PL194501B1 - Pierścień dławnicowy do dławnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocy - Google Patents
Pierścień dławnicowy do dławnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocyInfo
- Publication number
- PL194501B1 PL194501B1 PL339539A PL33953900A PL194501B1 PL 194501 B1 PL194501 B1 PL 194501B1 PL 339539 A PL339539 A PL 339539A PL 33953900 A PL33953900 A PL 33953900A PL 194501 B1 PL194501 B1 PL 194501B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- gland
- ring
- piston rod
- raceway
- coating
- Prior art date
Links
- 238000012856 packing Methods 0.000 title claims description 13
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims abstract description 66
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 27
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 21
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001347 Stellite Inorganic materials 0.000 description 1
- WIKSRXFQIZQFEH-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Pb] Chemical compound [Cu].[Pb] WIKSRXFQIZQFEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N chromium;cobalt;iron;manganese;methane;molybdenum;nickel;silicon;tungsten Chemical compound C.[Si].[Cr].[Mn].[Fe].[Co].[Ni].[Mo].[W] AHICWQREWHDHHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004372 laser cladding Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 1
- OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N phosphanylidynenickel Chemical compound [P].[Ni] OFNHPGDEEMZPFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/26—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
- F16J15/28—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings with sealing rings made of metal
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/162—Special parts or details relating to lubrication or cooling of the sealing itself
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F2007/0097—Casings, e.g. crankcases for large diesel engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
- Y10S277/908—Seal for use in rotating and reciprocating arrangement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
- Compressor (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
1. Pierscien dlawnicowy do dlawnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokopreznego duzej mocy z cylindrem, w którym jest umiesz- czony poruszajacy sie ruchem posuwisto- -zwrotnym tlok, który za pomoca draga tloko- wego jest polaczony z wodzikiem, którego dlaw- nica sluzy do przeprowadzenia draga tlokowego z przestrzeni przelotni powietrza do skrzyni kor- bowej, znamienny tym, ze bieznia (30) pierscie- nia dlawnicowego (10, 11, 12), która w po- lozeniu roboczym slizga sie wzdluz draga tlo- kowego (3) jest zaopatrzona w twarda, odporna na zuzycie nakladana powloke (20). PL PL PL PL PL PL PL
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest pierścień dławnicowy do dławnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocy z cylindrem, w którym jest umieszczony poruszający się ruchem posuwisto-zwrotnym tłok, który za pomocą drąga tłokowego jest połączony z wodzikiem, którego dławnica służy do przeprowadzenia drąga tłokowego z przestrzeni przelotni powietrza do skrzyni korbowej.
Silniki dwusuwowe wysokoprężne dużej mocy z przepłukiwaniem wzdłużnym, które służą, na przykład, jako agregaty napędu głównego, typowo posiadają kilka cylindrów, w których jest umieszczony poruszający się ruchem posuwisto-zwrotnym tłok. Tłok za pomocą drąga tłokowego jest połączony z wodzikiem, który porusza się w prowadnicach ślizgowych w kadłubie silnika. Z drugiej strony, wodzik jest połączony za pomocą korbowodu maszyny wodzikowej z wałem korbowym silnika. Do przeprowadzenia drąga tłokowego w cylindrze jest umieszczona dławnica, która typowo obejmuje kilka pierścieni dławnicowych, umieszczonych jeden za drugim w stosunku do osi drąga tłokowego, które tworzą uszczelkę drąga tłokowego.
Rozróżnia się różne typy pierścieni dławnicowych w zależności od ich działania. Na końcu dławnicy od strony cylindra znajduje się jeden lub kilka pierścieni zgarniających, których pierwotną funkcją jest zgarnianie zanieczyszczeń, jak na przykład pozostałości po spalaniu, cząstek powstałych w wyniku zużycia lub cząstek powstałych w wyniku zgarniania, aby te zanieczyszczenia nie mogły dostać się do skrzyni korbowej. W związku z tym występuje jeden lub kilka pierścieni uszczelniających, których główna funkcja polega na tym, żeby uszczelnić przestrzeń od dolnej strony tłoka lub przestrzeń przelotni powietrza względem skrzyni korbowej, w celu zapobiegania ucieczce powietrza przepłukującego lub powietrza doładowującego z przelotni powietrza wzdłuż drąga tłokowego.
W celu zapobiegania nadmiernemu transportowi oleju wzdłuż drąga tłokowego do przelotni, to znaczy większemu niż jest niezbędny do smarowania drąga tłokowego, do pierścieni uszczelniających przylega jeden lub kilka pierścieni zgarniających olej.
