DE4236641A1

DE4236641A1 - IC engine piston oil scraper ring

Info

Publication number: DE4236641A1
Application number: DE19924236641
Authority: DE
Inventors: Valmir Demarchi
Original assignee: COFAP Companhia Fabricadora de Pecas Ltda
Current assignee: Marelli Cofap do Brasil Ltda
Priority date: 1992-06-08
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1993-12-09
Also published as: BR9202268A

Abstract

IC engine piston oil scraper ring has outer working surface defined by several concentric regions of identical dia.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ring zum Steuern des auf der Zylinderwand eines Verbrennungsmotors abgelagerten Ölfilmes.The present invention relates to a ring for controlling the on the cylinder wall Combustion engine deposited oil film.

Die im Stand der Technik bekannten zurückhaltenden Ölabstreifringe sind durch zwei oder mehr Teile gebildet, welche in einer Kolbennut montiert sind, und besitzen mittels Abstreifens die Funktion der Beseitigung des Überschusses an Öl, das an der Zylinderwand, welche es zu dem Motorgehäuse zurückführt, abgelagert ist.The restrained oil control rings known in the prior art are characterized by two or more parts are formed, which are mounted in a piston groove, and have by Stripping the function of eliminating the excess of oil present at the Cylinder wall, which it leads back to the engine housing, is deposited.

In ihrer am weitesten verbreiteten Ausführung weisen solche Ringe zwei Teile auf: eines aus geschmolzenem Eisen ohne oder mit einem Überzug gegen Verschleiß, das für das Abstreifen des Überschusses von auf der Zylinderwand abgelagertem Öl verantwortlich ist, und das andere, das zum Beaufschlagen bzw. Drücken des Ringes gegen die Zylinderwand verantwortlich und durch eine flache Schraubenfeder oder anderen ähnlichen Expandiereinrichtung definiert ist, welche ringförmig und innenseitig in dem Ölabstreifring diesen in radialer Richtung nach außen drückend vorgesehen ist.In their most common version, such rings have two parts: one made of molten iron with no or with a coating against wear, which for the Wiping off the excess of oil deposited on the cylinder wall responsible is, and the other, which is used to press or press the ring against the Cylinder wall responsible and by a flat coil spring or other Similar expansion device is defined, which is annular and inside in the Oil scraper ring is provided pushing it outwards in the radial direction.

Derartige Ölabstreifringe, die im allgemeinen eine zylindrische Form aufweisen, besitzen viele ernsthafte Probleme für die Motorenkonstrukteure, wie z. B.: zu dem Beginn der nutzbaren Lebensdauer des Motors, d. h. bis zu dem Zeitpunkt einer perfekten Anpassung der Ringarbeitsfläche an die Zylinderwand, findet ein übermäßiger Durchfluß von Schmieröl zwischen dem Ölabstreifring und der Zylinderwand in solch einer Weise statt, daß das durchfließende Öl durch den Kompressionsring zu der Verbrennungskammer gedrückt wird, in der es verbrannt werden wird, was einen hohen Ölverbrauch und zudem eine übermäßige Karbonisation der Kolbenköpfe, Ventilsitze ebenso wie anderer Teile des Motors, die eventuell mit dem Schmieröl, welches dem Motorverbrennungsbereich ungeeigneterweise zugeführt worden ist, in Kontakt steht, verursacht. In extremen Situationen kann diese Karbonisation den normalen Betrieb des Motors für den Rest seiner nutzbaren Lebensdauer beeinflussen. Such oil control rings, which are generally cylindrical in shape many serious problems for engine designers, such as For example: at the beginning of the usable engine life, d. H. by the time a perfect Adjustment of the ring work surface to the cylinder wall finds an excessive flow of lubricating oil between the oil control ring and the cylinder wall in such a way instead of the oil flowing through the compression ring to the Combustion chamber is pressed, in which it will be burned, which is high Oil consumption and also excessive carbonization of the piston heads, valve seats as well as other parts of the engine, which may contain the lubricating oil that the Engine combustion area has been improperly fed, is in contact, caused. In extreme situations, this carbonization can affect the normal operation of the Affect engines for the rest of its usable life.

Der übermäßige Durchfluß des Öles durch den Ölabstreifring eines neuen Motors ist dem niedrigen Druck des Ölabstreifringes gegen die Zylinderwand als eine Funktion des großen Arbeitsbereiches, welcher bei den bekannten Ringen vorhanden ist, zuzuschreiben.The excessive flow of oil through the oil control ring of a new engine is this low pressure of the oil control ring against the cylinder wall as a function of the large one Work area, which is available with the known rings.

