ТРОЙНОЕ КОМПРЕССИОННОЕ КОЛЬЦО С ЧАСТИЧНО ВЫРОВНЕННОЙ ЭПЮРОЙ НАПРЯЖЕНИЙ И МАСЛОСГОННОЙ ПРОТОЧКОЙ
TRIPPLE COMPRESSION RING WITH PARTIALLY EQUALISED STRAIN-STRESS DIAGRAM AND OBTURATOR GROOVE

Изобретение относится к устройствам уплотнений двигателей внутреннего сгорания.
Из уровня техники известно тройное компрессионное кольцо, содержащее основное кольцо и два дополнительных кольца (RU 2205971, 2003).
Однако при длительной эксплуатации тройного кольца происходит износ не только колец, но и стенок канавки на поршне, что приводит к снижению мощности двигателя.
Задачей изобретения является увеличение моторесурса поршневых колец без снижения компрессии в цилиндрах, а следовательно, увеличения мощности двигателя.
Поставленная задача решается за счет того, что тройное компрессионное кольцо содержит основное кольцо и два дополнительных кольца, причем основное кольцо выполнено с Т-образным профилем и двумя фиксаторами для верхнего и нижнего дополнительных колец с прямоугольным профилем, а на нижней кромке основного кольца в створе с фиксатором нижнего дополнительного кольца выполнена маслосгонная проточка.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено тройное кольцо в разрезе;
на фиг.2 изображены штампованные фиксаторы на основном кольце;
на фиг.3 изображена маслосгонная проточка.
Основное кольцо с Т-образным профилем не имеет традиционной эпюры напряжений. Основное кольцо круглой формы и в напряженном состоянии опирается на стенки цилиндра в трех точках, две точки на стыке и одна на противоположной стороне от стыка. На фиг.1 изображено тройное кольцо в разрезе, где поз.1 - основное кольцо, поз.2 - нижнее дополнительное кольцо, поз.3 - верхнее дополнительное кольцо. Штампованные фиксаторы 6 на основном кольце расположены на противоположной стороне от стыка поз.4 (фиг.2) и разведены на 10-15 градусов. Таким образом, стыки верхнего дополнительного кольца 3 и нижнего дополнительного кольца 2 будут разведены на 10-15 градусов, а суммарная эпюра напряжений будет частично выровнена, а износ тройного кольца при трении о цилиндр будет более равномерный. Так как стыки всех трех колец постоянно перекрыты, то величина зазора на стыках не влияет на герметичность камеры сгорания, что увеличивает моторесурс поршневых колец не менее чем в три раза.
При проведении эксперимента на двигателе ЗМЗ-402 был установлен следующий недостаток. Под действием газов при такте "рабочий ход" тройное кольцо прижимается к стенке цилиндра и к нижней стенке канавки на поршне, которая изнашивается, и канавка на поршне становится шире, что приводит к люфту тройного кольца в канавке. При такте "впуск" в цилиндре создается разряжение, то есть давление ниже атмосферного, поэтому тройное кольцо прижимается к верхней стенке канавки и образуется щель между нижней стенкой канавки и тройным кольцом, через которую моторное масло засасывается в камеру сгорания, а при тактах "сжатие", "рабочий ход" и "выпуск" кольцо прижимается к нижней стенке канавки, запирая проход масла и газов в обратном направлении, поэтому компрессия в цилиндрах остается по-прежнему максимально высокой.
2
Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания на основном кольце 1 фиг.3 на его нижней кромке в створе с нижним фиксатором 4 выполнена маслосгонная проточка 5. Для двигателя объемом 2,5 литра сечение маслосгонной проточки примерно равно 0,05 мм.
Технический результат предложенного тройного компрессионного кольца заключается в следующем:
- увеличение моторесурса поршневых колец как минимум в три раза без снижения компрессии в цилиндрах, а значит, и мощности двигателя.
- повышение экологических показателей двигателя на протяжении всего срока эксплуатации поршневых колец.