RU2162397C2

RU2162397C2 - Method of manufacturing cylinder liner for piston engine and assembly of cylinder liner and piston

Info

Publication number: RU2162397C2
Application number: RU97117947/02A
Authority: RU
Inventors: Аллан Брандт Питер
Original assignee: Ман Б Энд В Диесель А/С
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 2001-01-27
Also published as: ES2151329B1; HRP960145A2; GB2313074B; GB2313074A; CN1084657C; NO974485L; KR19980702659A; JP2003201910A; NO974485D0; JP4024122B2; PL181683B1; WO1996030159A1; JPH11502470A; ES2151329A1; PL322530A1; DK174089B1; NO317176B1; GB2313074A8; CN1179741A; GB9719143D0

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: method and assembly are used in manufacture of piston engines. Operating surface is formed by cutting-in of wave pattern into internal surface performed by at least one cutting tool provided with curvilinear cutting edge. Difference of levels between crests and troughs of waves in pattern is at least 0.005 mm. Then crests of waves are removed by plastic compression to at least 0.004 mm of their height with formation of flat areas so that wave trough bottom after compression is on level which is 0.001 mm lower than the above-indicated areas. In longitudinal section internal surface of manufactured line is partially wave. Wave troughs on this surface are separated by flat areas. Cylinder liner for large two-stroke cross-head engine, for example, has operating surface for piston rings on its internal surface. Cylinder liner internal diameter is within 25-100 cm and its length is within 100-400 cm. Use of plastic compression for forming of liner operating surface reduces time required for manufacture of liner. EFFECT: improved quality of liner. 16 cl, 5 dwg, 4 ex

Description

Настоящее изобретение относится к способу изготовления гильзы цилиндра для поршневого двигателя, например большого двухтактного крейкоцапфного двигателя, при котором ходовую поверхность для поршневых колец на внутренней поверхности гильзы формируют сначала путем врезания волнового рисунка, имеющего разность уровней между гребнями и впадинами волн по меньшей мере 0.005 мм, во внутреннюю поверхность по меньшей мере одним режущим инструментом, имеющим криволинейную режущую кромку, а затем - путем удаления гребней волн из рисунка по меньшей мере на ходовой поверхности, ближайшей к положению верхней мертвой точки поршня, так что в продольном сечении внутренняя поверхность готовой гильзы имеет частично волнообразную поверхность, на которой впадины волн разделены платообразными областями, являющимися, по существу, плоскими областями. The present invention relates to a method for manufacturing a cylinder liner for a reciprocating engine, for example a large two-stroke cracking engine, wherein the running surface for the piston rings on the inner surface of the liner is first formed by embedding a wave pattern having a level difference between ridges and wave troughs of at least 0.005 mm, into the inner surface of at least one cutting tool having a curved cutting edge, and then by removing the wave crests from the drawing at least th least in the running surface closest to the position of the top dead center of the piston, so that in longitudinal section the inner surface of the finished liner has a partially wave-like surface on which the wave troughs are separated by plane areas, which are substantially planar regions.

В немецком патенте N 683262 описана гильза цилиндра, изготовленная способом этого типа, при котором гребни волн удаляют путем хонингования внутренней поверхности гильзы. Этот способ требует перехода от одного устройства механической обработки, врезающего волновой рисунок во внутреннюю поверхность, к новой наладке на хонинговальном станке. Кроме того, хонингование само по себе является дорогостоящей и времяемкой механической обработкой, при которой головка с несколькими вращающимися абразивными хонинговальными брусками пропускается через гильзу, когда она вращается, так что абразивные хонинговальные бруски сошлифовывают материал на гребнях волн. В конкретном случае более крупных гильз цилиндров приобретение хонинговального оборудования стоит дорого. German patent N 683262 describes a cylinder liner made by a method of this type in which wave crests are removed by honing the inner surface of the liner. This method requires a transition from a single machining device that cuts the wave pattern into the inner surface, to a new setup on the honing machine. In addition, honing itself is an expensive and time-consuming machining process in which a head with several rotating abrasive honing stones is passed through the sleeve when it rotates, so that the abrasive honing stones polish the material on the wave crests. In the specific case of larger cylinder liners, acquiring honing equipment is expensive.

В швейцарском патенте N342409 описана гильза цилиндра, в которой ходовая поверхность для поршневых колец сформирована путем врезания волнообразного рисунка во внутреннюю поверхность. Такая гильза называется волнообразно вырезанной, а рисунок обычно является спиральным, причем режущий инструмент подается в продольном направлении гильзы с некоторой скоростью, когда гильза вращается. Преимущество, упомянутое в швейцарском патенте, заключается в том, что канавки собирают смазочное масло, так что появляются масляные карманы, которые способствуют смазке между поршневыми кольцами и внутренней поверхностью гильзы. Swiss patent N342409 describes a cylinder liner in which a running surface for piston rings is formed by cutting a wave-like pattern into the inner surface. Such a sleeve is called wave-cut, and the pattern is usually spiral, and the cutting tool is fed in the longitudinal direction of the sleeve with a certain speed when the sleeve rotates. The advantage mentioned in the Swiss patent is that the grooves collect lubricating oil, so that oil pockets appear that promote lubrication between the piston rings and the inner surface of the sleeve.

Такое волновое резание внутренней поверхности гильзы с образованием волнового рисунка, который когерентен в продольном направлении гильзы, обеспечивает преимущество при изготовлении, заключающееся в том, что исключается хонингование внутренней поверхности, потому что станки волнового резания обеспечивают обработку гильзы до требуемого размера внутреннего диаметра. Когда гильзу пускают в эксплуатацию, поршневые кольца будут истирать гребни волн таким образом, что между впадинами волн появятся платообразные области, но одновременно будут изнашиваться и поршневые кольца. Such wave cutting of the inner surface of the sleeve with the formation of a wave pattern that is coherent in the longitudinal direction of the sleeve provides a manufacturing advantage in that honing of the inner surface is excluded because the wave cutting machines provide processing of the sleeve to the required size of the inner diameter. When the liner is put into operation, the piston rings will abrade the crests of the waves in such a way that plateau-like regions appear between the troughs of the waves, but the piston rings also wear out.

Развитие больших двухтактных крейкоцапфных двигателей происходит с тенденцией к еще большему увеличению мощностей цилиндров, а значит, и увеличению эффективного среднего давления. Самые современные двигатели можно изготавливать с мощностями цилиндров до 5700 кВт при эффективном среднем давлении 18.2 бар (1.82 МПа). Это накладывает очень высокие требования на поршневые кольца и гильзу цилиндра, потому что падение давления на поршневых кольцах, а значит, и усилия их контакта с внутренней поверхностью гильзы, становится большим. Поэтому можно предвидеть возникновение проблем во время приработки поршней и гильзы, если во внутреннюю поверхность гильзы врезан чисто волновой рисунок, так как выступающие острые гребни волн способны вызвать заедание поршневых колец. The development of large two-stroke crack-engined engines tends to further increase cylinder capacities, and hence increase effective average pressure. The most modern engines can be manufactured with cylinder powers up to 5700 kW at an effective average pressure of 18.2 bar (1.82 MPa). This imposes very high demands on the piston rings and the cylinder liner, because the pressure drop on the piston rings, and hence the force of their contact with the inner surface of the liner, becomes large. Therefore, it is possible to predict the occurrence of problems during running-in of the pistons and the liner if a purely wave pattern is embedded in the inner surface of the liner, since the protruding sharp wave crests can cause jamming of the piston rings.