Zazwyczaj znane pierścienie dławnicowe w silnikach wysokoprężnych dużej mocy są wykonane z metali kolorowych lub z żeliwa szarego. Posiadają one, na przykład jedną lub kilka warg, których wewnętrzne powierzchnie ograniczające w kierunku promieniowym tworzą bieżnie, które w położeniu eksploatacyjnym ślizgają się wzdłuż drąga tłokowego. Ze względu na ogromne siły, które działają w silniku dwusuwowym wysokoprężnym dużej mocy i uzależnioną od nich dużą średnicę drąga tłokowego, na przykład wynoszącą 30 cm i więcej oraz uwarunkowane eksploatacją zużycie, pierścienie dławnicowe w takich silnikach muszą być wykonane jako bardzo wytrzymałe, z odpowiednio dużej ilości materiału. Zatem, znane pierścienie dławnicowe, w ogólności posiadają tylko bardzo ograniczoną możliwość dostosowania kształtu, ponieważ są one bardzo sztywne. Z tego względu pierścienie dławnicowe są dzisiaj zazwyczaj złożone z trzech segmentów pierścieniowych, aby przynajmniej nowe pierścienie przylegały w przybliżeniu na całym obwodzie drąga tłokowego. Segmenty pierścieniowe są zespolone za pomocą obejmującej je w kierunku obwodowym sprężyny i wstępnie naprężone względem drąga tokowego.
Ze względu na zużycie, znane pierścienie dławnicowe do silników dwusuwowych wysokoprężnych dużej mocy wykazują wady. Twarde cząstki powstające w wyniku zgarniania, zużycia lub cząstki innych zanieczyszczeń, które znajdują się na drągu tłokowym, przy poruszaniu się drąga tłokowego między pierścieniami dławnicowymi, wciskają się w bieżnie pierścieni dławnicowych, przez co dochodzi do niepożądanego efektu przypominającego działanie papieru ściernego, który zwłaszcza na drągu tłokowym, ale także w pierścieniach dławnicowych prowadzi do znacznie zwiększonego zużycia.
Czynnikiem decydującym o skuteczności pierścienia dławnicowego ze względu na jego działanie uszczelniające lub zgarniające jest docisk jednostkowy, to znaczy nacisk, za pomocą którego wargi lub bieżnie pierścieni są dociskane w kierunku drąga tłokowego. Docisk jednostkowy, zwłaszcza w dwusuwowych silnikach wysokoprężnych dużej mocy, ze względu na skłonność do zacierania się (scuffing) pary materiałowej drąg tłokowy - pierścień dławnicowy, nie może być zbyt duży. Stosunkowo mały docisk jednostkowy prowadzi do zmniejszonej skuteczności działania zgarniającego i uszczelniającego. Ponieważ, prócz tego, segmenty pierścieniowe są bardzo sztywne - patrząc w kierunku obwodowym drąga tłokowego - pierścień dławnicowy przylega z nierównomierną siłą.
PL 194 501 B1
Ta zmniejszona skuteczność uszczelnienia i zgarniania jest bardzo niekorzystna, zwłaszcza także w nowoczesnych dwusuwowych silnikach wysokoprężnych dużej mocy, które pracują z dużymi prędkościami tłoka i wysokimi ciśnieniami doładowania. W ten sposób tracone są znaczne ilości oleju smarującego, które są transportowane przez drąg tłokowy do przestrzeni przelotni.
Wychodząc z tego stanu techniki zadaniem wynalazku jest zaproponowanie pierścienia dławnicowego do dławnicy silnika dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocy z wodzikiem, którego pierścień dławnicowy będzie posiadał udoskonaloną skuteczność zgarniania lub uszczelnienia.
Zadanie to zostało rozwiązane w zgodnym z wynalazkiem pierścieniu dławnicowym przez to, że bieżnia pierścienia dławnicowego, która w płożeniu roboczym ślizga się wzdłuż drąga tłokowego jest zaopatrzona w twardą, odporną na zużycie nakładaną powłokę.
Dzięki tej nakładanej powłoce bieżni, docisk jednostkowy, za pomocą którego bieżnia pierścienia dławnicowego wywiera nacisk na drąg tłokowy, można znacznie zwiększyć, przy czym nie dochodzi wskutek tego do zacierania się bieżni i drąga tłokowego. Wskutek zwiększonego docisku znacznie zwiększa się działanie uszczelniające i zgarniające pierścienia dławnicowego. Ze względu na zmniejszoną przepuszczalność oleju prowadzi to do korzystnego obniżenia zużycia oleju i ze względu na zmniejszoną przepuszczalność zanieczyszczeń dławnicy prowadzi do mniejszego zużycia drąga tłokowego i pierścieni dławnicowych, przez co zwiększa się nie tylko trwałość drąga tłokowego, lecz także dławnicy.
Dzięki udoskonalonej skuteczności zgarniania zanieczyszczeń i twardości nakładanej powłoki zapobiega się ponadto niekorzystnemu osadzaniu się cząstek w bieżni pierścienia dławnicowego na tyle, że nie występuje już szkodliwy efekt przypominający działanie papieru ściernego. Z tego wynika również zmniejszenie zużycia drąga tłokowego i pierścienia dławnicowego.
