионные кольца расходятся, происходит прорыв термических газов в картер. Прорыв газов в картер сопровождается активным окислением масла, возникновением нагара, закоксовыванием и залеганием колец, в особенности при применении масел низкого или сомнительного качества. Быстро наступающая закоксованность моторного масла, превращает его в малопригодную для смазки жидкость, что приводит к ускоренному износу всех агрегатов двигателя. Снижается уровень компрессии, а именно эта величина является важнейшим показателем технического состояния и работоспособности двигателя. Снижение компрессии ведет к увеличению расхода топлива и дымности, снижению мощности двигателя.
Известна поршневая машина, включающая цилиндропоршневую группу, установленный на поршне в каждом цилиндре динамический усилитель компрессии, состоящий из стопорного элемента для фиксированного размещения, по меньшей мере двух вкладышей, размещенных в выемках на боковой поверхности поршня под верхним компрессионным кольцом, симметрично относительно замка компрессионного кольца Динамический усилитель компрессии компенсирует отрицательное воздействие эксплуатационного износа цилиндропоршневой группы, повышая тем самым ресурс поршневой машины (Патент РФ №2120050, МПК: F02F 5/00, пр. 13.03.1997 г.).
Недостатками известной поршневой машины является то, что в результате динамических и температурных нагрузок на поршень в процессе работы поршневой машины происходит увеличение зазора в замке компрессионного кольца, а также частичное оплавление материала поршня в зоне крепления стопорного элемента, что приводит к выпадению последнего и, как следствие, к снижению компрессии, падению мощности, перерасходу горючего, уменьшению надежности, долговечности.
Известен также динамический усилитель компрессии (патент РФ №2195563, МПК F02F 5/00, 2000.11.22 - прототип), в котором верхнее и нижнее компрессионные кольца зафиксированы фиксаторами. При этом в каждом поршне двумя бронзовыми вставками блокируется прорыв газов через замок верхнего компрессионного кольца. Давление газов перераспределяется внутрь компрессионного кольца и дополнительно прижимает его к зеркалу цилиндров. Газы из камеры сгорания прорываются через тепловой зазор первого компрессионного кольца и попытаются обежать поршень вдоль стенки цилиндра к тепловому зазору второго компрессионного кольца. Но это движение газов выжимает вкладыши из выемок, они плотно прижимаются к поршню и к зеркалу цилиндра и блокируют прорыв газов.
Однако, такое решение нельзя использовать в ЦПГ, где гильзы имеют вентиляционные окна, поскольку при работе двигателя блокирующие прорыв газов вставки вылетят в выхлопные окна.
Решаемая задача изобретения заключается в повышении ресурса цилиндро-поршневой группы и всего двигателя, снижении расхода масла и топлива.
Для решения поставленной задачи предложена цилиндропоршневая группа, включающая цилиндр, поршень с компрессионными кольцами. При этом динамический усилитель компрессии цилиндропоршневой группы выполнен в виде двух компрессионных колец, соединенных и установленных в одном расширенном пазу поршня, при этом при этом замки компрессионных колец смещены относительно друг друга.
Кольца выполнены из чугуна, каждое кольцо зафиксировано штифтами с обеспечением возможности одновременного смещения в процессе работы двигателя. Внизу поршня имеются расположенные в пазах два маслосъемных кольца.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена цилиндропоршневая группа; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, представлено положение замков компрессионных колец относительно друг друга.
Цилиндропоршневая группа содержит гильзу 1, поршень 2, установленные на поршне компрессионные кольца 3, 4, 5, 6. Два компрессионных кольца 3, 4 установлены в одном расширенном под два кольца пазу 7.
Компрессионные кольца выполнены из чугуна, замки 8, 9 этих колец разнесены по диаметру относительно друг друга на 180° и зафиксированы штифтом 10 диаметром 2 мм. Фиксация колец 3, 4 штифтом позволяет избежать совмещения замков компрессионных колец при эксплуатации.
При ремонтных работах, когда требуется замена поршневых колец, например дизеля 10Д100, производят доработку поршней, заключающуюся в том, что растачивается одна из ниш для установки в ней двух компрессионных поршневых колец. Предварительно эти кольца фиксируются между собой штифтом диаметром 2 мм таким образом, что замки колец располагаются диаметрально противоположно. Фиксация колец исключает совмещение замков поршневых колец. При такой конструкции газы, попадая в зазор замка первого (из спаренных) компрессионного кольца, упрутся во второе компрессионное кольцо и, перед тем как попасть в зазор замка второго (из спаренных) компрессионного кольца, сначала попадут в пространство между телом поршня и спаренными поршневыми кольцами. Это обеспечит дополнительное усилие прижатия поршневых компрессионных колец к зеркалу цилиндра. Как следствие, происходит увеличение компрессии в камере сгорания и уменьшение количества газов, прорывающихся в картер, что снижает расход дизельного масла на угар, улучшает процесс сгорания дизельного топлива, увеличиваются мощностные характеристики дизеля и улучшается его экологичность.
При работе цилиндропоршневой группы заявляемой конструкции прорыв газов в картер, сопровождающийся активным окислением масла, возникновением нагара, будет исключен.
Таким образом, компрессия ЦПГ повышается, следствием этого является повышение ресурса цилиндропоршневой группы и КПД двигателя, снижение расхода масла и топлива.