KR20060091756A

KR20060091756A - Piston ring

Info

Publication number: KR20060091756A
Application number: KR1020050012154A
Authority: KR
Inventors: 이경원
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-22

Abstract

본 발명의 목적은 피스톤 링을 이중구조로 하여 각각 형성하는 엔드갭이 어긋나도록 하므로써 블로바이 가스나 오일이 이동하는 통로를 봉쇄하여 블로바이가스 발생 및 오일소모를 감소시킬 수 있는 구조의 피스톤 링을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a piston ring having a dual structure to the end gap formed by the displacement of the piston ring of the structure that can reduce the blow-by gas generation and oil consumption by blocking the passage of the blow-by gas or oil movement To provide.

이를 위해 본 발명은 피스톤에 장착되는 피스톤 링에 있어서,To this end, the present invention is a piston ring mounted to the piston,

피스톤 링을 상부몸체와 하부몸체의 상하 2개로 분할하여, 상하몸체를 합쳐 하나로 형성하되, 상부몸체와 하부몸체의 엔드갭을 서로 어긋나도록 설치하며, 상하몸체의 밀착면부에 각기 반원주 형상의 요홈을 가공하고, 그 반원주 요홈내에 상하몸체가 회전하는 것을 방지토록 지지함과 함께 피스톤 링 그루우브의 상하벽면에 상하몸체가 밀착되도록 탄발력을 가하게 되는 파형 형상의 익스펜더 스프링을 내장시킨 것을 특징으로 한다.The piston ring is divided into two upper and lower parts of the upper body and the lower body, and the upper and lower bodies are formed as one, and the end rings of the upper body and the lower body are deviated from each other, and the semi-circular grooves of the upper and lower bodies are respectively provided. It is characterized in that it is embedded in the semicircular groove to prevent the upper and lower bodies from rotating, and to incorporate a corrugated expander spring which exerts a resilient force so that the upper and lower bodies are in close contact with the upper and lower walls of the piston ring groove.

피스톤 링, 상부몸체, 하부몸체, 엔드갭, 익스펜더 스프링 Piston Ring, Upper Body, Lower Body, End Gap, Expander Spring

Description

Piston ring {Piston ring}

도 1은 본 발명에 의한 피스톤 링을 나타내는 평면도1 is a plan view showing a piston ring according to the present invention

도 2는 본 발명에 의한 피스톤 링을 나타내는 정면도Figure 2 is a front view showing a piston ring according to the present invention

도 3은 도 1의 A-A 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 4는 도 1을 C 방향에서 본 형상을 나타낸 도면4 is a view showing the shape of FIG. 1 seen in the C direction;

도 5는 본 발명 피스톤 링의 하부몸체(상부몸체도 동일)를 나타낸 평면도Figure 5 is a plan view showing a lower body (the same as the upper body) of the piston ring of the present invention

도 6은 도 5의 B-B 단면도6 is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG.

도 7은 본 발명의 익스펜더 스프링의 사시도Figure 7 is a perspective view of the expander spring of the present invention

도 8은 종래의 피스톤 링8 is a conventional piston ring

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

1 : 피스톤 링 2 : 상부몸체1: piston ring 2: upper body

3 : 하부몸체 4,5 : 엔드갭(합구부)3: lower body 4,5: end gap (fitting part)

6,7 : 밀착면부 8,9 : 요홈6,7: adhesion face part 8,9: groove

10 : 익스펜더 스프링 11,12 : 요홈턱10: expander spring 11,12: groove jaw

본 발명은 앤드갭(end gap)을 없애 블로바이가스 발생 및 오일소모를 저감할 수 있는 구조의 피스톤 링에 관한 것이다.The present invention relates to a piston ring having a structure capable of reducing end gap and reducing blow-by gas generation and oil consumption.

피스톤 링은 압축과 팽창가스 압력에 대해서 연소실의 기밀을 유지하고, 팽창가스를 연소실에서 크랭크케이스로 누설되는 것을 방지함과 동시에 피스톤이 받은 열의 대부분을 실린더 벽에 전달하여 피스톤의 과열을 방지한다. 또 실린더 벽에 뿌려진 오일을 긁어내려 필요로 하는 최소한의 유막을 형성함과 동시에 남은 오일이 연소실로 침입하는 것을 방지하고 있다.The piston ring keeps the combustion chamber tight against compression and expansion gas pressure, prevents the expansion gas from leaking from the combustion chamber to the crankcase, and at the same time transfers most of the heat received by the piston to the cylinder wall to prevent the piston from overheating. In addition, the oil sprayed on the cylinder walls is scraped off to form the minimum required oil film, while preventing the remaining oil from entering the combustion chamber.

