RU2145018C1 - Builtup piston ring - Google Patents
Builtup piston ring Download PDFInfo
- Publication number
- RU2145018C1 RU2145018C1 RU98114448A RU98114448A RU2145018C1 RU 2145018 C1 RU2145018 C1 RU 2145018C1 RU 98114448 A RU98114448 A RU 98114448A RU 98114448 A RU98114448 A RU 98114448A RU 2145018 C1 RU2145018 C1 RU 2145018C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- piston ring
- builtup
- rings
- tangential expander
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть применено в качестве поршневого кольца в двигателях внутреннего сгорания, компрессорах и других поршневых машинах. The invention relates to mechanical engineering, namely to engine building, and can be used as a piston ring in internal combustion engines, compressors and other reciprocating machines.
К поршневым кольцам предъявляются высокие требования по долговечности, обеспечению минимального расхода масла на угар, от которого зависят вредные выбросы твердых частиц в атмосферу, прорыву газов и потерям на трение, при снижении которых сокращается расход топлива. При этом количество поршневых колец на поршне должно быть минимальным. High demands are placed on piston rings for durability, ensuring a minimum oil consumption for burning, which determines the harmful emissions of solid particles into the atmosphere, gas breakthroughs and friction losses, which reduce fuel consumption. The number of piston rings on the piston should be minimal.
Для обеспечения этих требований конструкции поршневых колец должны обладать следующими свойствами:
- высокой эластичностью, обеспечивающей прилегаемость кольца к стенке гильзы цилиндра при искажениях его геометрической формы;
- мягкой (пологой) характеристикой пружины тангенциального расширителя, обеспечивающей незначительное падение упругой силы при износе трущихся элементов кольца;
- высокой сопротивляемости процессу релаксации в заневоленном состоянии при температуре до 300oC;
- хорошей собираемостью на поршень и вместе с поршнем в гильзу цилиндра;
- надежно герметизировать рабочее пространство между поршнем, цилиндром и головкой блока.To meet these requirements, piston ring designs must have the following properties:
- high elasticity, ensuring the fit of the ring to the wall of the cylinder liner with distortions of its geometric shape;
- soft (gentle) characteristic of the spring of the tangential expander, providing a slight drop in the elastic force during wear of the friction elements of the ring;
- high resistance to the relaxation process in a non-stressed state at temperatures up to 300 o C;
- good collectability on the piston and together with the piston in the cylinder liner;
- Reliably seal the working space between the piston, cylinder and block head.
Известна конструкция составного маслосъемного кольца (см. изобретение по авторскому свидетельству N353058, М.кл. F 02 F 5/00: F 16 J 9/06), которая содержит два скребковых кольца и цельноизогнутый тангенциальный расширитель, радиальные полки (выступы) которого размещены между кольцами перпендикулярно к оси поршня. При этом концевые упоры могут быть выполнены под прямым углом к радиальным полкам или V-образно, располагаясь в таких же углублениях колец. A known design of a composite oil scraper ring (see invention according to copyright certificate N353058, M.cl. F 02
Эта инструкция составного маслосъемного кольца не полностью отвечает предъявленным требованиям по следующим причинам. Соотношение радиальной и осевой нагрузок на кольца, образующееся от тангенциальной силы расширителя при сжатии его витков, практически не управляемо, так как осевая сила образуется от выворачивания витков расширителя вверх и вниз при их сжатии в процессе монтажа поршня с кольцами в гильзу. При недостаточном зазоре между кольцом и канавкой поршня происходит резкое увеличение осевого усилия и кольца частично или полностью теряют подвижность в канавке поршня, что ухудшает прилегаемость колец к стенке цилиндра, нарушает герметичность и повышает расход масла на угар из-за неравномерного его распределения по цилиндру. This instruction of a composite oil scraper ring does not fully meet the requirements for the following reasons. The ratio of the radial and axial loads on the rings, which is formed from the tangential force of the expander when compressing its turns, is practically not controllable, since the axial force is generated from turning the expander turns up and down when they are compressed during the installation of the piston with rings in the sleeve. If there is insufficient clearance between the ring and the piston groove, a sharp increase in axial force occurs and the rings partially or completely lose mobility in the piston groove, which impairs the fit of the rings to the cylinder wall, breaks the seal, and increases oil consumption due to its uneven distribution over the cylinder.