Szczególnie korzystnie, nakładaną powłoką jest nakładana powłoka z chromu lub powłoka z ceramiki chromowej.
Powlekanie bieżni powłoką chromową lub z ceramiki chromowej, stanowi o jej twardości i odporności na zużycie. Jako para materiałowa z materiałami używanymi zazwyczaj obecnie na drąg tłokowy, na przykład hartowaną stalą, chrom i ceramika chromowa mają bardzo dobre własności eksploatacyjne lub ślizgowe i bardzo małą skłonność do zacierania się.
Korzystnie, bieżnia ma nakładaną powłokę galwaniczną a zwłaszcza galwaniczną powłokę chromowana na twardo.
Korzystnie, nakładana powłoka jest nanoszona na bieżnię za pomocą metody natryskowej lub metody plazmowej lub metody nakładania za pomocą lasera, zwłaszcza za pomocą laserowego napawania.
Korzystnie, pierścień dławnicowy według wynalazku składa się przynajmniej z dwóch segmentów pierścieniowych, przy czym w kierunku obwodowym segmenty pierścieniowe są umieszczone sąsiadujące w ten sposób, że dopełniają się one w jeden pierścień.
Ukształtowanie w postaci segmentów, na ile jest to możliwe, gwarantuje dobre przyleganie pierścienia dławnicowego do drąga tłokowego i zatem oddziałuje pozytywnie na działanie uszczelniające lub zgarniające pierścienia dławnicowego.
Korzystnie dalej, ze względu na zwiększoną możliwość dostosowania kształtu, pierścień dławnicy składa się z dwóch segmentów pierścieniowych.
Nie wpływa to negatywnie na przyleganie pierścienia dławnicowego do drąga tłokowego. Środek zaradczy, w którym występują tylko dwa segmenty pierścieniowe jest szczególnie korzystny, ponieważ można dzięki temu zmniejszyć liczbę zamków, to znaczy styków między sąsiednimi segmentami pierścieniowymi, co wywiera pozytywny wpływ na działanie uszczelniające i zgarniające pierścienia dławnicowego.
Stosownie do korzystnego wykonania, w celu umożliwienia dobrej możliwości dostosowania kształtu pierścienia dławnicowego do drąga tłokowego i dużego oraz równomiernego docisku jednostkowego, szerokość pierścienia dławnicowego w kierunku promieniowym wynosi nie więcej niż siedem procent, zwłaszcza najwyżej pięć procent średnicy drąga tłokowego.
Ze względu na zmniejszone zużycie i wyraźnie zwiększony docisk jednostkowy, przy którym pierścień dławnicowy może być eksploatowany, jest możliwe, w porównaniu do znanych pierścieni dławnicowych, wykonanie mniejszej jego szerokości w kierunku promieniowym i/lub jego wysokości w kierunku osiowym. Z zastosowania tego środka zaradczego wynika mniejsza sztywność zginania, a zatem większa możliwość dostosowania kształtu. Dlatego, pierścień dławnicowy lepiej i, obserwując jego obwód, bardziej równomiernie przylega do drąga tłokowego, co prowadzi do korzystnego zwięk4
PL 194 501 B1 szenia działania uszczelniającego i zgarniającego. Przez długi czas eksploatacji pozostaje ono zasadniczo stałe, także wtedy, gdy w późniejszej eksploatacji występuje zużycie drąga tłokowego.
W celu dociskania pierścienia dławnicowego do drąga tłokowego i w celu zespolenia segmentów pierścieniowych w wariancie wykonania w postaci segmentów, korzystnie, pierścień dławnicowy ma sprężynę obejmującą obwód pierścienia dławnicowego, która dociska pierścień dławnicowy do drąga tłokowego.
Dzięki pierścieniowi dławnicowemu według wynalazku jest możliwe zgodne z wynalazkiem wykonanie dławnicy do silnika dwusuwowego wodzikowego wysokoprężnego dużej mocy, która w porównaniu do znanych dławnic posiada wyraźnie zwiększone działanie uszczelniające i zgarniające. W takiej dławnicy jeden, kilka lub najczęściej wszystkie pierścienie dławnicowe mogą być wykonane według wynalazku. Ze względu na zwiększoną skuteczność i zmniejszone zużycie nie tylko pierścieni, lecz także drągów tłokowych, silnik wysokoprężny dużej mocy z dławnicą według wynalazku posiada udoskonaloną długotrwałą charakterystykę eksploatacyjną.
W szczególności gwarantuje elastyczność pierścieni, tak że przy wystąpieniu zużycia drąga tłokowego lub pierścieni dławnicowych zostaje utrzymane dobre działanie uszczelniające i zgarniające.