Nach der physikalischen Definition des Druckes ist es bekannt, daß bei einer gegebenen konstanten Kraft, die durch die Expandiereinrichtung auf den Ölabstreifring ausgeübt wird, je kleiner der Kontaktbereich des Ölabstreifringes mit der Zylinderwand um so größer der Kontaktdruck dazwischen sein wird.According to the physical definition of pressure, it is known that for a given constant force exerted by the expansion device on the oil control ring becomes, the smaller the contact area of the oil control ring with the cylinder wall the contact pressure between them will be greater.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Ölabstreifring für Verbrennungs motoren zur Verfügung zu stellen, der von Beginn der nutzbaren Lebensdauer des Mo tors an die Steuerung des an der Zylinderwand abgelagerten Schmierölfilmes ermöglicht und dessen Durchfluß zu der Motorverbrennungskammer vermeidet.It is therefore an object of the present invention to provide an oil control ring for combustion to make motors available that from the beginning of the usable life of the Mon tors to the control of the oil film deposited on the cylinder wall and avoids its flow to the engine combustion chamber.

Es ist ebenso ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Ölabstreifring für Verbrennungs motoren zur Verfügung zu stellen, der, wie oben beschrieben, mittels der Vorsehung eines größeren Kontaktdruckes zwischen dem Ölabstreifring und der Zylinderwand, d. h. mittels einer größeren Abstreifkraft des Ölabstreifringes, einen übermäßigen Verbrauch an Schmieröl infolge Verbrennung während sämtlicher Abschnitte der nutzbaren Lebensdauer des Motors vermeidet.It is also an object of the present invention to provide an oil control ring for combustion to make motors available, as described above, by means of Providence a larger contact pressure between the oil control ring and the cylinder wall, d. H. due to a greater wiping force of the oil wiper ring, excessive consumption of lubricating oil due to combustion during all sections of the usable Avoids the life of the engine.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Ölabstreifring für Verbren nungsmotoren zur Verfügung zu stellen, der, wie oben beschrieben, eine übermäßige Karbonisation der Verbrennungsbereiche des Motors zu Beginn seiner nutzbaren Le bensdauer vermeidet und infolgedessen verhindert, den normalen Betrieb des Motors zu beeinträchtigen.It is another object of the present invention to provide an oil scraper ring for combustion To provide voltage motors, which, as described above, an excessive Carbonization of the combustion areas of the engine at the beginning of its usable life avoids life and consequently prevents the normal operation of the engine affect.

Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die zur Verfügungstellung eines Ölabstreifringes für Verbrennungsmotoren des Typs erreicht, der in einer Nut eines sich hin- und herbewegenden, in dem Inneren eines Motorzylinders bewegbaren Kolbens befestigbar ist und eine äußere Arbeitsfläche aufweist, welche kon stant gegen die Zylinderwand durch die Wirkung von in der Kolbennut vorgesehene, zu dem Ölabstreifring innere Expandiereinrichtungen gedrückt ist, wobei die äußere Ar beitsfläche von wenigstens zwei ringförmigen Bereichen definiert ist, die im wesentlichen konzentrisch sind, denselben Durchmesser aufweisen und durch eine Umfangsaus nehmung der äußeren Wand des Ringes getrennt sind, wobei jeder ringförmige Bereich der äußeren Ölabstreifringfläche untere und obere Kanten bildet und von der unteren Kante nach innen geneigt ist.These and other objects and advantages of the present invention are achieved by the An oil scraper ring has been made available for internal combustion engines of the type the one in a groove of a reciprocating one, inside an engine cylinder movable piston is attachable and has an outer work surface, which con against the cylinder wall by the action of the piston groove the oil scraper ring inner expansion devices is pressed, the outer Ar beitsfläche is defined by at least two annular regions, which are substantially are concentric, have the same diameter and by a circumference Take the outer wall of the ring are separated, each annular area the outer oil scraper ring surface forms lower and upper edges and from the lower Edge is inclined inwards.

Die Neuerung der vorliegenden Erfindung betrifft einen Ölabstreifring für Verbren nungsmotoren, bei dem die Ausgestaltung der äußeren Arbeitsfläche einen größeren Druck der äußeren Fläche gegen die Zylinderwand ermöglicht, um so den Durchfluß von Schmieröl zu den oberen Teilen des Motorblocks selbst zu Beginn von dessen nutzbarer Lebensdauer zu vermeiden.The innovation of the present invention relates to an oil scraper ring for combustion tion motors, in which the design of the outer work surface is larger Pressure of the outer surface against the cylinder wall allows the flow of Lube oil to the upper parts of the engine block itself at the beginning of its usable Avoid lifespan.