При большом зазоре между кольцом и канавкой поршня нарушается герметизация в осевом направлении кольцо-канавка поршня, что снижает наполнение смесью при цикле всасывания, уменьшая мощность двигателя. With a large gap between the ring and the piston groove, the axial sealing of the piston ring groove is impaired, which reduces filling with the mixture during the suction cycle, reducing engine power.
Известно составное поршневое кольцо (см. патент РФ N2028485 C1 6 F 02 F 5/00), обладающее одновременно маслосъемными и компрессионными свойствами, которое является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту и поэтому принято за прототип. Оно состоит из пластинчатых колец в виде пакета от двух и более и цельноизогнутого тангенциального расширителя, у которого расстояние между внутренними плоскостями радиальных полок не более толщины металлической ленты, из которой он выполнен. A composite piston ring is known (see RF patent N2028485 C1 6 F 02 F 5/00), which has both oil scraper and compression properties, which is closest to the invention in terms of technical nature and the achieved effect, and therefore is taken as a prototype. It consists of lamellar rings in the form of a packet of two or more and a whole curved tangential expander, in which the distance between the inner planes of the radial shelves is not more than the thickness of the metal tape from which it is made.
Такое конструктивное выполнение тангенциального расширителя наиболее полно отвечает требованиям составного поршневого кольца, обладающего маслосъемным и компрессионным свойством, но соотношение радиальной и осевой нагрузок на кольца, образующееся от тангенциальной силы расширителя, при сжатии его витков, практически так же не управляемо, несмотря на имеющуюся компенсацию осевого усилия зазором между радиальными полками, которые имеют возможность отгибаться на величину этого зазора между радиальными полками. Such a constructive implementation of the tangential expander most fully meets the requirements of a composite piston ring having oil scraper and compression properties, but the ratio of the radial and axial loads on the rings, which is formed from the tangential force of the expander, is almost not controllable during compression of its coils, despite the axial compensation efforts by the gap between the radial shelves, which are able to bend by the size of this gap between the radial shelves.
Одновременно необходимо отметить, что при зазоре между радиальными полками, равными толщине ленты и менее, витки тангенциального расширителя в процессе изготовления в местах изгиба радиальных полок имеют значительное утонение исходной толщины ленты (до 35%), так как радиус изгиба получается равным половине толщины изгибаемой ленты и менее. Такое утонение толщины ленты снижает прочность витков тангенциального расширителя, воспринимающих в процессе эксплуатации двигателя циклическую нагрузку, и приводит к поломкам витков и как следствие выходу из строя поршневого кольца. At the same time, it should be noted that with a gap between radial shelves equal to or less than the thickness of the tape, the turns of the tangential expander in the manufacturing process at the places of bending of the radial shelves have a significant thinning of the original tape thickness (up to 35%), since the bending radius is equal to half the thickness of the bent tape and less. This thinning of the thickness of the tape reduces the strength of the turns of the tangential expander, which perceive a cyclic load during the operation of the engine, and leads to breakdowns of the turns and, as a result, failure of the piston ring.
Задачей изобретения является повышение эффективности составного поршневого кольца, обладающего маслосъемными и компрессионными свойствами, путем гарантированного обеспечения прилегания пакета колец в радиальном направлении к стенке цилиндра и в осевом к торцам канавки поршня. The objective of the invention is to increase the efficiency of a composite piston ring with oil scraper and compression properties, by ensuring that the ring package fits radially to the cylinder wall and axially to the ends of the piston groove.
Поставленная задача достигается тем, что в составном поршневом кольце для двигателей внутреннего сгорания, содержащем пакет пластинчатых колец и пружинный тангенциальный расширитель, выполненный цельноизогнутым из металлической ленты прямоугольного сечения со скругленными кромками и снабженный радиальными поддерживающими полками, имеющими концевые упоры и соединенными между собой при помощи перемычек, при этом радиальные поддерживающие полки выполнены наклонно относительно друг друга и к соединяющим их перемычкам таким образом, что высота профиля тангенциального расширителя по концевым упорам превышает высоту соответствующей поршневой канавки в пределах до 1,5 раза. The problem is achieved in that in a composite piston ring for internal combustion engines containing a package of plate rings and a spring tangential expander made integrally curved from a metal tape of rectangular cross section with rounded edges and equipped with radial support shelves having end stops and interconnected by jumpers , while the radial support shelves are made obliquely relative to each other and to the connecting jumpers in this way the profile height of the tangential expander end stops exceeds the height of the corresponding piston within the groove to 1.5 times.
