RU2110693C1 - Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора - Google Patents

Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора Download PDF

Info

Publication number
RU2110693C1
RU2110693C1 RU96106020A RU96106020A RU2110693C1 RU 2110693 C1 RU2110693 C1 RU 2110693C1 RU 96106020 A RU96106020 A RU 96106020A RU 96106020 A RU96106020 A RU 96106020A RU 2110693 C1 RU2110693 C1 RU 2110693C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
piston
coating
wear
thickness
Prior art date
Application number
RU96106020A
Other languages
English (en)
Other versions
RU96106020A (ru
Inventor
Б.А. Шароглазов
С.И. Кавьяров
В.В. Клементьев
Original Assignee
Челябинский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Челябинский государственный технический университет filed Critical Челябинский государственный технический университет
Priority to RU96106020A priority Critical patent/RU2110693C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2110693C1 publication Critical patent/RU2110693C1/ru
Publication of RU96106020A publication Critical patent/RU96106020A/ru

Links

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

Использование: машиностроение, а именно двигателестроение, в частности конструкции ДВС или поршневые компрессоры для обеспечения надежности работы поршневого уплотнения. Сущность изобретения: кольцо содержит собственно разрезное металлическое кольцо и нанесенное на его наружную поверхность через связующий слой противоизносное и приработочное покрытие. Толщина покрытия выполнена переменной и уменьшается на дуге φ=120o в обе стороны от концов кольца. На задней стенке толщина покрытия постоянна. При такой конструкции кольца во время работы двигателя не происходит образования участков с различными коэффициентами трения, что улучшает условия работы кольца. 1 ил.