В датском патенте N 139111 описана гильза цилиндра, имеющая на своей внутренней поверхности спирально вырезанную канавку, в которой шаг профиля спирали настолько велик, что впадины волн разделены платообразными областями, имеющими длину L, например, 4 мм в продольном направлении цилиндра. Перед вырезанием канавки эту гильзу приходится хонинговать, что делает гильзу дорогой в изготовлении, потому что ее сначала приходится механически обрабатывать на станке до получения ее приближенного конечного внутреннего размера за одну наладку, а затем приходится проводить другую наладку на хонинговальном станке и хонинговать ее, а затем возвращаться к первой наладке для вырезания канавки. Гильзы цилиндров для больших двигателей являются тяжелыми конструктивными элементами, которые требуют затрат времени на перестановку и наладку на оборудовании для механической обработки. Danish patent No. 139111 describes a cylinder liner having a spiral groove on its inner surface, in which the pitch of the spiral profile is so large that the troughs of the waves are separated by plateau regions having a length L, for example, 4 mm in the longitudinal direction of the cylinder. Before cutting the groove, this sleeve has to be honed, which makes the sleeve expensive to manufacture, because it must first be machined on the machine to obtain its approximate final internal size in one setup, and then another setup must be done on the honing machine and honed, and then return to the first setup for grooving. Cylinder liners for large engines are heavy structural elements that require time-consuming rearrangement and commissioning of the equipment for machining.

В японской заявке N5-65849, являющейся прототипом заявленного технического решения, описан блок цилиндров для поршневого двигателя, в котором цилиндр после расточки отверстия подвергается операции хонингования, создающей шлифовочные штрихи или канавки в виде вафельного рисунка. Эти шлифовочные штрихи включают в себя маленькие острые выступы, которые могут вызвать повреждение поршневых колец. Чтобы предотвратить это, внутреннюю сторону цилиндра раскатывают несколькими раскатывающими инструментами. Такая операция раскатывания, сглаживающая маленькие выступы на цилиндрической поверхности, является известным процессом. Блок цилиндров, описанных в этой японской заявке, также приходится переставлять между несколькими наладками на разных станках. Japanese application N5-65849, which is the prototype of the claimed technical solution, describes a cylinder block for a reciprocating engine in which the cylinder undergoes a honing operation after bore holes, creating grinding strokes or grooves in the form of a waffle pattern. These grinding strokes include small, sharp protrusions that can cause damage to the piston rings. To prevent this, the inside of the cylinder is rolled out with several rolling tools. Such a rolling operation, smoothing out small protrusions on a cylindrical surface, is a known process. The cylinder block described in this Japanese application also has to be rearranged between several adjustments on different machines.

Задача изобретения состоит в том, чтобы разработать способ изготовления гильз цилиндров с преимущественно нарушенным волновым рисунком таким образом, что можно избежать использования дорогостоящего хонинговального оборудования и облегчить обращение с гильзой, а время, расходуемое на ее изготовление, уменьшается. The objective of the invention is to develop a method of manufacturing cylinder liners with a predominantly disturbed wave pattern in such a way that you can avoid the use of expensive honing equipment and facilitate the handling of the liner, and the time spent on its manufacture is reduced.

Ввиду этого, способ, соответствующий изобретению, отличается тем, что гильза цилиндра имеет внутренний диаметр в диапазоне от 25 см до 100 см и длину в диапазоне от 100 см до 400 см, тем, что удаляют гребни волн, не используя хонингование, путем пластического сжатия, по меньшей мере 0.004 мм их высоты с получением платообразных областей, и тем, что дно впадин волн после сжатия находится на уровне по меньшей мере на 0.001 мм ниже, чем эти области. In view of this, the method according to the invention is characterized in that the cylinder liner has an inner diameter in the range from 25 cm to 100 cm and a length in the range from 100 cm to 400 cm, in that wave crests are removed without using honing by plastic compression at least 0.004 mm of their height to obtain plateau-like regions, and the fact that the bottom of the wave troughs after compression is at least 0.001 mm lower than these regions.

Пластическое сжатие можно осуществить посредством технически несложного процесса, реализуемого с помощью относительно простого и дешевого оборудования, а очень большие гильзы можно закреплять при одной и той же наладке, когда волновой рисунок врезают во внутреннюю сторону цилиндра, а гребни волн сжимают с получением платообразных областей, которые по существу являются плоскими областями. Кроме того, экономятся капиталовложения в хонинговальное оборудование, которое является очень дорогим для гильз такого большого размера. Помимо этого, внутренняя поверхность гильзы в платообразных областях между впадинами волн достигает такого характера поверхности, который весьма благоприятен для приработки гильзы и поршневых колец. Раскатанная поверхность не содержит острых выступов, но, с другой стороны, не является и совершенно гладкой или зеркально яркой, что могло бы создать проблемы смазки между гильзой и поршневыми кольцами. Пластическое сжатие гребней волн можно осуществить, например, посредством раскатывания малым раскатывающим инструментом, что предпочтительно, поскольку оборудование для этой цели является наиболее простым. Вместо этого, раскатывание можно осуществить посредством одного ролика, простирающегося на всю длину гильзы. Упомянутые пределы высот волнообразной поверхности, в частности, предпочтительны для волнообразного рисунка, который до раскатывания имеет разность уровней между впадинами и гребнями волн 0.01-0.02 мм. При пластической деформации гребней волн в пределах вышеуказанного диапазона, внутренняя поверхность гильзы приобретает форму поверхности, обеспечивающую мягкую приработку поршневых колец. Если глубина впадин волн становится меньше 0.001 мм, достигнутые условия смазки не будут удовлетворительными. Plastic compression can be accomplished through a technically simple process, implemented using relatively simple and cheap equipment, and very large sleeves can be fixed with the same adjustment, when the wave pattern is cut into the inner side of the cylinder, and the wave crests are compressed to obtain plateau-like regions that are essentially flat areas. In addition, investment in honing equipment is saved, which is very expensive for shells of such a large size. In addition, the inner surface of the liner in the plate-shaped regions between the troughs of the waves reaches a surface character that is very favorable for running in the liner and piston rings. The rolled surface does not contain sharp protrusions, but, on the other hand, is not completely smooth or mirror bright, which could create lubrication problems between the liner and the piston rings. Plastic compression of the wave crests can be accomplished, for example, by rolling with a small rolling tool, which is preferable since the equipment for this purpose is the simplest. Instead, rolling can be accomplished by means of a single roller extending over the entire length of the sleeve. The aforementioned limits of the heights of the wavy surface are particularly preferred for a wavy pattern, which prior to rolling has a level difference between hollows and wave crests of 0.01-0.02 mm. With plastic deformation of the wave crests within the above range, the inner surface of the liner acquires a surface shape that provides soft running-in of the piston rings. If the depth of the troughs of the waves becomes less than 0.001 mm, the lubrication conditions achieved will not be satisfactory.