Такие конструктивные выполнения в составном поршневом кольце позволяют гарантированно прижимать пакет пластинчатых колец с необходимым усилием к торцам канавке поршня и стенке цилиндра, обеспечивая высокую прочность витков тангенциального расширителя, которые в процессе эксплуатации двигателя воспринимают циклическую нагрузку. Such structural designs in a composite piston ring make it possible to securely press a package of plate rings with the necessary force to the ends of the piston groove and the cylinder wall, providing high strength of the turns of the tangential expander, which during the operation of the engine absorb a cyclic load.
В известных технических решениях не обнаружены признаки, сходные с отличительными заявленного изобретения. In the known technical solutions, no signs are found that are similar to the distinguishing features of the claimed invention.
На фиг. 1 показано поперечное сечение составного поршневого кольца в сборе;
на фиг.2 - часть составного поршневого кольца с пластинчатыми кольцами в рабочем состоянии, изображенного в перспективе;
на фиг. 3 - металлическая лента прямоугольного сечения со скругленными кромками, изогнутая в плоскости ее толщины S в змеевидную заготовку радиусом R с шагом t и шириной В;
на фиг.4 - змеевидная заготовка с отогнутыми концевыми упорами под пластинчатые кольца в размер h;
на фиг. 5 - сечение А-А на фиг.4;
на фиг. 6 - змеевидная заготовка с отогнутыми концевыми упорами с формированным профилем в размер H, у которого радиальные полки выполнены с наклоном к перемычкам;
на фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг. 6.In FIG. 1 shows a cross section of a composite piston ring assembly;
figure 2 is a part of a composite piston ring with plate rings in working condition, depicted in perspective;
in FIG. 3 - a metal tape of rectangular cross section with rounded edges, curved in the plane of its thickness S into a serpentine workpiece of radius R with a step t and a width B;
figure 4 - serpentine workpiece with bent end stops for plate rings in size h;
in FIG. 5 - section aa in figure 4;
in FIG. 6 - serpentine workpiece with bent end stops with a formed profile in size H, in which the radial shelves are made with an inclination to the jumpers;
in FIG. 7 is a section BB in FIG. 6.
Составное поршневое кольцо для двигателя внутреннего сгорания содержит пластинчатые кольца 1 и 2 и тангенциальный расширитель 3, выполненный цельноизогнутым из металлической ленты прямоугольного сечения со скругленными кромками и снабженный радиальными поддерживающими полками 4 и 5 выполненными с наклоном к соединяющей их перемычке 6; с противоположной стороны радиальных поддерживающих полок 4 и 5 выполнены концевые упоры 7 и 8, прижимающие пластинчатые кольца 1 и 2 к стенке цилиндра 9, а радиальные поддерживающие полки 4 и 5 прижимают пластинчатые кольца 1 и 2 к поверхностям 10 и 11 канавки поршня. При монтаже тангенциального расширителя 3 и пластинчатых колец 1 и 2 в канавку поршня радиальные поддерживающие полки 4 и 5 выпрямляются, создавая осевую нагрузку для прижатия пакета пластинчатых колец 1 и 2 к поверхностям 10 и 11 канавки поршня. A composite piston ring for an internal combustion engine contains lamellar rings 1 and 2 and a
В зависимости от высоты канавки поршня, процесса сгорания (дизельный, карбюраторный и др. ) и числа оборотов коленчатого вала двигателя возможны различные комбинации пакета (количества) пластинчатых колец с тангенциальным расширителем, при этом высота профиля H и наклон радиальных поддерживающих полок относительно друг друга и к соединяющей их перемычке 6 тангенциального расширителя 3 выполняются в соответствии с необходимой осевой нагрузкой прижатия пакетов пластинчатых колец 1 и 2 к поверхностям 10 и 11 канавки поршня (фиг.1). Depending on the height of the piston groove, the combustion process (diesel, carburetor, etc.) and the number of revolutions of the engine crankshaft, various combinations of the package (number) of plate rings with a tangential expander are possible, while the profile height H and the inclination of the radial support flanges are relative to each other and to the connecting
Тангенциальный расширитель 3 (фиг. 1) изготавливается из упругой металлической ленты прямоугольного сечения со скругленными кромками. The tangential expander 3 (Fig. 1) is made of an elastic metal tape of rectangular cross section with rounded edges.