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в конструкции ДВС или поршневого компрессора для обеспечения эффективности и надежности работы поршневого уплотнения.
Существуют конструкции поршневых колец, содержащие собственно кольцо и один или несколько слоев покрытия.
Известно поршневое кольцо, выполненное из стальной ленты или проволоки, имеющее на поверхности, контактирующей со стенкой цилиндра, участки повышенной твердости, получаемые посредством электронно-лучевой или лазерной обработки [1].
Известно поршневое кольцо, наружная поверхность которого подвергнута термообработке в форме нескольких зон, располагаемых вдоль оси кольца поочередно с необработанными участками, что способствует лучшему удержанию смазки, внедрению легких частиц продуктов износа, возможности работы в условиях ограниченной смазки [2].
Основным недостатком таких конструкций поршневых колец является то, что они не обеспечивают одинакового износа по длине наружной поверхности кольца в процессе работы. Это приводит к следующему. При работе двигателя в результате воздействия на кольцо газовых и инерционных нагрузок, а также под действием сил радиального давления кольца на стенку цилиндра происходит износ покрытий кольца. Однако вследствие постоянной толщины как приработочного, так и противоизносного покрытий их износ не одинаков на разных участках рабочей поверхности кольца. Это приводит к возникновению вибраций поршневого кольца в канавке поршня, его перекосу на поршне, нестабильности и снижению надежности работы поршневого уплотнения, увеличению пропуска газов через него, разрушению масляной пленки между наружной поверхностью кольца и стенкой цилиндра и к увеличению расхода масла на угар.
Известно подпружиненное экспандером разрезное поршневое кольцо с прочно присаженным противоизносным покрытием на пружинной полке, характеризующееся тем, что толщина противоизносного покрытия от обоих концов к заданной стенке кольца уменьшается. Слой покрытия на внутренней поверхности расположен до 90o по обе стороны концов, в то время как задние участки поверхности кольца остаются без такого слоя.
Неравномерность толщины покрытия внутренней поверхности кольца предотвращает при коррозионном или абразивном износе ослабление пружины или врезание ее в пружинную полку. Это снижает надежность работы поршневого уплотнения, так как наружная рабочая поверхность кольца все-таки подвержена неравномерному износу, который приводит к вышеописанным последствиям.
Задача изобретения - создание такой конструкции поршневого кольца, которая обеспечивала бы эффективность и надежность работы поршневого уплотнения за счет улучшения условий его работы.
Задача решается тем, что в поршневом кольце для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора, состоящим из собственно разрезного металлического кольца и нанесенного на его поверхность через связующий слой противоизносного и приработочного покрытия, толщина которого от обоих концов к задней стенке уменьшается, согласно изобретению противоизносное и приработочное покрытия наносятся на наружную поверхность кольца, при этом толщина каждого покрытия выполняется уменьшающейся на дуге φ = 120° в обе стороны от концов кольца и постоянной на задней стенке кольца.
Вследствие переменной толщины покрытия именно на указанных участках кольца несмотря на износ покрытия не происходит образования участков с различными коэффициентами трения по длине наружной поверхности. Это предотвращает возникновению вибраций кольца, его перекос на поршне, обеспечивая эффективность и надежность работы поршневого уплотнения.
Несмотря на то, что отличительные признаки поршневого кольца, характеризующие конструктивное выполнение нанесенного противоизносного и приработочного покрытия порознь известны, их сочетание в определенной конкретизации, обеспечивающей улучшение условий работы кольца и как следствие достижение существенно большей надежности работы поршневого уплотнения ДВС или компрессора, позволяет заключить, что изобретение отвечает условиям патентоспособности ст. 4 Патентного закона РФ.
На чертеже представлен общий вид поршневого кольца.
Поршневое кольцо содержит разрезное металлическое кольцо 1 с замком 2, слой противоизносного покрытия 3, нанесенного через связующий слой на рабочую поверхность 4 кольца, и слой приработочного покрытия 5, нанесенного на противоизносное покрытие. Покрытия 3 и 5 выполнены переменной толщины, уменьшающейся на дуге φ = 120° в обе стороны от замка к задней стенке. На участке задней стенки толщина покрытия постоянна.
В процессе работы двигателя происходит износ покрытия наружной поверхности кольца, причем наибольший износ имеет место в районе замка, однако вследствие большей толщины слоя приработочного покрытия на участках кольца, где действуют наибольшие удельные нагрузки, не происходит более раннего, чем на других участках рабочей поверхности, износа этого покрытия. При этом в процессе приработки по длине рабочей поверхности кольца не происходит образования участков с различными коэффициентами трения, возникающими бы в результате оголения противоизносного покрытия. То есть к концу процесса приработки приработочное покрытие 5 изнашивается одновременно и полностью (до противоизносного покрытия 3) на всей длине рабочей поверхности кольца, что ведет к одновременной смене условий трения по всей данной поверхности.
В процессе эксплуатации предлагаемого кольца (особенно длительной) с противоизносным покрытием происходят те же процессы, что и с приработочным, т. е. условия трения по всей длине рабочей поверхности кольца остаются одинаковыми, что ведет к исключению негативных последствий, возникающих при постоянной толщине покрытия.
Выбор толщины покрытия на указанных участках поршневого кольца и характер ее изменения на дуге φ° зависит от состава материала покрытия (например, окись хрома, молибдена, его соединения или окислы других металлов) и может быть определен по следующей закономерности в общем случае
t = K•P,
где K - коэффициент пропорциональности толщины покрытия к удельной нагрузке на данном участке рабочей поверхности кольца;
P - расчетная суммарная удельная нагрузка, действующая на данном участке рабочей поверхности кольца от газовых и инерционных сил и собственного радиального давления кольца, причем P = f(φ), где φ - текущий угол, отсчитываемый по длине рабочей поверхности кольца.
Данная конструкция поршневого кольца может быть использована в двигателях внутреннего сгорания, поршневых комплессорах и других установках для повышения эффективности и надежности поршневого уплотнения, так как помимо технических преимуществ, заключающихся в исключении вибраций, ударных нагрузок, перекоса кольца в канавке поршня и снижении прорыва газов через уплотнение, обеспечивает преимущества экономические - снижение расхода масла на угар вследствие стабилизации масляной пленки между поршневым кольцом и стенкой цилиндра.