Волновой рисунок предпочтительно врезают во внутреннюю поверхность гильзы упомянутым по меньшей мере одним режущим инструментом, который продвигают в продольном направлении гильзы с помощью борштанги с некоторой скоростью подачи при вращении гильзы, так что волновой рисунок формируется в виде по меньшей мере одного спирального выреза, а пластическое сжатие осуществляют путем раскатывания раскатывающим инструментом, который перемещают вперед с помощью той же борштанги, что и режущий инструмент. Это исключает времяемкую перестановку гильзы цилиндра с одной наладки на одном станке на наладку на другом станке. Когда спиральный вырез во внутренней поверхности гильзы сделан, можно вывести борштангу из гильзы и установить раскатывающий инструмент, после чего борштангу повторно вводят в гильзу и осуществляют раскатывание. Режущий и раскатывающий инструменты можно также устанавливать на соответствующих суппортах или в соответствующих держателях, так что надлежащую смену инструментов можно заменить перемещением инструментов назад или вперед относительно внутренней поверхности гильзы в соответствии с необходимостью. Борштанга с режущим инструментом приспособлена к регулированию глубины резания режущего инструмента путем радиального смещения инструмента, и поэтому давление раскатывания можно надлежащим образом регулировать путем смещения раскатывающего инструмента в радиальном направлении гильзы таким образом, что используются существующие варианты наладки борштанги. The wave pattern is preferably cut into the inner surface of the sleeve by the aforementioned at least one cutting tool, which is advanced in the longitudinal direction of the sleeve by means of a boring bar with a certain feed rate during rotation of the sleeve, so that the wave pattern is formed in the form of at least one spiral cut, and plastic compression carried out by rolling with a rolling tool, which is moved forward using the same boring bar as the cutting tool. This eliminates the time-consuming shift of the cylinder liner from one setup on one machine to setup on another machine. When the spiral cut in the inner surface of the sleeve is made, it is possible to remove the boring bar from the sleeve and install the rolling tool, after which the boring bar is re-inserted into the sleeve and rolling is carried out. The cutting and rolling tools can also be mounted on the respective calipers or in the respective holders, so that the proper change of tools can be replaced by moving the tools backward or forward relative to the inner surface of the sleeve as necessary. The boring bar with the cutting tool is adapted to adjust the cutting depth of the cutting tool by radially displacing the tool, and therefore, the rolling pressure can be properly adjusted by shifting the rolling tool in the radial direction of the sleeve so that existing boring bar setup options are used.

Раскатывание можно также осуществлять раскатывающим инструментом, имеющим несколько роликов, установленных в головке инструмента, что известно из раскатывания внутренней поверхности труб, но такой инструмент больше всего подходит для относительно малых диаметров труб, если диаметр труб постоянен. Пластическое сжатие предпочтительно осуществляют путем раскатывания раскатывающим инструментом, имеющим один ролик, радиальное положение которого относительно внутренней поверхности гильзы можно регулировать и который можно перемещать вперед в продольном направлении гильзы, когда гильза вращается. Это позволяет использовать один и тот же инструмент для раскатывания гильз с разными внутренними диаметрами. Использование одного ролика также позволяет очень точно регулировать давление раскатывания путем радиального смещения ролика, так что исключается излишнее скатывание волнового рисунка. Если используют несколько роликов, одновременное управление этими роликами нужно осуществлять в узких пределах, что может оказаться трудным, в частности, из-за того, что изменения усилий на ролике могут передаваться другому ролику (другим роликам). Rolling can also be carried out by a rolling tool having several rollers mounted in the tool head, which is known from rolling the inner surface of the pipes, but such a tool is most suitable for relatively small pipe diameters if the pipe diameter is constant. Plastic compression is preferably carried out by rolling with a rolling tool having one roller, the radial position of which relative to the inner surface of the sleeve can be adjusted and which can be moved forward in the longitudinal direction of the sleeve when the sleeve is rotated. This allows you to use the same tool for rolling sleeves with different inner diameters. The use of a single roller also allows very precise control of the rolling pressure by radially displacing the roller, so that excessive rolling of the wave pattern is avoided. If several rollers are used, simultaneous control of these rollers must be carried out within narrow limits, which can be difficult, in particular, due to the fact that changes in the forces on the roller can be transmitted to another roller (other rollers).

Желательно, чтобы раскатывающий инструмент был связан с индикатором текущего давления раскатывания, чтобы можно было проводить оперативный контроль и, возможно, прецизионное регулирование давления раскатывания во время раскатывания внутренней поверхности. Гильзы цилиндров часто изготавливают серийно для одного двигателя или для нескольких двигателей одного и того же типоразмера, и при таком серийном производстве можно также использовать индикатор, чтобы повторно применить опыт установки подходящего давления раскатывания для конкретного типоразмера гильзы цилиндра и регулировать раскатывающий инструмент при первоначальном раскатывании гильзы. It is desirable that the rolling tool be connected to an indicator of the current rolling pressure so that operational monitoring and possibly precise control of the rolling pressure during rolling of the inner surface can be carried out. Cylinder liners are often manufactured in series for one engine or for several engines of the same size, and with this series production, you can also use the indicator to re-apply the experience of setting the appropriate rolling pressure for a specific cylinder liner size and adjust the rolling tool during the initial rolling of the liner.

Чтобы облегчить изготовление гильзы, врезание волнообразного рисунка можно осуществлять с допуском на внутренний диаметр обрабатываемой гильзы, например, ±0.1-0.2 мм, когда диаметр гильзы находится в диапазоне между 25 и 100 см. Несмотря на этот допуск, высоту в рисунке при резании получают с гораздо меньшим допуском, например ±0.003 мм или менее, потому что аркообразная режущая кромка вставного резца в режущем инструменте имеет очень большой радиус, например от 100 мм до 800 мм, в зависимости от высоты в рисунке, и потому что изменения диаметра происходят так медленно, что происходит врезание соседних волн, по существу, с идентичными диаметрами. Благодаря этому допуску диаметра гильзы, раскатывающий инструмент может надлежащим образом поддерживать требуемое давление раскатывания при движении инструмента в продольном направлении гильзы, хотя внутренний диаметр гильзы изменяется по длине гильзы. To facilitate the manufacture of the sleeve, the insertion of a wave-like pattern can be carried out with a tolerance on the inner diameter of the processed sleeve, for example, ± 0.1-0.2 mm, when the diameter of the sleeve is in the range between 25 and 100 cm. Despite this tolerance, the height in the pattern when cutting is obtained with a much smaller tolerance, for example ± 0.003 mm or less, because the arch-shaped cutting edge of the insert tool in the cutting tool has a very large radius, for example from 100 mm to 800 mm, depending on the height in the figure, and because diameter changes occur odyat so slowly that neighboring waves infeed occurs substantially identical diameters. Due to this tolerance of the diameter of the sleeve, the rolling tool can properly maintain the required rolling pressure when the tool moves in the longitudinal direction of the sleeve, although the inner diameter of the sleeve varies along the length of the sleeve.

Поскольку изменения диаметра малы, давление раскатывания в очень простой конструкции инструмента можно поддерживать с помощью раскатывающего инструмента, опирающегося на кронштейн, который изгибается в пределах его упругости в радиальном направлении гильзы, когда приложено давление раскатывания, посредством чего этот кронштейн компенсирует изменения диаметра за счет упругой деформации в радиальном направлении. Вместо этого раскатывающий инструмент можно устанавливать на поперечном суппорте, который непрерывно регулируется в поперечном направлении по текущему давлению раскатывания посредством регулирующего привода по сигналам из вышеупомянутого индикатора. Since the diameter changes are small, the rolling pressure in a very simple tool design can be maintained by using a rolling tool resting on a bracket that bends within its elasticity in the radial direction of the sleeve when the rolling pressure is applied, whereby this bracket compensates for diameter changes due to elastic deformation in the radial direction. Instead, the rolling tool can be mounted on a transverse support, which is continuously adjustable in the transverse direction according to the current rolling pressure by means of a control drive based on signals from the aforementioned indicator.