Dzięki wysokiej skuteczności zgarniania oleju i zanieczyszczeń oraz działania uszczelniającego, w porównaniu do znanych dławnic, jest poza tym możliwa redukcja liczba pierścieni dławnicowych. Ma to tę zaletę, że dławnicą jako całość może być mniejsza, przez co można zmniejszyć także wysokość silnika wysokoprężnego dużej mocy. Poza tym redukcja liczby pierścieni jest korzystna ze względu na koszty.
Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania został uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój dławnicy z przykładami wykonania pierścieni dławnicowych według wynalazku, fig. 2 - widok z góry przykładu wykonania pierścienia dławnicowego według wynalazku, fig. 3 - przekrój przykładu wykonania przedstawionego na fig. 2 wzdłuż linii przekroju III-III na fig. 2, fig. 4 - przekrój przykładu wykonania przedstawionego na fig. 2 wzdłuż linii przekroju IV-IV na fig. 2, fig. 5 - przekrój odpowiadający fig. 4, jednakże w innym przykładzie wykonania pierścienia dławnicowego według wynalazku i fig. 6 - przekrój odpowiadający fig. 4, jednakże w kolejnym przykładzie wykonania pierścienia dławnicowego według wynalazku.
Według wynalazku zaproponowano pierścień dławnicowy do dławnicy dwusuwowego silnika wysokoprężnego dużej mocy. Takie silniki, które mogą być zastosowane, na przykład jako agregaty napędowe dla statków, mają, jak wiadomo, kilka cylindrów, w których jest umieszczony poruszający się ruchem posuwisto-zwrotnym tłok. Tłok jest połączony za pomocą drąga tłokowego 3 z wodzikiem, który z drugiej strony jest połączony za pomocą korbowodu maszyny wodzikowej z wałem korbowym silnika. Wodzik jest przemieszczany prostoliniowo w prowadnicach ślizgowych. Prowadnice ślizgowe są ustalone w skrzyni korbowej 5 kadłuba silnika, która ze względu na używane położenie użytkowe jest umieszczona pod cylindrem. Do przeprowadzenia drąga tłokowego ze skrzyni korbowej 5 do przestrzeni przelotni powietrza 4 służy dławnica.
Na fig. 1 przedstawiono w przekroju przykład wykonania dławnicy do dwusuwowego silnika wysokoprężnego dużej mocy z przepłukiwaniem wzdłużnym, która jako całość jest oznaczona oznaczeniem odsyłającym 1. Dławnica 1 posiada korpus 2 który jest ustalony względem (nie przedstawionego) kadłuba silnika i otacza drąg tłokowy 3. W korpusie 2, w stosunku do wzdłużnej osi A drąga tłokowego 3, jest umieszczonych w znany sposób, jeden za drugim, kilka pierścieni dławnicowych 10, 11, 12, które obejmują drąg tłokowy 3 i w położeniu roboczym ślizgają się wzdłuż niego.
Obydwa, zgodnie z rysunkiem górne, pierścienie dławnicowe 10, które są umieszczone na końcu dławnicy 1, który jest zwrócony do przestrzeni przelotni powietrza 4, służą jako pierścienie zgarniające 10, których pierwotną funkcją jest zgarnianie zanieczyszczeń, jak na przykład pozostałości po spalaniu, cząstek powstałych w wyniku zużycia lub cząstek powstałych w wyniku zgarniania z drąga tokowego 3.
Do pierścieni zgarniających 10 przylega kilka - tutaj cztery - pierścieni uszczelniających 11, których główna funkcja polega na uszczelnieniu przestrzeni przelotni powietrza 4 względem skrzyni korbowej 5, aby powietrze przepłukujące lub powietrze doładowujące nie mogło uciekać z przelotni powietrza wzdłuż drąga tłokowego 3.
PL 194 501 B1
Do pierścieni uszczelniających 11 przylega kilka - tutaj dziesięć - pierścieni tłokowych zgarniających olej 12, aby zapobiegać nadmiernemu transportowi oleju wzdłuż drąga tłokowego do przelotni, to znaczy większemu niż jest niezbędny do smarowania drąga tłokowego 3. Na drugim końcu dławnicy 1, zwróconym do skrzyni korbowej 5, powtórnie występuje pierścień zgarniający, który hamuje transport oleju ze skrzyni korbowej 5 do przestrzeni przelotni powietrza 4.
Każdy pierścień dławnicowy 10, 11, 12 jest objęty wzdłuż jego obwodu przynajmniej przez jedną sprężynę 6, która napręża wstępnie do wewnątrz, w kierunku drąga tłokowego 3 pierścień dławnicowy 10 lub 11 lub 12 i w ten sposób dociska go do drąga tłokowego 3 z dociskiem jednostkowym, który może być zróżnicowany w zależności od typu pierścienia dławnicowego.