Praktisch ausgedrückt, ermöglicht die vorliegende Erfindung, eine Wirtschaftlichkeit des Schmieröles ebenso wie eine Sicherheit in bezug auf den Motor zu erhalten. Da kein Öl durchfluß und infolgedessen keine Ölverbrennungen erfolgen, werden Karbonisations ablagerungen, welche häufig die Haltbarkeit des Schmieröles beeinflussen, in dem Motor nicht erzeugt.In practical terms, the present invention enables the economy of the To get lubricating oil as well as safety related to the engine. Since no oil flow and consequently no oil burns occur, carbonization deposits that often affect the durability of the lubricating oil in the engine not generated.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeich nung beschrieben, in der die einzige Figur eine Längsschnittansicht eines mit der ent sprechenden Zylinderwand in Kontakt stehenden Ölabstreifringes für Verbrennungs motoren darstellt.The present invention will hereinafter be described with reference to the accompanying drawings tion described, in which the single figure is a longitudinal sectional view of one with the ent Talking cylinder wall in contact oil scraper ring for combustion represents motors.

Gemäß der beschriebenen Figur ist der Ölabstreifring 10 für Verbrennungsmotoren, der aus geschmolzenem Eisen oder anderem adäquaten Material, wie z. B. Stahl, besteht, auf eine bekannte und nicht dargestellte Weise in der Nut befestigt, die periphärisch und in der Mitte gelegen in einem sich hin- und herbewegenden Kolben vorgesehen ist, welcher sich in dem Motorzylinder bewegt.According to the figure described, the oil control ring 10 for internal combustion engines, which is made of molten iron or other suitable material, such as. B. steel, is fixed in a known and not shown manner in the groove, which is provided peripherally and in the middle in a reciprocating piston which moves in the engine cylinder.

Bei einer anderen Ausführung kann der Ölabstreifring 10 aus anderem Material, wie z. B. aus Stahl, hergestellt sein.In another embodiment, the oil control ring 10 can be made of a different material, such as. B. made of steel.

Um den Ölabstreifring 10 gegen die Wand W des Zylinders C zu drücken, sind in der Kolbennut und innen zu dem Ring 10 Expandiereinrichtungen 20 vorgesehen, die durch eine Schraubenfeder gebildet sind, welche vorzugsweise aus Stahldraht besteht, einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und eine gleichmäßige Schraubensteigung besitzt.In order to press the oil control ring 10 against the wall W of the cylinder C, expansion devices 20 are provided in the piston groove and on the inside of the ring 10 , which are formed by a helical spring, which is preferably made of steel wire, has a circular cross section and has a uniform screw pitch .

Bei einer anderen Ausführung können die Expandiereinrichtungen in der Form einer Schraubenfeder aus Stahldraht ausgeführt sein, die einen quadratischen, rechtwinkligen Querschnitt oder jede andere regelmäßige polygonale Form aufweist. Die Schraubensteigung kann variierbar, z. B. in dem Zwischenraumbereich zwischen den Ringenden kleiner sein. Die Feder 20 kann einem Schleifen an ihrem äußeren Umfang oder anderen, im Stand der Technik bekannten Behandlungen unterworfen sein und kann eine flache Feder oder eine Feder in jeder anderen bekannten Form umfassen, die vorgesehen ist, daß sie in ihrer montierten Position durch Beaufschlagen bzw. Drücken des Ölabstreifringes 10 radial auswärts des Kolbens wirkt, um dessen äußere Arbeitsfläche in konstanten federnden Kontakt mit der Wand W des Zylinders C zu halten.In another embodiment, the expanding devices can be designed in the form of a coil spring made of steel wire, which has a square, rectangular cross section or any other regular polygonal shape. The screw pitch can be varied, e.g. B. be smaller in the space between the ring ends. The spring 20 may be subjected to grinding on its outer periphery or other treatments known in the art and may comprise a flat spring or spring in any other known form which is intended to be applied in its assembled position by Pressing the oil control ring 10 acts radially outward of the piston in order to keep its outer working surface in constant resilient contact with the wall W of the cylinder C.

Die äußere Arbeitsfläche des Ölabstreifringes 10 ist von wenigstens zwei ringförmigen Bereichen 11 gebildet, die im wesentlichen konzentrisch sind, denselben Durchmesser aufweisen und voneinander durch eine Umfangsausnehmung 12 der äußeren Arbeits fläche getrennt sind, wobei die Umfangsausnehmung 12 einen im wesentlichen trapez förmigen Querschnitt aufweist. Jeder äußere Wandringbereich 11 bildet obere und untere Kanten, die miteinander durch eine nach innen geneigte Oberfläche ausgehend von der unteren, vorzugsweise konischen (frusto-conical) Kante verbunden sind, wobei die untere Kante in ständigem Kontakt mit der Wand W des Zylinders C gehalten wird.The outer working surface of the oil control ring 10 is formed by at least two annular regions 11 which are essentially concentric, have the same diameter and are separated from one another by a peripheral recess 12 of the outer working surface, the peripheral recess 12 having a substantially trapezoidal cross section. Each outer wall ring region 11 forms upper and lower edges, which are connected to one another by an inwardly inclined surface starting from the lower, preferably conical (frusto-conical) edge, the lower edge being kept in constant contact with the wall W of the cylinder C. .