Когда поршневой двигатель работает, давление в камере над поршнем падает при перемещении последнего из положения верхней мертвой точки, и уменьшающееся давление приводит к меньшим усилиям между поршневыми кольцами и гильзой. В некоторых случаях может оказаться возможным изготовление гильзы таким образом, что раскатывание осуществляется только на верхнем участке гильзы, содержащем область, по которой скользит самое верхнее поршневое кольцо, когда поршень перемещается из его верхней мертвой точки и совершает часть своего хода вниз к положению нижней мертвой точки. Раскатывание внутренней поверхности происходит так быстро, что за счет ограничения раскатывания верхним участком гильзы не только не тратится значительное время, но и можно достичь экономии на оборудовании для раскатывания, в частности, в случае очень больших гильз длиной до 400 см, потому что не нужно иметь такую длинную борштангу. When the piston engine is running, the pressure in the chamber above the piston drops as the latter moves from the top dead center position, and the decreasing pressure leads to less effort between the piston rings and the liner. In some cases, it may be possible to manufacture the liner in such a way that rolling is only carried out on the upper portion of the liner containing the region along which the topmost piston ring slides when the piston moves from its top dead center and makes part of its stroke down to the bottom dead center position . The rolling of the inner surface takes place so quickly that, due to the limitation of the rolling of the upper portion of the sleeve, not only considerable time is not wasted, but also savings can be achieved on equipment for rolling, in particular in the case of very large sleeves up to 400 cm long, because it is not necessary to have such a long boring bar.

Посредством раскатывания можно деформировать гребни волн таким образом, что площадь платообразных областей между впадинами волн составляет от 25 процентов до 75 процентов общей площади гильзы в раскатанной области. Если платообразные области составляют менее 25 процентов, площадь контакта с поршневыми кольцами становится слишком малой, что может вызвать повреждение материала колец вследствие избыточного нагрева, поскольку тепло недостаточно отводится в гильзу. Недостаточная площадь контакта может также нарушить эффект уплотнения давлением поршневых колец. Если платообразные области составляют более 75 процентов, ухудшаются условия смазки (трибологические условия), поскольку масляные карманы становятся слишком малыми. Гребни волн предпочтительно деформируют путем раскатывания таким образом, что площадь, по существу, плоских областей между впадинами волн составляет от 40 процентов до 60 процентов общей площади гильзы. Это является компромиссом между противоречащими друг другу соображениями, касающимися условий смазки и тепловой нагрузки и уплотнения давлением, обеспечивая в то же время должную дистанцию до вышеупомянутых пределов, так что некоторая неточность изготовления не окажется жизненно важной для условий эксплуатации гильзы. By rolling, the crests of the waves can be deformed in such a way that the area of the plateau-like regions between the troughs of the waves is from 25 percent to 75 percent of the total area of the sleeve in the rolled region. If the plateau-like regions are less than 25 percent, the contact area with the piston rings becomes too small, which can cause damage to the material of the rings due to excessive heating, since the heat is not sufficiently removed to the sleeve. Insufficient contact area can also disrupt the effect of pressure sealing on the piston rings. If the plateau-like regions are more than 75 percent, the lubrication conditions (tribological conditions) deteriorate as the oil pockets become too small. The wave crests are preferably deformed by rolling so that the area of the substantially planar regions between the troughs of the waves is between 40 percent and 60 percent of the total area of the sleeve. This is a compromise between conflicting considerations regarding lubrication conditions and thermal load and pressure compaction, while at the same time ensuring a proper distance to the aforementioned limits, so that some manufacturing inaccuracy will not be vital for the operating conditions of the sleeve.

Способность поршневых колец осуществлять уплотнение при очень высоких давлениях в камере сгорания можно гарантировать путем деформации гребней волн с помощью раскатывания таким образом, что платообразная область между последовательными впадинами волн будет иметь протяженность в продольном направлении, которая, с точностью ±1 мм, соответствует четверти высоты поршневого кольца, имеющего наименьшую высоту кольца. Когда поршень в изготовленной таким образом гильзе цилиндра перемещается в продольном направлении вдоль области с волнообразным рисунком, каждое из поршневых колец окружено по меньшей мере одной из двух последовательных плоских областей, что предотвращает продувку находящегося под давлением газа через спиральную канавку или через и под поршневое кольцо. The ability of the piston rings to seal at very high pressures in the combustion chamber can be guaranteed by deformation of the wave crests by rolling in such a way that the plateau region between successive troughs of the waves will have a length in the longitudinal direction, which, with an accuracy of ± 1 mm, corresponds to a quarter of the piston height rings having the smallest ring height. When the piston moves longitudinally along the wave-shaped region in the cylinder liner thus manufactured, each of the piston rings is surrounded by at least one of two consecutive planar regions, which prevents the pressurized gas from purging through the spiral groove or through and under the piston ring.

В наиболее приемлемом варианте гребни волн можно деформировать таким образом, что по меньшей мере 0.006 мм и по большей мере 0.018 мм, предпочтительно по большей мере 0.015 мм, высоты гребней волн сжимается с образованием платообразных областей, и что дно впадин волн находится на уровне по меньшей мере на 0.002 мм ниже, чем эти области. Если произошло локальное превышение этих пределов, то внутренняя поверхность гильзы по-прежнему может оказаться приемлемой. In a most suitable embodiment, the wave crests can be deformed such that at least 0.006 mm and at least 0.018 mm, preferably at least 0.015 mm, the wave crest heights are compressed to form plateau-like regions, and that the bottom of the wave troughs is at least 0.002 mm lower than these areas. If there is a local excess of these limits, then the inner surface of the sleeve may still be acceptable.

При предпочтительном способе, соответствующем изобретению, врезанный волновой рисунок деформируют таким образом, что средняя радиальная разность уровней между полученными платообразными областями и впадинами волн находится в диапазоне от 7 процентов до 66 процентов средней разности уровней между гребнями волн и впадинами волн в рисунке до сжатия, а предпочтительно, в диапазоне от 16 процентов до 36 процентов этой средней разности. In the preferred method according to the invention, the embedded wave pattern is deformed so that the average radial level difference between the obtained plateau regions and the troughs of the waves is in the range from 7 percent to 66 percent of the average level difference between the wave crests and the wave troughs in the figure before compression, and preferably in the range of 16 percent to 36 percent of this average difference.

Изобретение также относится к узлу гильзы и поршня цилиндра для поршневого двигателя, например большого двухтактного крейкоцапфного двигателя, имеющего ходовую поверхность для поршневых колец на внутренней поверхности гильзы, причем эта ходовая поверхность по меньшей мере в области, ближайшей к положению верхней мертвой точки поршня, имеет в продольном сечении частично волнообразный рисунок, в котором впадины волн разделены платообразными областями. Эта гильза цилиндра в соответствии с изобретением отличается тем, что имеет внутренний диаметр в диапазоне от 25 см до 100 см и длину в диапазоне от 100 см до 400 см, тем, что платообразные области являются раскатанными поверхностями, не содержащими острых выступов, тем, что дно впадин волн находится на уровне по меньшей мере на 0.001 мм ниже, чем эти области, и тем, что платообразная область между последовательными впадинами волн имеет протяженность в продольном направлении, которая, с точностью ±1 мм, соответствует четверти высоты поршневого кольца, имеющего наименьшую высоту кольца. Гильза цилиндра проявляет вышеупомянутые предпочтительные свойства ходовой поверхности. The invention also relates to a cylinder liner and piston assembly for a piston engine, for example a large two-stroke cracking engine having a running surface for piston rings on the inner surface of the liner, and this running surface at least in the region closest to the piston top dead center position has a longitudinal section of a partially wavy pattern in which the troughs of the waves are separated by plateau regions. This cylinder liner according to the invention is characterized in that it has an inner diameter in the range of 25 cm to 100 cm and a length in the range of 100 cm to 400 cm, in that the plateau-shaped regions are rolled surfaces that do not contain sharp protrusions, in that the bottom of the wave troughs is at least 0.001 mm lower than these areas, and the fact that the plateau-like region between successive wave troughs has a length in the longitudinal direction, which, with an accuracy of ± 1 mm, corresponds to a quarter of the height of the piston ring having the smallest ring height. The cylinder liner exhibits the aforementioned preferred surface properties.