이 피스톤 링(20)은 적당한 탄성이 필요하므로 도 9에 도시하는 것과같이 원의 한쪽이 개방되어 소위 엔드갭(end gap, 합구)(21)이라고 부르는 개방부를 가진 주철제 또는 강제로 형성하여, 피스톤 링 그루우브에 끼워 장착하고 있다.Since the piston ring 20 needs a proper elasticity, as shown in Fig. 9, one side of the circle is opened to form a cast iron or forcibly formed with an opening called a so-called end gap (21). It is fitted in the ring groove.

이와같이 피스톤 링은 열팽창을 고려하여 엔드갭(21)을 두게 되므로, 특히 고압의 폭발압을 가지는 디젤엔진의 경우 고압의 연소가스가 엔드갭(21) 부위를 통해 크랭크실로 누설되어, 소위 블로바이가스의 과다 발생으로 인하여 대기오염을 유발하고, 피스톤과 피스톤 링의 온도상승을 가져오며, 또 온도상승에 따라 카본 퇴적 현상이 용이하게 발생하므로 링스커핑 현상과 고착문제를 유발하며, 심하면 엔진손상을 야기한다.As such, the piston ring has an end gap 21 in consideration of thermal expansion, and thus, especially in a diesel engine having a high pressure explosion pressure, high pressure combustion gas leaks into the crankcase through the end gap 21 area, so-called blow-by gas. Due to the excessive occurrence of air pollution, piston and piston ring temperature rise, carbon deposition phenomenon easily occurs due to the temperature rise, causing ring scuffing phenomenon and seizure problems, if severe engine damage Cause.

또한 폭발행정 말기에 두번째 랜드부의 압력이 탑랜드부의 압력보다 커질때 흡기행정으로 전환하면서 피스톤 탑링이 피스톤 링 그루우브 상측으로 밀착하여 올라가게 되는데, 이때 두번째 랜드부에 있던 오일도 함께 탑랜드부로 올라가서 연소되므로써 오일소모가 커지고 배기가스도 악화되는 문제가 발생하나 열팽창 문제로 엔드갭 자체를 없애는 것은 불가능하다.In addition, when the pressure of the second land portion is greater than the pressure of the top land portion at the end of the explosive stroke, the piston top ring moves up close to the piston ring groove while rising to the intake stroke. The combustion causes oil consumption and exhaust gas to deteriorate, but it is impossible to eliminate the end gap itself due to thermal expansion.

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로 그의 목적으로 하는 것은Therefore, the present invention has been proposed in view of the above points, and its object is to

피스톤 링을 이중구조로 하여 각각 형성하는 엔드갭이 어긋나도록 하므로써 블로바이 가스나 오일이 이동하는 통로를 봉쇄하여 블로바이가스 발생 및 오일소모를 감소시킬 수 있는 구조의 피스톤 링을 제공하는데 있다.It is to provide a piston ring having a structure that can reduce the blow-by gas generation and oil consumption by blocking the passage of the blow-by gas or oil by shifting the end gap formed by the piston ring in a double structure.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은The present invention to achieve the above object

피스톤에 장착되는 피스톤 링에 있어서,In the piston ring mounted to the piston,

이하에 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.The configuration of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 피스톤 링의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 피스톤 링의 정면도이고, 도 3은 도 1의 A-A 단면도이다. 그리고 도 4는 도 1을 C에서 바라본 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 피스톤 링의 하부몸체의 평면도 형상 이고, 도 6은 도 5의 B-B 단면도이다. 또 도 7은 본 발명의 익스펜더 스프링의 평면 형상을 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명 익스펜더 스프링의 측면도이다.1 is a plan view of a piston ring according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the piston ring according to the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line A-A of FIG. And Figure 4 is a view as seen from C in Figure 1, Figure 5 is a plan view of the lower body of the piston ring according to the present invention, Figure 6 is a cross-sectional view B-B of FIG. 7 is a view showing a planar shape of the expander spring of the present invention, Figure 8 is a side view of the expander spring of the present invention.

본 발명의 피스톤 링(1)은 상부몸체(2)와 하부몸체(3)가 하나로 겹쳐져서 형성된다.The piston ring 1 of the present invention is formed by overlapping the upper body 2 and the lower body 3 as one.

상부몸체(2)와 하부몸체(3)는 각각 앤드갭(4)(5)을 보유하고 있는데, 이 엔드갭(4)(5)은 서로 어긋난 위치, 바람직하기로는 서로 대항되는 반대 위치를 가지도록 상하몸체(2)(3)가 하나로 합쳐진다.The upper body 2 and the lower body 3 each have end gaps 4 and 5, which end gaps 4 and 5 have opposite positions, preferably opposite one another. The upper and lower bodies 2 and 3 are combined into one.