Na fig. 2, fig. 3 i fig. 4 pokazano w szczegółach najwyższy, według przedstawienia na fig. 1, pierścień zgarniający 10, jako przykład wykonania pierścienia dławnicowego według wynalazku. Na fig. 2 pokazano widok z góry pierścienia zgarniającego 10 z kierunku osi wzdłużnej A, na fig. 3 zaś przedstawiono przekrój pierścienia zgarniającego 10 wzdłuż linii przekroju III-III na fig. 3 i fig. 4 przedstawia powierzchnię przekroju poprzecznego pierścienia zgarniającego 10 wzdłuż linii przekroju IV-IV na fig. 2, przy czym dodatkowo dla lepszego zrozumienia jest zaznaczony drąg tłokowy 3.
Pierścień zgarniający 10 składa się z dwóch zasadniczo identycznych segmentów pierścieniowych 101, które w odniesieniu do kierunku obwodowego są umieszczone sąsiadujące ze sobą. Między zwróconymi do siebie końcami segmentów pierścieniowych 101 znajduje się styk lub zamek 102, który jest wykonany w postaci szczeliny przebiegającej w kierunku promieniowym.
Każdy segment pierścieniowy 101 na swojej stronie wewnętrznej posiada przynajmniej dwie wystające do wewnątrz w kierunku promieniowym wargi 103, które rozciągają się w kierunku obwodowym wzdłuż całego segmentu pierścieniowego 101 i które w odniesieniu do kierunku osiowego, który jest rozumiany jako kierunek osi wzdłużnej A drąga tłokowego 3, znajdują się w odstępie od siebie.
Obydwie znajdujące się wewnątrz, w kierunku promieniowym, powierzchnie ograniczające warg 103, które posiadają w kierunku osiowym wysokość H1 lub H2, tworzą wspólnie bieżnię 30 pierścienia zgarniającego 10, która w położeniu roboczym ślizga się wzdłuż drąga tłokowego 3. Zatem w kierunku osiowym bieżnia 30 ma wysokość wynoszącą H = H1 + H2.
Na stronie zewnętrznej każdego segmentu pierścieniowego 101 znajdują się dwa, przebiegające w kierunku obwodowym, rowki 105 służące do ustalenia sprężyn 6 (patrz fig. 1). Względem kierunku osiowego rowki 105 są umieszczone w ten sposób, że napinają wstępnie prawie na wysokości warg 103 ustalone przez nie od zewnątrz sprężyny 6 pierścienia zgarniającego 10.
Według wynalazku bieżnia 30 pierścienia dławnicowego 10 jest zaopatrzona w twardą, odporną na zużycie nakładaną powłokę 20. Nakładana powłoka 20 posiada twardość Vickersa wynoszącą przynajmniej 800 HV1 i jest wykonana z materiału, który wykazuje mniejsze zużycie niż materiał podłoża, z którego jest wytworzony pierścień dławnicowy, i prócz tego bardzo dobrą trwałość na materiale, z którego jest wykonany drąg tłokowy 3.
W obecnie używanych drągach tłokowych, najczęściej hartowanych, w dwusuwowych silnikach wysokoprężnych dużej mocy, szczególnie odpowiednim materiałem na nakładaną powłokę 20 bieżni 30 okazał się chrom lub ceramika chromowa. Najczęściej chrom jest nakładany elektrolitycznie, na przykład bieżnia 30 jest chromowana na twardo metodą galwaniczną. Okazało się przydatne, gdy grubość nakładanej powłoki 20 wynosi przynajmniej 0,3 mm. W opisanym tutaj przykładzie wykonania grubość nakładanej powłoki wynosi od 0,3 do 0,7 mm.
Nakładaną powłokę 20 można wykonać także z innych twardych, odpornych na zużycie materiałów, które wykazują dobrą trwałość na drągu tłokowym 3. Na przykład odpowiednie są stellity, tribaloy, nikiel-fosfor lub porównywalne materiały. W zależności od materiału zastosowanego na nakładaną powłokę 20, obok sposobów elektrolitycznych nadają się także inne sposoby jak metoda natryskowa, metoda plazmowa lub metoda nakładania przy użyciu lasera, zwłaszcza metoda laserowego napawania (Lasercladding).
Na materiał podłoża, z którego jest wytwarzany pierścień zgarniający 10 nadają się zwłaszcza wszystkie materiały, które zwykle są stosowane na pierścienie dławnicowe w dwusuwowych silnikach wysokoprężnych dużej mocy, na przykład żeliwo szare, stal, metale nieżelazne lub metale kolorowe jak brąz ołowiowy, stopy miedzi z aluminium, stopy miedzi z ołowiem, stopy miedzi z cyną.
PL 194 501 B1
Gdy pierścień zgarniający 10 lub jego segmenty pierścieniowe 101 są wykonane z materiału podłoża, na jego bieżnie 30 wprowadza się nakładaną powłokę 20.