Теперь будет приведено более подробное пояснение примеров осуществления изобретения со ссылками на весьма условные чертежи, где
на фиг.1 приведено изображение частично - вида сбоку, частично - продольного сечения гильзы цилиндра,
на фиг. 2 показано перспективное изображение наладки гильзы цилиндра в частично изображенном устройстве для механической обработки,
на фиг.3 показано перспективное изображение раскатывающего инструмента,
на фиг.4 показан вид сбоку еще одного раскатывающего инструмента,
на фиг.5 в значительно увеличенном масштабе показано продольное сечение через внутреннюю поверхность гильзы цилиндра, раскатанную в соответствии с изобретением,
на фиг.6 показана с пятикратным увеличением фотография внутренней поверхности, подвергнутой врезанию волн и частичному хонингованию гильзы цилиндра,
на фиг. 7 показана аналогичная фотография гильзы цилиндра, подвергнутой врезанию волн и раскатыванию в соответствии с изобретением,
на фиг. 8 показана копия профилограммы измерения шероховатости поверхности, проведенного на внутренней поверхности гильзы, показанной на фиг.6, и
на фиг. 9 показана копия профилограммы измерения шероховатости поверхности, проведенного на внутренней поверхности гильзы, показанной на фиг.7.Now will be given a more detailed explanation of embodiments of the invention with reference to very conditional drawings, where
figure 1 shows an image partially - side view, partially - longitudinal section of the cylinder liner,
in FIG. 2 shows a perspective view of adjusting a cylinder liner in a partially illustrated machining device,
figure 3 shows a perspective image of a rolling tool,
figure 4 shows a side view of another rolling tool,
figure 5 on a significantly enlarged scale shows a longitudinal section through the inner surface of the cylinder liner, rolled in accordance with the invention,
in Fig.6 shows a five-fold increase photograph of the inner surface subjected to embedding waves and partial honing of the cylinder liner,
in FIG. 7 shows a similar photograph of a cylinder liner subjected to wave embedding and rolling in accordance with the invention,
in FIG. 8 shows a copy of the profilogram of measuring a surface roughness conducted on the inner surface of the sleeve shown in FIG. 6, and
in FIG. 9 shows a copy of the profilogram of measuring the surface roughness conducted on the inner surface of the sleeve shown in FIG. 7.

На фиг. 1 показана гильза 1 цилиндра для большого двухтактного крейкоцапфного двигателя. В зависимости от типоразмера двигателя, гильзу цилиндра можно изготавливать с разными размерами, причем внутренние диаметры обычно находятся в диапазоне от 25 см до 100 см, а соответствующие типовые длины находятся в диапазоне от 100 см до 400 см. Гильзу обычно изготавливают из чугуна, и она может быть отлита как единое целое или разделена на две части, состыкованные торец к торцу. На чертеже половина гильзы, показанная справа от продольной оси 2, изображена в продольном сечении. Гильзу можно известным способом устанавливать в двигателе (не показан) располагая кольцевую, обращенную вниз поверхность 3 на верхней плите коробки подрамника или блока цилиндров двигателя, после чего в цилиндре устанавливают поршень 4 с поршневыми кольцами 5, а крышку цилиндра располагают сверху гильзы на ее кольцевой, обращенной вверх поверхности 6 и крепят к верхней плите. In FIG. 1 shows a cylinder liner 1 for a large two-stroke cracking engine. Depending on the size of the engine, the cylinder liner can be made with different sizes, the inner diameters being usually in the range of 25 cm to 100 cm, and the corresponding typical lengths being in the range of 100 cm to 400 cm. The liner is usually made of cast iron, and it can be molded as a whole or divided into two parts, docked end to end. In the drawing, half of the sleeve shown to the right of the longitudinal axis 2 is shown in longitudinal section. The liner can be installed in a known manner in an engine (not shown) having an annular, downward facing surface 3 on the upper plate of the subframe or engine block of the engine, after which a piston 4 with piston rings 5 is installed in the cylinder, and the cylinder cover is placed on top of the liner on its annular, facing up surface 6 and attached to the upper plate.

Поршневые кольца 5 скользят вдоль внутренней поверхности 7 гильзы и поэтому важно, чтобы внутренняя поверхность имела структуру, которая гарантирует хорошую смазку между кольцами и внутренней поверхностью во избежание образования задиров и заедания между наружными сторонами колец и внутренними поверхностями гильзы. В частности, эта структура поверхности очень важна во время приработки поршня и гильзы в новом двигателе. Поэтому желательно, как упоминалось выше, изготавливать гильзу с волнообразным рисунком на ее внутренней поверхности, в котором гребни волн удалены. Можно изготавливать гильзу с рассматриваемым рисунком по всей внутренней поверхности. Этот рисунок можно также получать путем механической обработки только в верхней секции гильзы, например в секции, по которой проходят поршневые кольца 5 на протяжении первых 40 процентов хода поршня вниз. Эта секция может также иметь другие относительные размеры, например 20 процентов, 25 процентов, 30 процентов или 35 процентов, или промежуточные значения. The piston rings 5 slide along the inner surface 7 of the liner, and therefore it is important that the inner surface has a structure that guarantees good lubrication between the rings and the inner surface to prevent scuffing and seizing between the outer sides of the rings and the inner surfaces of the liner. In particular, this surface structure is very important during running-in of the piston and liner in the new engine. Therefore, it is desirable, as mentioned above, to produce a sleeve with a wave-like pattern on its inner surface, in which the wave crests are removed. It is possible to manufacture a sleeve with the pattern in question over the entire inner surface. This pattern can also be obtained by machining only in the upper section of the liner, for example in the section along which the piston rings 5 pass during the first 40 percent of the piston stroke down. This section may also have other relative sizes, for example 20 percent, 25 percent, 30 percent or 35 percent, or intermediate values.

Перед механической обработкой прорезей 8 для продувки воздухом в нижней секции гильзы заканчивают механическую обработку внутренней поверхности 7 гильзы. Это происходит на очень большом расточном станке, сконструированном как разновидность токарного станка для тяжелых работ и показанном лишь частично на фиг. 2. В дальнейшем такой станок именуется токарным станком. Посредством крана, гильзу с горизонтальной продольной осью поднимают и центрируют относительно оси вращения станка, после чего один конец гильзы крепят к ведущему шпинделю токарного станка посредством четырех зажимов 9, тогда как другой конец гильзы подпирают в центрированном положении захватом 10, который имеет несколько опорных роликов 11, перемещающихся по наружной поверхности гильзы. Захват 10 выполнен с возможностью перемещения по станине 12 токарного станка. Before machining the slots 8 for air purging in the lower section of the sleeve complete the machining of the inner surface 7 of the sleeve. This occurs on a very large boring machine designed as a kind of heavy duty lathe and only partially shown in FIG. 2. Hereinafter, such a machine is called a lathe. By means of a crane, a sleeve with a horizontal longitudinal axis is raised and centered relative to the axis of rotation of the machine, after which one end of the sleeve is attached to the drive spindle of the lathe by four clamps 9, while the other end of the sleeve is propped up in a centered position by a gripper 10, which has several support rollers 11 moving along the outer surface of the liner. The capture 10 is made with the possibility of movement along the frame 12 of the lathe.