이 상하몸체(2)(3)가 각기 회전하여 엔드갭(4)(5)이 하나로 모여지는 것을 방지하기 위하여 상하몸체(2)(3)의 밀착면부(6)(7)에 각기 반원주형 요홈(8)(9)을 가공하고 그 요홈(8)(9)내에 도 7에서와 같은 익스펜더 스프링(10)(10)을 수용토록 한다. 이 익스펜더 스프링(10)(10)은 상하로 파형을 이루고 있어 상하몸체(2)(3)를 상하로 탄발하여, 각각의 몸체(2)(3)가 피스톤 링 그루우브의 상하면에 밀착되도록 작용하며, 동시에 일단부(10a)는 상부몸체(2)의 요홈턱(11)에, 그리고 타단부(10b)는 하부몸체(3)의 요홈턱(12)에 지지되도록 설치되므로써 양측몸체(2)(3)가 서로 회전하게 되는 것을 방지하게 되며, 이 익스펜더 스프링(10)은 하나만을 설치하여도 무방하나 좌우양측으로 2개를 설치하는 것이 바람직하다.In order to prevent the upper and lower bodies 2 and 3 from rotating so that the end gaps 4 and 5 are gathered into one, the semi-circular cylinders are formed on the contact surfaces 6 and 7 of the upper and lower bodies 2 and 3, respectively. The grooves 8 and 9 are machined and the expander springs 10 and 10 as shown in FIG. 7 are accommodated in the grooves 8 and 9. The expander springs 10 and 10 are corrugated up and down, and the upper and lower bodies 2 and 3 are shot upward and downward, so that the respective bodies 2 and 3 adhere to the upper and lower surfaces of the piston ring groove. At the same time, one end portion 10a is installed on the recessed jaw 11 of the upper body 2 and the other end 10b is supported on the recessed jaw 12 of the lower body 3 so that both sides of the body 2 are supported. (3) is prevented from rotating to each other, this expander spring 10 may be provided only one, but it is preferable to install two on both the left and right sides.

이와같이 하여 본 발명의 엔드갭(4)(5)의 위치는 항상 엇갈리고 있어 피스톤 링(1)을 통한 상하 연통이 차단되며, 또 피스톤 링 그루우브의 상하벽면을 상하몸체(2)(3)가 밀착하게 되어 랜드부를 통해 오일의 이동을 차단하게 되는 것이다.In this way, the positions of the end gaps 4 and 5 of the present invention are always staggered so that up and down communication through the piston ring 1 is interrupted, and the upper and lower bodies 2 and 3 have the upper and lower walls of the piston ring groove. Close contact is to block the movement of oil through the land portion.

이상과 같은 본 발명은 피스톤 링, 특히 피스톤 탑링을 상하 2개의 몸체로 분할 성형하고, 각각의 상하몸체가 구비하고 있는 합구부(엔드갭)가 서로 대향되는 위치에 엇갈리도록 형성하되, 그 엇갈린 상태가 항구적으로 보장되도록 양측몸체 사이에 회전이 방지되는 익스펜더 스프링을 내장하고, 또 익스펜더 스프링을 파형으로 형성하여 상하몸체를 상하로 각기 탄발하여 피스톤 링 그루우브의 상하 벽면에 밀착하도록 하는 것에 의해서, 피스톤 링의 상하를 연통하는 엔드갭을 없애므로써 블로바이가스의 누설 및 엔진오일의 연소실로의 침입을 방지하여 블로바이가스에 의한 엔진 고착현상 및 환경오염을 예방하고 엔진오일의 과소모를 방지하게 되는 효과가 있다.The present invention as described above is formed by splitting the piston ring, in particular, the piston top ring into two upper and lower bodies, and staggered portions (end gaps) provided in each of the upper and lower bodies are staggered at positions facing each other. The piston is provided with a built-in expander spring which prevents rotation between both bodies so as to ensure a permanent seal, and by forming the expander spring in a corrugation shape, the upper and lower bodies are shot up and down to be in close contact with the upper and lower walls of the piston ring groove. By eliminating the end gap connecting the upper and lower sides of the ring, it prevents the leakage of blow-by gas and intrusion into the combustion chamber of the engine oil, thereby preventing the engine sticking phenomenon and environmental pollution by the blow-by gas and preventing excessive consumption of engine oil. There is.

Claims

In the piston ring mounted to the piston,

The piston ring is divided into two upper and lower parts of the upper body and the lower body, and the upper and lower bodies are formed as one, and the end rings of the upper body and the lower body are deviated from each other, and the semi-circular grooves of the upper and lower bodies are respectively provided. A piston having a corrugated expander spring which is processed to support the upper body and the lower body of the piston ring groove to prevent rotation of the upper body and the lower body in the semi-circumferential groove, and to apply elastic force to the upper body and the lower body of the piston ring groove. ring.

The method of claim 1,

End gaps formed in the upper and lower bodies are located in opposite directions opposed to each other.

The method of claim 2,

One end of the corrugated expander spring is supported on the groove jaw of the upper body, the other end is supported on the groove jaw of the lower body piston ring.

The method of claim 3, wherein

Piston ring, characterized in that the expander spring is provided with two left and right sides.