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung bilden die ringförmigen Bereiche 11 der äußeren Arbeitsfläche einen verstärkenden, verschleißfesten Chromüberzug 15 oder eine andere Art von Überzug. Sie können jedoch den Überzug entbehren, wobei der Überzug in diesem Fall durch eine adäquate thermochemische Behandlung ersetzt ist.In a preferred embodiment, the annular areas 11 of the outer working surface form a reinforcing, wear-resistant chrome coating 15 or another type of coating. However, you can do without the coating, in which case the coating is replaced by adequate thermochemical treatment.

Dieser Konstruktionstypus erlaubt einen minimalen Kontaktbereich zwischen dem Ölabstreifring 10 und der Wand W des Zylinders C und somit einen maximalen Kontaktdruck dazwischen.This type of construction allows a minimum contact area between the oil control ring 10 and the wall W of the cylinder C and thus a maximum contact pressure between them.

Zu Beginn der nutzbaren Lebensdauer des Motors, zu welchem die notwendige An passung zwischen dem Ölabstreifring 10 und der Wand W des Zylinders C nicht vorhan den ist, ist die Abdichtung des Schmieröldurchflusses durch die Ringe infolge des großen dazwischen vorhandenen Kontaktdruckes sichergestellt. Wenn der Verschleiß in der un teren Kante der äußeren Wandringbereiche 11 des Ölabstreifringes 10 und die damit verbundene Anpassung der sich berührenden Oberflächen auftreten, nimmt der Kon taktdruck mit dessen Flächenzunahme proportional ab, so daß die gewünschte Dicke des Schmieröles unter dem Ölabstreifring 10 während der gesamten nutzbaren Lebensdauer des Motors aufrechterhalten bleibt. At the beginning of the usable life of the engine, to which the necessary adjustment between the oil scraper ring 10 and the wall W of the cylinder C is not present, the sealing of the lubricating oil flow through the rings is ensured as a result of the large contact pressure present therebetween. If the wear in the lower edge of the outer wall ring regions 11 of the oil control ring 10 and the associated adaptation of the contacting surfaces occur, the contact pressure decreases proportionally with its increase in area, so that the desired thickness of the lubricating oil under the oil control ring 10 throughout usable engine life is maintained.

Auf halber Höhe des Ölabstreifringes 10 ist noch eine Vielzahl von Schlitzen 16 innen und periphärisch in dem Ölabstreifring vorgesehen, welche im wesentlichen länglich und in einer solchen Weise angeordnet sind, daß das von der Wand W des Zylinders C abgestreifte Öl nach Durchtritt dahindurch und durch eine Vielzahl von an dem Boden der Kolbennut vorgesehenen Bohrungen zu dem Motorgehäuse zurückgeführt wird.Halfway up the oil scraper ring 10 there are still a plurality of slots 16 on the inside and peripherally in the oil scraper ring, which are essentially elongated and arranged in such a way that the oil stripped from the wall W of the cylinder C after passing through and through it A plurality of holes provided in the bottom of the piston groove are returned to the motor housing.

Claims

1. Oil scraper ring for internal combustion engines of the type which is attachable in a groove of a reciprocating piston moving in an engine cylinder and has an outer working surface which is constantly against the wall (W) of the cylinder (C) by the action of Expansion devices ( 20 ) provided in the piston groove and pressed towards the oil scraper ring ( 10 ), characterized in that the outer working surface is defined by at least two areas ( 11 ) which are concentric, have the same diameter and are defined by a circumferential recess ( 12 ). the outer wall of the ring ( 10 ) are separated, the outer wall being inclined to the inside of the ring from the lower edge.

2. Oil scraper ring according to claim 1, characterized in that the annular regions of the outer working surface ( 11 ) have a conical (frusto-conical) shape, the lower edge thereof being kept in constant contact with the wall (W) of the cylinder (C) is.

3. Oil scraper ring according to claim 2, characterized in that the annular areas of the outer working surface ( 11 ) form reinforcing, wear-resistant chrome coatings ( 15 ).

4. Oil scraper ring according to claim 1, characterized in that the expanding device ( 20 ) comprises a steel coil spring with a uniform screw pitch.

5. Oil scraper ring according to claim 1, characterized in that at half the height of the oil scraper ring ( 10 ) and inside this a plurality of slots ( 16 ) for returning the oil from the wall (W) of the cylinder (C) stripped to the Motor housing is provided.