RU2252330C2 - Piston manufacturing method - Google Patents
Piston manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252330C2 RU2252330C2 RU2002123231/06A RU2002123231A RU2252330C2 RU 2252330 C2 RU2252330 C2 RU 2252330C2 RU 2002123231/06 A RU2002123231/06 A RU 2002123231/06A RU 2002123231 A RU2002123231 A RU 2002123231A RU 2252330 C2 RU2252330 C2 RU 2252330C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insert
- piston
- groove
- annular
- parts
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам изготовления поршней преимущественно двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to the field of engineering, in particular to methods for manufacturing pistons mainly of internal combustion engines.
Известен способ изготовления поршня, заключающийся в изготовлении головки поршня из жаропрочного материала с канавкой для разрезного уплотнителя, и последующего соединения головки с направляющей поршня (Орлин А.С. Двигатели внутреннего сгорания. Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей. М.: Машиностроение, 1984, с.122, рис.80). Выполнение головки из жаропрочного материала необходимо для снижения тепловых потерь, а также для увеличения ресурса канавки поршня за счет большей прочности и износостойкости применяемого для ее изготовления материала.A known method of manufacturing a piston, which consists in the manufacture of a piston head from a heat-resistant material with a groove for a split seal, and the subsequent connection of the head with a piston guide (A. Orlin, Internal combustion engines. Design and strength analysis of piston and combined engines. M .: Mechanical Engineering , 1984, p. 122, Fig. 80). The execution of the head from heat-resistant material is necessary to reduce heat loss, as well as to increase the resource of the piston groove due to the greater strength and wear resistance of the material used for its manufacture.
Недостатком известного способа является увеличенная масса поршня из-за необходимости применения достаточно прочного крепежа, препятствующего отрыву головки от направляющей.The disadvantage of this method is the increased mass of the piston due to the need to use sufficiently strong fasteners that prevent the separation of the head from the guide.
Известен способ изготовления поршня, заключающийся в предварительном изготовлении вставки с выполненной в нем кольцевой канавкой для разрезного уплотнителя и соединении вставки с поршнем (Патент США №3512791, опубл. 19.05.1970).A known method of manufacturing a piston, which consists in the preliminary manufacture of the insert with an annular groove made therein for a split seal and connecting the insert with a piston (US Patent No. 3512791, publ. 05.19.1970).
Применение известного способа позволяет достичь эффекта при незначительном увеличении массы поршня. Однако применяемый способ не позволяет решить главные проблемы поршневых машин, заключающиеся в значительных механических потерях и малом ресурсе цилиндропоршневой пары из-за чрезмерного давления уплотнителя на стенки цилиндра в начале рабочего хода поршня.The application of the known method allows to achieve the effect with a slight increase in the mass of the piston. However, the applied method does not allow to solve the main problems of piston machines, consisting in significant mechanical losses and a small resource of the cylinder-piston pair due to excessive pressure of the seal on the cylinder walls at the beginning of the piston stroke.
Технической задачей являются снижение механических потерь и повышение надежности работы двигателя.The technical task is to reduce mechanical losses and increase the reliability of the engine.
Поставленная задача достигается тем, что при изготовлении поршня путем предварительного изготовлении вставки с кольцевой канавкой для разрезного уплотнителя и соединения вставки с поршнем, согласно изобретению вставку выполняют, по меньшей мере, из двух частей, на одной из которых выполнена уплотняемая плоскость канавки, контактирующая с плоскостью уплотнителя, причем перед скреплением частей вставки между ними в кольцевую канавку закладывают неразрезное кольцо, после чего соединяют вставку с поршнем.This object is achieved in that in the manufacture of the piston by prefabricating the insert with an annular groove for the split seal and connecting the insert with the piston, according to the invention, the insert is made of at least two parts, one of which has a sealable plane of the groove in contact with the plane a seal, and before bonding the parts of the insert between them, an continuous ring is laid in the annular groove, after which the insert is connected to the piston.
Поставленная задача достигается также тем, что перед соединением вставки и поршня в канавку дополнительно устанавливают разрезное распорное технологическое кольцо, которое извлекают из канавки после соединения вставки и поршня.The task is also achieved by the fact that before connecting the insert and the piston in the groove, an additional split technological spacer ring is additionally installed, which is removed from the groove after connecting the insert and the piston.
Поставленная задача достигается также тем, что уплотняемую плоскость канавки, расположенную на одной из частей вставки, перед скреплением могут дополнительно обрабатывать.The task is also achieved by the fact that the sealing plane of the grooves located on one of the parts of the insert, can be further processed before bonding.
Поставленная задача достигается также тем, что уплотняемую плоскость канавки могут шлифовать.The task is also achieved by the fact that the sealing plane of the grooves can be ground.
Поставленная задача достигается также тем, что части вставки могут скреплять между собой при помощи крепежных элементов.The task is also achieved by the fact that the parts of the insert can be fastened together using fasteners.
Поставленная задача достигается также тем, что части вставки могут выполнять в виде центральной втулки и закрепленных на ней кольцевых элементов, плоскости которых образуют поверхности кольцевой канавки уплотнителя.The task is also achieved by the fact that the parts of the insert can be performed in the form of a central sleeve and annular elements fixed on it, whose planes form the surfaces of the annular grooves of the sealant.
Поставленная задача достигается также тем, что одну из частей вставки могут выполнять в виде втулки с кольцевой полкой, образующей одну из плоскостей канавки для уплотнителя, а вторую часть - в виде кольцевого элемента, образующего другую плоскость канавки, при этом кольцевой элемент после закладки неразрезного кольца устанавливают на втулку первой части до упора с образованием кольцевой канавки, после чего скрепляют кольцевой элемент с втулкой.The task is also achieved by the fact that one of the parts of the insert can be made in the form of a sleeve with an annular shelf forming one of the planes of the groove for the seal, and the second part is in the form of an annular element forming the other plane of the groove, while the ring element after laying the continuous ring installed on the sleeve of the first part until it stops with the formation of an annular groove, and then fasten the annular element with the sleeve.
