ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА
CYLINDER-AND-PISTON GROUP

Изобретение относится к машиностроению, в частности к цилиндро-поршневой группе двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Известна цилиндро-поршневая группа [1], 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 градусов, а величина шага не превышает расстояния между верхним компрессионным и нижним маслосъемным кольцами.
Однако известное устройство имеет недостаток, к которому можно отнести неудовлетворительное качество работы цилиндро-поршневой группы вследствие неравномерного распределения цветного металла по рабочей поверхности гильзы цилиндра из-за неравномерной глубины нарезки винтовых канавок.
Цель изобретения - повышение качества работы цилиндро-поршневой группы.
Указанная цель достигается тем, что канавки выполняют в виде замкнутых колец, отдельных друг от друга. Угол подъема первой и последней канавок выполняют в пределах 15…20 градусов, центральной канавки - 40…45 градусов к диаметральной плоскости гильзы. Канавки в продольном сечении имеют горообразную форму, а канавки располагают на рабочей поверхности гильзы от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки.
На фиг.1 изображена гильза цилиндра с выполненными на ее рабочей поверхности канавками, на фиг.2 - схема контакта поршневых колец с рабочей поверхностью гильзы.
Цилиндро-поршневая группа содержит гильзу 1, поршень 2, компрессионные 3 и маслосъемное 4 поршневые кольца. На рабочей поверхности гильзы 1 выполнены канавки 5 и 6 с переменными углами подъема. Угол подъема φ первой и последней канавок 5 выполнен в пределах 15…20 градусов, а центральной канавки 6 - 40…45 градусов к диаметральной плоскости гильзы. Канавки 5 и 6 выполнены в виде замкнутых колец, отдельных друг от друга. Канавки 5 и 6 заполнены цветным металлом 7, например, медью. Канавки 5 и 6 в продольном сечении имеют торообразную форму. Канавки 5 и 6 расположены на рабочей поверхности гильзы 1 от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки.
Цилиндро-поршневая группа работает следующим образом. В процессе работы двигателя внутреннего сгорания (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 (ВМТ) до нижней мертвой точки (НМТ). Этот процесс происходит в течение всех тактов двигателя (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 цилиндро-поршневой группы ДВС.
Выполнение угла подъема канавок, расположенных на рабочей поверхности гильзы от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки, в пределах 15…45 градусов к диаметральной плоскости гильзы и заполненных цветным металлом (медью), будет способствовать образованию на рабочей поверхности гильзы защитной пленки, за счет возвратно-поступательного движения поршня в гильзе цилиндра, и 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, увеличивается равномерность заполнения канавок цветным металлом (медью).
Источники информации:
1. Цилиндро-поршневая группа. Патент RU №2186234. Опубл. 27.07.2002 г.