ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
ICE SLEEVE ASSEMBLY

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано при восстановлении гильз цилиндров.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению относится цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания [Цилиндропоршневая группа. - Патент RU №2186234. Опубл. 27.07.2002 г.], включающая поршень с размещенными на нем кольцами, которые контактируют с рабочей поверхностью гильзы. На внутренней поверхности гильзы выполнены канавки, состоящие из двух встречных винтовых линий с правой и левой резьбой соответственно. Винтовые линии канавки заполнены цветным металлом, угол их подъема лежит в пределах 15…60°, а величина шага не превышает расстояния между верхним компрессионным и нижним маслосъемным кольцами.
Недостатками данного устройства являются пониженная износостойкость рабочей поверхности гильзы цилиндра и неудовлетворительное качество работы цилиндропоршневой группы вследствие неравномерного распределения цветного металла по рабочей поверхности гильзы цилиндра из-за неравномерной глубины нарезки винтовых канавок.
Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков и от его применения получен следующий технический результат: повышение качества работы цилиндропоршневой группы и износостойкости гильз цилиндров.
Указанный технический результат достигается тем, что гильза цилиндра имеет три ряда кольцевых канавок. Средний ряд разворачивают на 90° относительно верхнего и нижнего массивов. Расстояние от начала первых канавок до верхнего торца гильзы равно 10±0,5 мм. Канавки выполняют в виде встречных замкнутых колец, отдельных друг от друга, с углом подъема 17 градусов к диаметральной плоскости гильзы и шагом 13 мм. В поперечном сечении канавки имеют торообразную форму с глубиной и шириной 1,5 мм. Максимальное расстояние между соседними канавками соответствует расстоянию между верхним компрессионным и нижним маслосъемным поршневыми кольцами.
На фиг.1 изображена гильза цилиндра с измененными физико-механическими характеристиками и выполненными на ее рабочей поверхности кольцевыми канавками, на фиг.2 - поперечный разрез канавки в сечении А-А, на фиг.3 - схема контакта поршневых колец с рабочей поверхностью гильзы цилиндра в сечении В-В.
Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания включает поршень 2 с компрессионными 3 и маслосъемным 4 кольцами, контактирующие с рабочей поверхностью гильзы цилиндра 1, и имеющая канавки, заполненные цветным металлом 7. На рабочей поверхности гильзы цилиндра 1 выполнены три ряда кольцевых канавок 5 и 6, при этом средний ряд развернут на 90° относительно верхнего и нижнего рядов, причем расстояние от начала первых канавок 5 и 6 до верхнего торца гильзы 1 равно 10±0,5 мм. Канавки 5 и 6 выполняются в виде встречных замкнутых колец, отдельных друг от друга, с углом подъема 17° к диаметральной плоскости гильзы 1 и шагом 13 мм. В продольном сечении канавки 5 и 6 имеют торообразную форму с глубиной и шириной 1,5 мм. Максимальное расстояние между соседними канавками 5 и 6 соответствует расстоянию между верхним компрессионным 3 и нижним маслосъемным 4 поршневыми кольцами.
Цилиндропоршневая группа работает следующим образом.
В процессе работы ДВС поршень 2 с кольцами 3 и 4 совершает возвратно-поступательное движение вверх-вниз. При этом кольца 3 и 4, двигаясь по рабочей поверхности гильзы 1, пластической деформацией снимают часть цветного металла 7 с канавок 5 и 6 и «размазывают» его по рабочей поверхности гильзы 1 от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Этот процесс происходит в течение всех тактов ДВС и продолжается до тех пор, пока на рабочей поверхности гильзы 1 не образуется слой цветного металла 7 определенной толщины. В результате этого процесса коэффициент трения рабочих поверхностей поршневых колец 3 и 4 и рабочей поверхности гильзы 1 снижается, а кольца 3 и 4 перестают снимать цветной металл 7 с канавок 5 и 6. По мере уменьшения толщины «размазанного» цветного металла 7 с поверхности гильзы 1 коэффициент трения между рабочими поверхностями поршневых колец 3 и 4 и рабочей поверхностью гильзы 1 несколько увеличивается. Одновременно начинает повышаться и интенсивность снятия поршневыми кольцами 3 и 4 цветного металла 7 с канавок 5 и 6, и процесс «размазывания» цветного металла 7 по рабочей поверхности гильзы 1 повторяется. Таким образом, процесс нанесения слоя цветного металла 7 на рабочую поверхность гильзы 1 сопровождает весь период эксплуатации цилиндропоршневой группы ДВС.
Выполнение угла подъема канавок 17° к диаметральной плоскости гильзы, заполненных цветным металлом (медью), будет способствовать образованию на рабочей поверхности гильзы защитной пленки, а также снижению коэффициента трения поршневых колец о стенку гильзы цилиндра.
Кроме того, выполнение канавок в виде отдельных замкнутых колец способствует точности глубины их нарезки и, соответственно, увеличению равномерности заполнения канавок цветным металлом (медью). Такое конструктивное исполнение рабочей поверхности гильзы цилиндра позволит повысить качество работы цилиндропоршневой группы и износостойкость гильз цилиндров.