На конце, противоположном шпинделю, токарный станок имеет салазки (не показаны), служащие опорой очень тяжелой и жесткой борштанге 13, которую перемещают в гильзу цилиндра и из нее соосно ее продольной оси путем перемещения салазок по станине 12 токарного станка. На конце, ближайшем к шпинделю, борштанга имеет держатель 14 инструмента в виде поперечного суппорта, выполненного с возможностью регулирования инструмента 15 в радиальном направлении гильзы. At the end opposite the spindle, the lathe has a slide (not shown) that serves as a support for a very heavy and rigid boring bar 13, which is moved into and out of the cylinder liner coaxially with its longitudinal axis by moving the slide on the lathe bed 12. At the end closest to the spindle, the boring bar has a tool holder 14 in the form of a transverse caliper configured to adjust the tool 15 in the radial direction of the sleeve.

При наладке гильзы шпиндель с гильзой приводят во вращение, а внутреннюю поверхность 7 подвергают черновому обтачиванию с точностью, например, 5 мм на диаметр. Затем осуществляют чистовое обтачивание вставным резцом, имеющим криволинейную режущую кромку, таким образом, что резание дает требуемую форму впадин волн во врезанном волновом рисунке на внутренней поверхности гильзы, полученной путем чистового обтачивания. Расстояние S (фиг. 5) между двумя последовательными гребнями волн регулируют при необходимости посредством подачи борштанги вперед в продольном направлении, причем это расстояние имеет длину, равную по величине скорости подачи. В гильзе цилиндра с наружным диаметром 98 см может оказаться подходящей скорость подачи 8 мм на оборот, тогда как для гильзы цилиндра с внешним диаметром 50 см или менее можно выбрать скорость подачи 4 мм на оборот. Шаг можно выбрать соответствующим половине высоты кольца с наименьшей высотой кольца среди колец поршня. When adjusting the sleeve, the spindle with the sleeve is rotated, and the inner surface 7 is subjected to rough turning with an accuracy of, for example, 5 mm in diameter. Finishing is then carried out by an insert cutter having a curved cutting edge, so that cutting gives the desired shape of the troughs of the waves in the embedded wave pattern on the inner surface of the liner obtained by finishing. The distance S (Fig. 5) between two consecutive wave crests is adjusted, if necessary, by feeding the boring bar forward in the longitudinal direction, and this distance has a length equal to the value of the feed speed. In a cylinder liner with an outer diameter of 98 cm, a feed rate of 8 mm per revolution may be suitable, whereas for a cylinder liner with an outer diameter of 50 cm or less, a feed rate of 4 mm per revolution can be selected. The step can be selected corresponding to half the height of the ring with the smallest ring height among the piston rings.

Радиальная разность h уровней (фиг. 5) между гребнями и впадинами волн определяется кривизной кромки вставного резца, поскольку более крутая кривизна обеспечивает более значительную разность уровней. Эта разность уровней может иметь величину 0.06 мм, но обычно предпочитают значение от 0.01 до 0.02 мм. The radial difference h of the levels (Fig. 5) between the crests and troughs of the waves is determined by the curvature of the edge of the insert cutter, since the steeper curvature provides a more significant level difference. This level difference can have a value of 0.06 mm, but usually a value between 0.01 and 0.02 mm is preferred.

После врезания волнового рисунка борштангу выводят из гильзы и устанавливают раскатывающий инструмент в радиальном направлении относительно внутренней поверхности 7, после чего раскатывают эту внутреннюю поверхность таким образом, что материал на гребнях волн пластически деформируется, т.е. сжимается в радиальном направлении наружу, так что обработанной внутренней поверхности придается форма, показанная на фиг. 5, со спиральной канавкой или впадиной 17 волны. Продольное сечение внутренней поверхности гильзы, показанное на фиг. 5, из соображений ясности изменено при изображении, так что размеры в радиальном направлении увеличены во много раз. В продольном направлении впадины волн разделены плоскими областями 18, вместе составляющими 25-75 процентов, а обычно - 40-60 процентов длины гильзы с волнообразным рисунком. After embedding the wave pattern, the boring bar is removed from the sleeve and the rolling tool is installed in the radial direction relative to the inner surface 7, after which this inner surface is rolled so that the material on the wave crests is plastically deformed, i.e. shrinks radially outward, so that the shape shown in FIG. 5, with a spiral groove or cavity 17 of the wave. The longitudinal section of the inner surface of the sleeve shown in FIG. 5, for reasons of clarity, changed in the image, so that the dimensions in the radial direction are increased many times. In the longitudinal direction, the troughs of the waves are separated by flat regions 18, together constituting 25-75 percent, and usually 40-60 percent of the length of the sleeve with a wavy pattern.

В простой конструкции, показанной на фиг. 3, раскатывающий инструмент может содержать ролик 19, который установлен с возможностью вращения в вилкообразной головке 20 на конце траверсы 21, закрепленной в выемке в держателе 22 инструмента, которому служит опорой борштанга 13. Держатель инструмента или сам инструмент может иметь некоторую ограниченную гибкость в радиальном направлении гильзы, так что отклонения в несколько десятых миллиметра в диаметре гильзы поглощаются ввиду упругого изгиба держателя. Траверса выполнена с возможностью регулирования в ее продольном направлении, т.е. в радиальном направлении гильзы. In the simple construction shown in FIG. 3, the rolling tool may comprise a roller 19 which is rotatably mounted in a fork-shaped head 20 at the end of the beam 21 fixed in a recess in the tool holder 22, which serves as a support for the boring bar 13. The tool holder or the tool itself may have some limited flexibility in the radial direction sleeves, so deviations of a few tenths of a millimeter in the diameter of the sleeve are absorbed due to the elastic bending of the holder. The traverse is made with the possibility of regulation in its longitudinal direction, i.e. in the radial direction of the sleeve.

Еще один пример конструкции раскатывающего инструмента можно увидеть на фиг. 4, где ролик 23 одной стороной заключен в головку 24, а другой стороной контактирует с опорным роликом 25. Эта головка установлена на проходящей под наклоном угловой части, разделенной на две части, 26a и 26b, которые являются взаимно упругими, но поддерживают заданное давление раскатывания. Величину текущего давления раскатывания показывает индикатор 27. Вместо визуального индикатора, инструмент можно оснастить индуктивной системой для измерения давления раскатывания и формирования электрических сигналов, которые можно использовать в целях регулирования или дистанционного считывания показаний. Угловая часть установлена в держателе 14 инструмента борштанги посредством промежуточной детали 28, так что давление раскатывания можно регулировать путем радиального смещения держателя инструмента. Инструмент этого типа промышленно выпускается немецкой компанией В. Хегеншейдт ГбмХ (W. Hegenscheidt GmbH), Селле (Celle), под типовым обозначением И Джи 14 (EG 14). Another example of the design of the rolling tool can be seen in FIG. 4, where the roller 23 is on one side enclosed in the head 24 and the other side is in contact with the support roller 25. This head is mounted on an inclined corner portion divided into two parts, 26a and 26b, which are mutually elastic but maintain a predetermined rolling pressure . The current rolling pressure is shown by indicator 27. Instead of a visual indicator, the tool can be equipped with an inductive system to measure the rolling pressure and generate electrical signals that can be used to regulate or remotely read readings. The corner portion is mounted in the tool holder 14 of the boring bar by means of an intermediate piece 28, so that the rolling pressure can be adjusted by radially displacing the tool holder. A tool of this type is commercially available by the German company W. Hegenscheidt GmbH (W. Hegenscheidt GmbH), Celle (Celle), under the type designation I G 14 (EG 14).