Ze względu na twardą, odporną na zużycie nakładaną powłokę 20, pierścień dławnicowy 10 według wynalazku ma jednoznacznie bardziej korzystne wartości zużycia i tym samym większą trwałość niż znane pierścienie dławnicowe. Prócz tego, unika się wtedy osadzania twardych cząstek w bieżni 30, a zatem nie występuje efekt przypominający szmergiel, także objawy zużycia na drągu tłokowym 3 zmniejszają się znacznie. Oprócz tego, nakładana powłoka 20 umożliwia dociskanie pierścienia zgarniającego 10 do drąga tłokowego ze znacznie większym dociskiem jednostkowym, bez skłonności do zacierania się bieżni 30 i drąga tłokowego 3.
Większy docisk można osiągnąć przez zmniejszenie całkowitej wysokości H bieżni 30 (w porównaniu do znanych pierścieni zgarniających) i/lub przez zastosowanie silniejszych sprężyn 6 w rowkach 105 pierścienia zgarniającego 10.
W opisanym tutaj przykładzie wykonania pierścień zgarniający 10 jest dociskany do drąga tłokowego z dociskiem jednostkowym wynoszącym przynajmniej 30 N/cm2. Prowadzi to do wyraźnego polepszenia działania zgarniającego pierścienia zgarniającego 10.
W szczególności, ze względu na znacznie zmniejszone zużycie, pierścień zgarniający 10 można wykonać o wyraźnie zmniejszonej, w stosunku do znanych pierścieni, szerokości B w kierunku promieniowym. Szerokość w kierunku promieniowym pierścienia zgarniającego 10 wynosi nie więcej niż siedem procent i szczególnie korzystnie najwyżej pięć procent średnicy drąga tłokowego 3.
Poza oszczędnością materiału ma to tę zaletę, że pierścień zgarniający 10 zasadniczo jest elastyczny i posiada dużą możliwość dostosowania kształtu do drąga tłokowego 3, przez co jeszcze zwiększa się jego działanie zgarniające. Prócz tego umożliwia to elastyczność pierścienia zgarniającego 10 wytworzonego tylko z dwóch segmentów pierścieniowych 101.
Dzięki temu ulega zmniejszeniu liczba zamków 102, co również pozytywnie oddziałuje na osiąganą skuteczność zgarniania. Poza tym duża elastyczność jest korzystna, ponieważ dzięki niej uzyskuje się obserwowane na obwodzie bardziej niezmienne dociskanie bieżni 30, które zostaje utrzymane także przy wystąpieniu zużycia uwarunkowanego eksploatacją.
Jednak rozumie się, że pierścień zgarniający według wynalazku 10, 11, 12 może wykonać także z trzech, czterech lub wielu segmentów pierścieniowych.
Objaśnienia odnośnie przykładu wykonania pierścienia zgarniającego według wynalazku przedstawionego na fig. 2 do fig. 4 odnoszą się odpowiednio także do pierścieni uszczelniających 11 i pierścieni tłokowych zgarniających olej 12 lub do innych typów pierścieni dławnicowych w dławnicy dwusuwowego silnika wysokoprężnego dużej mocy.
Na fig. 5 pokazano w przedstawieniu analogicznym do fig. 4 powierzchnię przekroju poprzecznego przykładu wykonania pierścienia uszczelniającego 11, który jest wykonany jako pierścień dławnicowy według wynalazku. Oznaczenia odsyłające posiadają znaczenie już objaśnione.
W pierścieniu uszczelniającym 11 cala znajdująca się wewnątrz, w kierunku promieniowym, powierzchnia ograniczająca, tworzy bieżnię 30, która jest zaopatrzona w nakładaną powłokę 20. Ze względu na swoje dobre działanie uszczelniające ten pierścień uszczelniający 11 nadaje się, zwłaszcza, także do takich silników wysokoprężnych dużej mocy, które pracują z wysokim ciśnieniem przepłukiwania lub z wysokim ciśnieniem doładowania.
Na fig. 6 pokazano w przedstawieniu analogicznym do fig. 4 powierzchnię przekroju poprzecznego przykładu wykonania pierścienia zgarniającego olej 12, jako pierścienia dławnicowego według wynalazku. Oznaczenia odsyłające posiadają już objaśnione znaczenie.
W pierścieniu zgarniającym olej 12, w podobny sposób jak w pierścieniu zgarniającym 10, występują dwie wargi 123, których powierzchnie ograniczające znajdujące się wewnątrz, w kierunku promieniowym razem tworzą bieżnię 30, która jest zaopatrzona w nakładaną powłokę 20.
W przedstawionej na fig. 1 dławnicy 1 do dwusuwowego wodzikowego silnika wysokoprężnego dużej mocy wszystkie pierścienie dławnicowe 10, 11, 12 mogą być wykonane według wynalazku. Ale możliwe są także takie wykonania dławnicy 1, w których tylko jeden lub niektóre z pierścieni dławnicowych są zaopatrzone w nakładaną powłokę 20 na bieżni 30.