Лента толщиной S гнется на ребро так, как показано на фиг.3, образуя пружинные витки с шагом t, шириной В и радиусом R, а затем заготовка с пружинными витками последовательно сгибается, как показано на фиг.4 - 5, образуя упорные бурты высотой h и далее наклон радиальных поддерживающих полок относительно друг друга и к перемычке в размер высоты профиля H фиг.6-7. A tape of thickness S bends on the rib as shown in Fig. 3, forming spring coils with a pitch t, a width B and a radius R, and then the workpiece with spring coils is bent sequentially, as shown in Figs. 4 - 5, forming thrust collars with a height h and further the inclination of the radial support flanges relative to each other and to the jumper in the size of the profile height H of FIGS. 6-7.
Поршневое составное кольцо работает следующим образом. При возвратно-поступательном движении поршня пластинчатые кольца 1 и 2 прижимаются концевыми упорами 7 и 8 и радиальными поддерживающими полками 4 и 5 тангенциального расширителя 3 в радиальном направлении к стенке цилиндра 9, а в осевом направлении к поверхностям 10 и 11 канавки поршня. The piston composite ring operates as follows. When the piston is reciprocating, the lamellar rings 1 and 2 are pressed by the end stops 7 and 8 and the
В результате использования изобретения экономический эффект ожидается от уменьшения количества колец на поршне, снижение расхода топлива и моторного масла на угар, а также увеличение долговечности цилиндро-поршневой группы двигателя внутреннего сгорания. As a result of using the invention, the economic effect is expected from a decrease in the number of rings on the piston, a decrease in fuel and engine oil consumption for waste, and also an increase in the durability of the cylinder-piston group of the internal combustion engine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114448A RU2145018C1 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Builtup piston ring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98114448A RU2145018C1 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Builtup piston ring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2145018C1 true RU2145018C1 (en) | 2000-01-27 |
Family
ID=20208990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98114448A RU2145018C1 (en) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | Builtup piston ring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2145018C1 (en) |
-
1998
- 1998-07-14 RU RU98114448A patent/RU2145018C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7243596B2 (en) | Spacer expander | |
EP0718529A2 (en) | Sealing ring | |
US4570945A (en) | Piston ring having shape of an ellipse or an elongated circle | |
US4429885A (en) | Spacer and expander member for holding and biasing piston ring rails | |
US20030101958A1 (en) | Piston assembly for an internal combustion engine | |
RU2145018C1 (en) | Builtup piston ring | |
KR102002662B1 (en) | Piston ring for an internal combustion engine | |
RU2177569C2 (en) | Multipiece piston ring | |
US6675761B2 (en) | Ring band for a piston | |
US4359976A (en) | Compression compensator | |
US3998572A (en) | Spacer-spring for rotary piston engines | |
US7429047B1 (en) | Piston ring assembly | |
RU2272949C2 (en) | Sectional piston ring | |
US4384554A (en) | Piston ring with expander for internal combustion engine | |
EP0695894B1 (en) | Compression ring for an internal combustion engine | |
RU2028485C1 (en) | Compound piston ring | |
KR100412561B1 (en) | Gasket structure for rocker cover | |
RU2796224C1 (en) | Piston seal for internal combustion engines | |
US4408770A (en) | Piston ring assembly with tangential expander | |
US4468040A (en) | Spacer-expander for pistons | |
RU2118727C1 (en) | Piston ring lock | |
RU2076227C1 (en) | Sealing of cylinder-piston group of internal combustion engine | |
RU1828964C (en) | Piston oil control ring | |
JP2005171768A (en) | Piston and combination of piston and piston ring | |
JP3564001B2 (en) | piston ring |