Индикатор давления раскатывания может быть встроен в суппорт борштанги, подвергающийся воздействию, по существу, того же радиального давления, что и раскатывающий инструмент. Токарный станок может также иметь дисплей, например, с цифровым изображением перемещения траверсы, соответственно, в радиальном и осевом направлениях. Такой дисплей можно обнулять, когда раскатывающий инструмент находится в контакте без передачи усилия с внутренней поверхностью гильзы, после чего перемещение суппорта в направлении наружу будет отражать давление раскатывания. The rolling pressure indicator can be integrated into the caliper of the boring bar, which is exposed to essentially the same radial pressure as the rolling tool. The lathe may also have a display, for example, with a digital image of the movement of the beam, respectively, in the radial and axial directions. Such a display can be reset to zero when the rolling tool is in contact without transmitting force to the inner surface of the sleeve, after which moving the caliper outward will reflect the rolling pressure.

Продольная ось ролика может образовывать некоторый угол свободы (free angel) α с внутренней поверхностью гильзы, где вершина угла обращена вперед в направлении подачи, показанном стрелкой A. The longitudinal axis of the roller may form a certain angle of freedom (free angel) α with the inner surface of the sleeve, where the apex of the angle faces forward in the feed direction shown by arrow A.

Теперь приведем описание примеров, составленное применительно к гильзе цилиндра, имеющей внутренний диаметр 35 см. Now we give a description of the examples drawn up in relation to a cylinder liner having an internal diameter of 35 cm

ПРИМЕР 1
Гильзу изготавливали из материала для гильз, используемого для больших двигателей, - чугуна; внутреннюю поверхность гильзы подвергали чистовому обтачиванию по всей ее длине с образованием врезанного волнового рисунка при расстоянии S = 4 мм между гребнями волн и высоте волн h, составляющей примерно 0.015 мм. Затем режущий инструмент борштанги заменяли раскатывающим инструментом, изображенным на фиг. 3. Давление раскатывания регулировали сначала путем приведения ролика в контакт без приложения усилия с внутренней поверхностью гильзы, после чего суппорт борштанги устанавливали со смещением в направлении наружу F = 0.03 мм, измеряемом на диаметр, т.е. с радиальным смещением 0.015 мм. Следует отметить, что такая наладка суппорта не вызывает соответствующее радиальное смещение раскатывающего инструмента, поскольку значительная часть смещения используется для нагружения давлением суппорта, держателя инструмента и инструмента, т.е. для создания давления раскатывания. Это существенное отличие от наладки режущих инструментов, обычно применяемых на токарном станке. Гильзу вращали со скоростью 90 об/мин (1.5 с^-1), что обеспечивало относительную скорость между раскатывающим инструментом и внутренней поверхностью гильзы V = 100 м/мин (1.667 м/с), а борштангу перемещали в гильзу со скоростью подачи s = 0.5 мм/об.EXAMPLE 1
The sleeve was made of material for the sleeves used for large engines - cast iron; The inner surface of the liner was subjected to finish turning along its entire length with the formation of an embedded wave pattern at a distance S = 4 mm between the wave crests and a wave height h of about 0.015 mm. Then, the boring bar cutting tool was replaced with the rolling tool shown in FIG. 3. The rolling pressure was first controlled by bringing the roller into contact without applying force to the inner surface of the sleeve, after which the support of the boring bar was installed with an outward shift of F = 0.03 mm, measured by diameter, i.e. with a radial displacement of 0.015 mm. It should be noted that such adjustment of the support does not cause a corresponding radial displacement of the rolling tool, since a significant part of the displacement is used to load the caliper, tool holder and tool, i.e. to create rolling pressure. This is a significant difference from setting up cutting tools commonly used on a lathe. The sleeve was rotated at a speed of 90 rpm (1.5 s ^-1 ), which ensured a relative speed between the rolling tool and the inner surface of the sleeve V = 100 m / min (1.667 m / s), and the boring bar was moved to the sleeve with a feed speed s = 0.5 mm / rev

Визуальный контроль показал, что желательным было большее давление раскатывания и что скорость подачи могла бы быть значительно выше. Visual inspection showed that a greater rolling pressure was desirable and that the feed rate could be significantly higher.

ПРИМЕР 2
За исключением параметров раскатывания, гильзу цилиндра изготавливали точно так же, как в примере 1. Раскатывание осуществляли с параметрами V = 100 м/мин (1.667 м/с), F = 0.10 мм на диаметр и s = 4.0 мм/об.EXAMPLE 2
With the exception of the rolling parameters, a cylinder liner was fabricated in exactly the same way as in Example 1. The rolling was carried out with parameters V = 100 m / min (1.667 m / s), F = 0.10 mm in diameter and s = 4.0 mm / rev.

Визуальный контроль и замер шероховатости показали, что скорость подачи была удовлетворительной и что области между впадинами волн имели хорошо различимую протяженность и были, по существу, плоскими. Visual inspection and roughness measurement showed that the feed rate was satisfactory and that the areas between the troughs of the waves had a clearly visible length and were essentially flat.

ПРИМЕР 3
За исключением параметров раскатывания, гильзу цилиндра изготавливали точно так же, как в примере 1. Раскатывание осуществляли с параметрами V = 100 м/мин (1.667 м/с), F = 0.15 мм на диаметр и s = 4.0 мм/об.EXAMPLE 3
With the exception of the rolling parameters, the cylinder liner was fabricated in exactly the same way as in Example 1. The rolling was carried out with parameters V = 100 m / min (1.667 m / s), F = 0.15 mm in diameter and s = 4.0 mm / rev.

Визуальный контроль и замер шероховатости показали, что скорость подачи была по-прежнему удовлетворительной и что области между впадинами волн были получены с большей протяженностью и составляли около 30 процентов внутренней поверхности гильзы. Visual inspection and roughness measurement showed that the feed rate was still satisfactory and that the areas between the troughs of the waves were obtained with a greater length and amounted to about 30 percent of the inner surface of the liner.

ПРИМЕР 4
За исключением параметров раскатывания, гильзу цилиндра изготавливали точно так же, как в примере 1. Раскатывание осуществляли с параметрами V = 100 м/мин (1.667 м/с), F = 0.20 мм на диаметр и s = 4.0 мм/об.EXAMPLE 4
With the exception of the rolling parameters, the cylinder liner was fabricated in exactly the same way as in Example 1. The rolling was carried out with parameters V = 100 m / min (1.667 m / s), F = 0.20 mm in diameter and s = 4.0 mm / rev.