PL 194 501 B1
Dzięki wynalazkowi zaproponowano zatem pierścień dławnicowy 10, 11, 12 do dwusuwowego wodzikowego silnika wysokoprężnego dużej mocy, którego bieżnia 30 jest zaopatrzona w twardą, odporną na zużycie nakładaną powłokę 20. Dzięki temu jest możliwy większy docisk jednostkowy. W porównaniu do znanych pierścieni, pierścień dławnicowy według wynalazku posiada wyraźnie lepsze działanie uszczelniające lub działanie zgarniające, dzięki czemu znacznie zmniejszone jest zużycie drąga tłokowego i dławnicy oraz zużycie oleju.
Claims (8)
- Zastrzeżenia patentowe1. Pierścień dławnicowy do dławnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocy z cylindrem, w którym jest umieszczony poruszający się ruchem posuwisto-zwrotnym tłok, który za pomocą drąga tłokowego jest połączony z wodzikiem, którego dławnica służy do przeprowadzenia drąga tłokowego z przestrzeni przelotni powietrza do skrzyni korbowej, znamienny tym, że bieżnia (30) pierścienia dławnicowego (10, 11, 12), która w położeniu roboczym ślizga się wzdłuż drąga tłokowego (3) jest zaopatrzona w twardą, odporną na zużycie nakładaną powłokę (20).
- 2. Pierścień dławnicowy według zastrz. 1, znamienny tym, że nakładaną powłoką (20) jest nakładana powłoka z chromu lub powłoka z ceramiki chromowej.
- 3. Pierścień dławnicowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że bieżnia (30) ma nakładaną powłokę galwaniczną.
- 4. Pierścień dławnicowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że nakładana powłoka (20) jest nanoszona na bieżnię za pomocą metody natryskowej lub metody plazmowej lub metody nakładania za pomocą lasera, zwłaszcza za pomocą laserowego napawania.
- 5. Pierścień dławnicowy według zastrz. 1, znamienny tym, że składa się przynajmniej z dwóch segmentów pierścieniowych (101) przy czym w kierunku obwodowym segmenty pierścieniowe (101) są umieszczone sąsiadujące w ten sposób, że dopełniają się one w jeden pierścień (10, 11, 12).
- 6. Pierścień dławnicowy według zastrz. 5, znamienny tym, że składa się z dwóch segmentów pierścieniowych (101).
- 7. Pierścień dławnicowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jego szerokość (B) w kierunku promieniowym wynosi nie więcej niż siedem procent, zwłaszcza najwyżej pięć procent średnicy drąga tłokowego.
- 8. Pierścień dławnicowy według zastrz. 1, znamienny tym, że ma sprężynę (6) obejmującą obwód pierścienia dławnicowego (10, 11, 12), która dociska pierścień dławnicowy (10, 11, 12) do drąga tłokowego (3).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99810300 | 1999-04-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL339539A1 PL339539A1 (en) | 2000-10-23 |
| PL194501B1 true PL194501B1 (pl) | 2007-06-29 |
Family
ID=8242764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL339539A PL194501B1 (pl) | 1999-04-12 | 2000-04-10 | Pierścień dławnicowy do dławnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocy |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1045175B1 (pl) |
| JP (1) | JP2000291807A (pl) |
| KR (1) | KR100679616B1 (pl) |
| CN (1) | CN1216238C (pl) |
| AT (1) | ATE344894T1 (pl) |
| DE (1) | DE50013711D1 (pl) |
| DK (1) | DK1045175T3 (pl) |
| PL (1) | PL194501B1 (pl) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10023846A1 (de) * | 2000-05-16 | 2001-11-22 | Federal Mogul Friedberg Gmbh | Stopfbuchse für Großdieselmotoren |
| JP5173236B2 (ja) * | 2007-04-10 | 2013-04-03 | 株式会社リケン | スタフィングボックス |
| DE102007030510A1 (de) * | 2007-06-30 | 2009-01-02 | Daimler Ag | Dichtvorrichtung für Hochdruckanwendungen |
| KR200449158Y1 (ko) | 2008-05-16 | 2010-06-22 | 에스티엑스중공업 주식회사 | 2-행정 엔진의 피스톤 로드 스터핑 박스 |
| WO2013029612A1 (en) * | 2011-08-30 | 2013-03-07 | Man Diesel & Turbo | Method to reduce load to a sealing means circumfering a piston rod engine and such engine |
| CN104806375B (zh) * | 2015-05-06 | 2018-01-30 | 江苏科技大学 | 一种十字头二冲程柴油机填料函装置 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2114152B2 (de) * | 1971-03-24 | 1975-06-12 | Maschinenfabrik Augsburg-Nuernberg Ag, 8900 Augsburg | Stopfbuchsendichtung für Kolbenstangen |