Claims (1)

  1. Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора, состоящее из собственно разрезного металлического кольца и нанесенного на его поверхность через связующий слой противоизносного и приработочного покрытия, толщина которого от обоих концов к задней стенке уменьшается, отличающееся тем, что противоизносное и приработочное покрытия переменной толщины нанесены на наружную поверхность кольца, при этом толщина каждого слоя покрытия выполнена уменьшающейся на дуге φ = 120° в обе стороны от концов кольца и постоянной на задней стенке кольца.
RU96106020A 1996-04-01 1996-04-01 Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора RU2110693C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106020A RU2110693C1 (ru) 1996-04-01 1996-04-01 Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96106020A RU2110693C1 (ru) 1996-04-01 1996-04-01 Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2110693C1 true RU2110693C1 (ru) 1998-05-10
RU96106020A RU96106020A (ru) 1998-06-20

Family

ID=20178609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96106020A RU2110693C1 (ru) 1996-04-01 1996-04-01 Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2110693C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7052019B2 (en) * 2000-12-26 2006-05-30 Kabushiki Kaisha Riken Piston ring and method of manufacturing the same
EP3004414B1 (de) 2013-06-04 2018-06-13 Federal-Mogul Burscheid GmbH Verfahren zur herstellung eines kolbenrings
US11162586B2 (en) * 2017-06-02 2021-11-02 Mahle International Gmbh Piston ring and method of manufacture
US12123500B2 (en) 2021-09-29 2024-10-22 Mahle International Gmbh Piston ring and method of manufacture

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7052019B2 (en) * 2000-12-26 2006-05-30 Kabushiki Kaisha Riken Piston ring and method of manufacturing the same
EP3004414B1 (de) 2013-06-04 2018-06-13 Federal-Mogul Burscheid GmbH Verfahren zur herstellung eines kolbenrings
US11162586B2 (en) * 2017-06-02 2021-11-02 Mahle International Gmbh Piston ring and method of manufacture
US12123500B2 (en) 2021-09-29 2024-10-22 Mahle International Gmbh Piston ring and method of manufacture

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5316321A (en) Nonferrous piston ring with hard surface treatment layer
US7572344B2 (en) Method for the production of wear-resistant sides for a keystone ring for internal combustion engine
US20080256794A1 (en) Method For the Production of a Piston Ring For Internal Combustion Engine and a Piston Ring of this Type
KR101935936B1 (ko) 내연 기관의 슬라이딩 구조, 아이들링 운전의 제어 방법, 내연 기관의 운전 제어 방법
KR20090035413A (ko) 왕복운동 기관의 피스톤 링
GB2309764A (en) A piston ring
US5660399A (en) Piston rings particularly suited for use with ceramic matrix composite pistons and cylinders
KR20080049713A (ko) 내연 기관용 오일 조절링
US8647751B2 (en) Coated valve retainer
US9163725B2 (en) Oil control ring with ferrous body less than 2.0 millimeters high for internal combustion engines
WO2015082235A1 (en) Sliding combination for use in an internal combustion engine
US4225294A (en) Oil seal means for rotary piston engines including a nitrided and ground surface
RU2110693C1 (ru) Поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания или поршневого компрессора
GB2153488A (en) Nitrided steel piston ring
US9334959B2 (en) Radially notched piston rings
RU7451U1 (ru) Поршневое кольцо
JP3666052B2 (ja) ピストンリング
US6189893B1 (en) Piston ring
US11313467B1 (en) Piston ring seals
US20040247795A1 (en) Method of producing a coated valve retainer
RU2119108C1 (ru) Уплотнительный элемент поршня
JP6889692B2 (ja) アルコール燃料用ピストン
JPH0133811Y2 (ru)
JP2023125757A (ja) ピストンリング
JPS6165055A (ja) 内燃機関のシリンダライナ−