Визуальный контроль и замер шероховатости показали, что скорость подачи была по-прежнему удовлетворительной и что области между впадинами волн были получены с большей протяженностью и составляли около 40 процентов внутренней поверхности гильзы. Visual inspection and roughness measurement showed that the feed rate was still satisfactory and that the areas between the troughs of the waves were obtained with a greater length and amounted to about 40 percent of the inner surface of the liner.

Были проведены сравнительные испытания, при которых гильзу цилиндра изготавливали точно так же, как в примере 1, но раскатывание заменяли частичным хонингованием, которое удаляло гребни волн. Comparative tests were carried out in which the cylinder liner was made in exactly the same way as in example 1, but the rolling was replaced by partial honing, which removed the crests of the waves.

Поверхности гильз, изготовленных в примере 4 и с помощью частичного хонингования, фотографировали с пятикратным увеличением, см. фиг. 6 и 7, и замеряли шероховатость поверхности с помощью прибора для контроля шероховатости фирмы "Пертен" (Perthen), см. фиг.8 и 9, в котором усиление в радиальном направлении было настроено на очень большое значение. На записанных полосах 10 мм в направлении оси у отображают расстояние в 0.025 мм, тогда как 10 мм в направлении оси x отображают расстояние в 1 мм. The surfaces of the sleeves made in Example 4 and using partial honing were photographed with a five-fold magnification, see FIG. 6 and 7, and the surface roughness was measured using a Perthen roughness tester, see Figs. 8 and 9, in which the radial gain was set to a very large value. On recorded strips of 10 mm in the direction of the y axis, a distance of 0.025 mm is displayed, while 10 mm in the direction of the x axis shows a distance of 1 mm.

На фиг. 6 показаны чистые кольцевые шлифовочные штрихи или канавки от хонингования, а контрольный размер шероховатости, отображенный на фиг. 8, показывает наличие большого количества мелких пичков в приблизительно плоских областях, где удалены гребни волн. In FIG. 6 shows clean annular grinding strokes or honing grooves, and the reference roughness size shown in FIG. 8 shows the presence of a large number of small spikes in approximately flat areas where wave crests are removed.

Раскатанная поверхность, показанная на фиг. 7, имеет значительно более приятный внешний вид, а контрольный замер шероховатости, отображенный на фиг. 9, показывает наличие плоских областей между впадинами волн с гораздо менее острыми выступающими пичками, но поверхность также имеет множество мелких скругленных разностей уровней в плоских областях, что вносит вклад в достижение хорошей адгезии масла к поверхности. The rolled surface shown in FIG. 7 has a much more pleasant appearance, and the roughness control measurement shown in FIG. 9 shows the presence of planar regions between the troughs of the waves with much less sharp protruding spikes, but the surface also has many small rounded level differences in planar regions, which contributes to achieving good oil adhesion to the surface.

При рассмотрении вышеуказанных обозначений размеров для врезанного волнового рисунка и раскатанного рисунка следует понимать, что упомянутые значения являются средними. Как показано на упомянутых полосках контрольных замеров шероховатости, поверхность местами имеет углубления, не включенные в размеры, поскольку они обычно отражают отложения графита на поверхности или аналогичные отклонения, определяемые сплавом. Эти углубления присутствуют и в, по существу, плоских областях, которые можно также назвать платообразными областями. When considering the above size designations for the embedded wave pattern and the rolled pattern, it should be understood that the values mentioned are average. As shown on the mentioned roughness control strips, the surface in some places has recesses not included in the dimensions, since they usually reflect graphite deposits on the surface or similar deviations determined by the alloy. These depressions are also present in substantially planar regions, which may also be called plateau-like regions.

Claims

1. A method of manufacturing a cylinder liner for a piston engine, including forming a running surface for the piston rings on the inner surface of the liner by cutting into its inner surface a wave pattern with a level difference between the crests and troughs of the waves and then removing the crests of the waves from the pattern until a finished liner is formed on the inner surface in its longitudinal section of a partially wavy surface, the troughs of the waves of which are separated by plate-shaped, essentially flat regions, characterized in that use a cylinder liner with an inner diameter of 25-100 cm, a length of 100-400 cm, create a level difference between ridges and troughs of at least 0.005 mm with at least one cutting tool with a curved cutting edge, wave crests are removed by plastic compression at least the running surface closest to the position of the top dead center of the piston is at least 0.004 mm in height, then the location of the level of the troughs of the waves is lower than the level of said plateau regions by at least 0.001 mm.

2. The method according to claim 1, characterized in that they produce a cylinder liner of a piston large two-stroke cracking engine.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the wave pattern is formed by cutting into the inner surface of the sleeve in the form of at least one spiral cutout by said at least one cutting tool, which is moved using a boring bar with a certain feed rate during rotation of the sleeve and plastic compression is carried out by rolling the inner surface with a rolling tool installed with the possibility of moving in the longitudinal direction using the same boring bar that was used to move I'm cutting tool.

4. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the plastic rolling compression is carried out by a rolling tool having one roller mounted with the ability to adjust the radial position relative to the inner surface of the sleeve and translational movement in the longitudinal direction of the sleeve during its rotation.

5. The method according to claim 4, characterized in that an indicator connected to the rolling tool is used to take a reading of the current rolling pressure.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the required rolling pressure is supported by the rolling tool when it moves in the longitudinal direction of the sleeve having a different inner diameter along the length.

7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the rolling is carried out only in the upper section of the liner containing the region along which the topmost piston ring slides during the movement of the piston from its top dead center position and during part of the piston stroke down to bottom dead center position.

8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the area of the plateau-like regions between the troughs of the waves after deformation by rolling the crests of the waves is 25 - 75% of the total area of the sleeve in the rolled region.

9. The method according to claim 8, characterized in that the area of the plateau-like regions between the troughs of the waves after deformation by rolling the crests of the waves is 40-60% of the total area of the sleeve in the rolled region.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the length of the plateau-like regions between successive wave troughs in the longitudinal direction of the sleeve after deformation of the wave crests by rolling corresponds to an accuracy of ± 1 mm of a quarter of the height of the smallest piston ring height.

11. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the wave crests are deformed by plastic compression of at least 0.006 mm and at least 0.018 mm of their height with the formation of plateau-like regions and the arrangement of wave troughs at least 0.002 mm below the level of the aforementioned plateau areas.

12. The method according to claim 11, characterized in that the wave crests are deformed by plastic compression of at least 0.015 mm of their height.

13. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the wave crests are deformed to create an average radial level difference between the created plateau regions and wave troughs, comprising 7 - 66% of the average level difference between the wave crests and troughs in the figure before plastic compression.

14. The method according to item 13, wherein the wave crests deform to create an average radial level difference between the created plateau regions and wave troughs, comprising 16 to 36% of the average level difference between the wave crests and troughs in the figure before plastic compression.

15. The cylinder liner and piston assembly for a piston engine, comprising a running surface for piston rings on the liner inner surface, located at least in a region closest to the piston top dead center position and having in longitudinal section a partially wavy pattern whose wave troughs are separated from using rolled plateau-shaped areas without sharp protrusions, characterized in that the sleeve is made with an inner diameter of 25-100 cm and a length of 100-400 cm, the troughs of the waves are located at a level of at least 0,0 01 mm below the level of the said rolled plateau-shaped regions, each of which is located between successively located troughs, made in the longitudinal direction of the sleeve with an accuracy of ± 1 mm, corresponding to a quarter of the height of the smallest piston ring height.

16. The node according to clause 15, characterized in that it is designed for a piston engine of a large two-stroke crack-engined engine.