116 4

nienia zależy od wielkości szczeliny utworzonej między powierzchnią zewnętrzną trzonu i czołową pierścienia, będącej z kolei funkcją gładkości współpracujących powierzchni oraz wielkości i równomierności docisku między nimi. Ponieważ docisk między pierścieniem a trzonem musi być ograniczony z uwagi na jego niekorzystny wpływ na opory tarcia, stąd w istniejących konstrukcjach dławnic nie udaje się całkowicie wyeliminować przecieków gazu. Uważa się, że natężenie przecieków

3

mniejsze od 1 cm /rnin, odniesione do warunków normalnych, stanowi wartość dopuszczalną z praktycznego i technicznego punktu widzenia. Warunek ten spełniają dobre konstrukcje współczesnych silników Stirlinga.

Ponieważ uszczelnianie trzonu odbywa się również w warunkach ograniczonego smarowania, do wykonania pierścieni uszczelniających są stosowane materiały charakteryzujące się małym współczynnikiem tarcia na sucho. Ponadto ruchy boczne trzonu, wywołane niezbędnym luzem w prowadzeniu wodzika, narzucają wymagania dobrej sprężystości pierścienia, aby mógł on dostosowywać się do chwilowych zmian kształtu i osiowego ustawienia trzonu względem dławnicy. Boczne ruchy trzonu są na ogół ograniczane przez zastosowanie tzw. pierścieni prowadzących, które mogą być umieszczone w rowku płaszcza tłoka lub w odpowiednim wybraniu w dławnicy.

W istniejących konstrukcjach przedstawione wymagania najlepiej spełniają pierścienie wykonane z tworzyw kompozytowych na bazie PTFE lub żywic poliamidowych z różnym wypełnieniem. Podobnie jak w przypadku pierścieni uszczelniających tłoka, najlepszą szczelność zapewniają niedzielone pierścienie typu wargowego, wykonane w formie Variseal lub Vectorseal (rys. 4.9). Stos pierścieni uszczelniających, zależnie od średniego ciśnienia gazu roboczego, zawiera zwykle pierścienie obydwu rodzajów.

W niektórych rozwiązaniach dławnic trzonu stosuje się pierścienie uszczelniające typu leningradzkiego, w których nacisk osiowy, od ciśnienia gazu i sprężyny, na sfazowaną powierzchnię pierścienia wykonanego z tworzywa kompozytowego PTFE i umieszczonego w specjalnej oprawie, zapewnia wymagany docisk promieniowy i szczelność połączenia. W wariantowym rozwiązaniu, przedstawionym na rys. 4.14b, stożkowa górna część pierścienia ułatwia powrotne przetłoczenie niewielkiej ilości oleju przedostającego się ze skrzyni korbowej. Oprawę pierścienia leningradzkiego wykonuje się z brązu, aby zwiększyć szybkość odprowadzenia wywiązującego się ciepła tarcia.

Efektem współpracy pierścieni z trzonem jest ciepło tarcia wywiązujące się na obydwu powierzchniach i podwyższające ich chwilową temperaturę pracy. Uwzględniając dopuszczalną temperaturę pracy pierścieni z tworzyw kompozytowych PTFE, zawartą w przedziale 150-f200°C, mały współczynnik przewodzenia ciepła oraz duży współczynnik rozszerzalności liniowej, strumień wywiązującego się ciepła tarcia musi być odprowadzony przez zastosowanie systemu wymuszonego chłodzenia dławnicy. Przykładowe rozwiązanie konstrukcyjne chłodzonej dławnicy i samego

120