| JPS5569742A (en) * | 1978-11-20 | 1980-05-26 | Toyota Motor Corp | Piston ring for internal combustion engine |
| US4522412A (en) * | 1982-10-26 | 1985-06-11 | Keikoku Piston Ring Co., Ltd. | Oil ring with coil expander |
| CH660407A5 (de) * | 1983-08-25 | 1987-04-15 | Alfred F Schirmer | Dichtring fuer kolbenstangen. |
| JPS61157670A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 摺動部材の製造方法 |
| CH667312A5 (en) * | 1985-04-26 | 1988-09-30 | Sulzer Ag | IC engine piston rod seal rings - prevent flow of dirty oil into sump and fit in wall separating cylinder block from crankcase |
| JPH059567Y2 (pl) * | 1986-11-28 | 1993-03-09 | ||
| US5015341A (en) * | 1988-08-05 | 1991-05-14 | Armco Steel Company, L.P. | Induction galvannealed electroplated steel strip |
| JPH0337477A (ja) * | 1989-07-05 | 1991-02-18 | Riken Corp | 摺動部材 |
| ES2053163T3 (es) * | 1990-01-22 | 1994-07-16 | Sulzer Innotec Ag | Capa protectora para un substrato metalico. |
| JP3957778B2 (ja) * | 1995-12-08 | 2007-08-15 | 株式会社リケン | ピストンロッド用シール装置 |
-
2000
- 2000-03-13 EP EP00810206A patent/EP1045175B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-13 DK DK00810206T patent/DK1045175T3/da active
- 2000-03-13 AT AT00810206T patent/ATE344894T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-03-13 DE DE50013711T patent/DE50013711D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-27 JP JP2000085888A patent/JP2000291807A/ja active Pending
- 2000-04-10 PL PL339539A patent/PL194501B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2000-04-10 KR KR1020000018568A patent/KR100679616B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-11 CN CN001064665A patent/CN1216238C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20000077014A (ko) | 2000-12-26 |
| JP2000291807A (ja) | 2000-10-20 |
| EP1045175B1 (de) | 2006-11-08 |
| PL339539A1 (en) | 2000-10-23 |
| DK1045175T3 (da) | 2007-02-19 |
| KR100679616B1 (ko) | 2007-02-07 |
| EP1045175A1 (de) | 2000-10-18 |
| DE50013711D1 (de) | 2006-12-21 |
| ATE344894T1 (de) | 2006-11-15 |
| CN1270288A (zh) | 2000-10-18 |
| CN1216238C (zh) | 2005-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100454659B1 (ko) | 윤활유포켓들을구비하는미끄럼베어링요소 | |
| EP2454498B1 (en) | Bearing shell segment for internal combustion engines of vehicles | |
| KR101276563B1 (ko) | 디젤 엔진용 코팅된 파워 실린더 구성요소 | |
| US9562491B2 (en) | Carbon scraping ring with abradable coating | |
| EP3163129A1 (en) | Piston ring | |
| US5660399A (en) | Piston rings particularly suited for use with ceramic matrix composite pistons and cylinders | |
| JP5371582B2 (ja) | ピストンロッド用オイル掻きリング及びその製造方法、並びに当該オイル掻きリングを備えたスタフィングボックス | |
| PL194501B1 (pl) | Pierścień dławnicowy do dławnicy silnika wodzikowego dwusuwowego wysokoprężnego dużej mocy | |
| PL167648B1 (pl) | Uklad uszczelniajacy tloczyska silnika spalinowego PL PL | |
| US7377206B2 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
| KR102571554B1 (ko) | 베어링에 결합된 샤프트를 포함하는 기계 시스템 및 이와 같은 시스템의 제조 방법 | |
| DE10358548A1 (de) | Ein Dicht- und ein Führungselement für einen Kolben oder einen Schieber in einer nicht mit Öl geschmierten und mit einem gasförmigen Arbeitsmittel betriebenen Hubkolben-Maschine | |
| DE19905518B4 (de) | Eine Kombination von Kolbendichtringen zur Verwendung bei Verbrennungskraftmotoren | |
| RU2707798C2 (ru) | Поршневое кольцо | |
| WO1995023305A1 (en) | A method of manufacturing oil scraper rings | |
| KR20000022347A (ko) | 디젤형 내연기관용 피스톤 링 및/또는 피스톤 및 디젤기관의시운전 방법 | |
| JP6446187B2 (ja) | ピストンリング | |
| JP2001324023A (ja) | 大型ディーゼル機関用スタフィングボックス | |
| EP0939253A3 (de) | Ölabstreifkolbenring | |
| KR0152531B1 (ko) | 피스톤링 구조 | |
| EP0033969B1 (de) | Kolbenmaschinengehäuse mit Bimetallzylinder | |
| KR20240078621A (ko) | 피스톤 및 선박용 내연 기관 | |
| Kawabata | Marine diesel engines | |
| WO2023013264A1 (ja) | オイルリング | |
| GB2302930A (en) | Cast iron piston ring |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20100410 |