Поставленная задача достигается также тем, что в качестве упора могут использовать неразрезное кольцо вместе с распорным технологическим кольцом.The task is also achieved by the fact that as an emphasis can use a continuous ring together with a spacer technological ring.
Поставленная задача достигается также тем, что, по меньшей мере, один кольцевой элемент вставки могут скреплять с втулкой при помощи резьбового соединения.The task is also achieved by the fact that at least one annular element of the insert can be fastened to the sleeve using a threaded connection.
Поставленная задача достигается также тем, что части вставки могут скреплять с втулкой путем завальцовки.The task is also achieved by the fact that the parts of the insert can be fastened to the sleeve by rolling.
Поставленная задача достигается также тем, что скрепляемые части вставки могут выполнять из разных материалов.The task is also achieved by the fact that the fastened parts of the insert can be made of different materials.
Поставленная задача достигается также тем, что неразрезное кольцо могут выполнять с Г-образным поперечным сечением в виде кольцевой пластины и соединенной с ней кольцевой опорой, контактирующей с уплотняемой плоскостью кольцевой канавки после установки между последней и кольцевой пластиной уплотнителя.The task is also achieved by the fact that the continuous ring can be made with a L-shaped cross section in the form of an annular plate and an annular support connected to it, in contact with the sealing plane of the annular groove after installing a seal between the last and annular plate.
Изобретение поясняется при помощи чертежей.The invention is illustrated using the drawings.
На фиг.1 представлен поршень в сборе со вставкой, уплотнителем и неразрезным кольцевым элементом.Figure 1 shows the piston assembly with an insert, seal and continuous ring element.
На фиг.2 - вставка поршня перед скреплением ее частей.Figure 2 - insertion of the piston before fastening its parts.
На фиг.3 - вариант выполнения вставки в виде кольцевой втулки с кольцевыми элементами.Figure 3 is an embodiment of an insert in the form of an annular sleeve with ring elements.
На фиг.4 - то же, вариант выполнения вставки в виде кольцевой втулки с кольцевой полкой и кольцевым элементом.Figure 4 is the same, an embodiment of the insert in the form of an annular sleeve with an annular shelf and an annular element.
На фиг.5 - то же, вариант скрепления частей вставки завальцовкой.Figure 5 is the same, the option of fastening the parts of the insert by rolling.
На фиг.6 - вставка с распорным технологическим кольцом перед соединением ее с поршнем.Figure 6 - insert with a spacer technological ring before connecting it to the piston.
Описываемый способ реализуется следующим образом. Предварительно изготавливают часть 1 с уплотняемой плоскостью 2 канавки 3 и часть 4 вставки 5. Перед скреплением частей 1 и 4 в кольцевую канавку 3 между ними закладывают неразрезное кольцо 6, после чего соединяют вставку 5 с поршнем 7, например, путем литья материала поршня 7 в форму (не показана) с установленной в ней вставкой 5. В канавку 3 перед соединением вставки 5 с поршнем 7 могут дополнительно устанавливать разрезное распорное технологическое кольцо 8 (см. фиг.6) для сохранения размера высоты канавки 3 при возможном механическом воздействии на части 1 и 4 вставки 5 в процессе соединения. После соединения вставки 5 и поршня 7 кольцо 8 извлекают из канавки 3.The described method is implemented as follows.
Перед установкой поршня 7 в цилиндр 9 между уплотняемой плоскостью 2 и неразрезным кольцом 6 закладывают разрезной уплотнитель 10. Неразрезное кольцо может быть выполнено в виде кольцевой пластины 11 и соединенной с ней опоры 12, которая после установки уплотнителя 10 в канавку 3 контактирует с ее плоскостью 2.Before installing the piston 7 in the cylinder 9, a
Установка неразрезного кольца 6 препятствует прохождению продуктов сгорания в кольцевую полость 13 в канавке 3 за уплотнителем 10.The installation of a
Во-первых, кольцо 6 перекрывает значительную часть щели между торцами разрезного уплотнителя 10, так как его наружный диаметр выполняется из условия сохранения минимального теплового зазора со стенкой цилиндра 9.Firstly, the
Во-вторых, полость 13 герметизируется опорой 12, контактирующей с плоскостью 2, не позволяя продуктам сгорания выдавливать уплотнитель 10 из канавки 2. В результате прохода газов в полость 13 в известных машинах создает чрезмерное давление со стороны уплотнителя 10 на стенку цилиндра 9, фактически зажимая поршень 7 в самом начале его рабочего хода.Secondly, the cavity 13 is sealed by a support 12 in contact with the
В-третьих, кольцевая пластина 11 неразрезного кольца 6 под действием давления продуктов сгорания упруго деформируется и прижимает уплотнитель 10 к уплотняемой плоскости 2 канавки 3, в два раза увеличивая (за счет дополнительной поверхности трения между кольцом 6 и уплотнителем 10), по сравнению с известными машинами, радиальную силу трения, которая препятствует перемещению уплотнителя 10 к стенке цилиндра 9.Thirdly, the
Таким образом, использование неразрезного кольца 6 в системе уплотнения поршневой машины позволяет значительно снизить механические потери в цилиндропоршневой паре. При этом установка неразрезного кольца 6 в канавку 3 может быть осуществима либо за счет выполнения поршня разъемным в районе кольцевой канавки 3, либо путем реализация описываемого способа, что является предпочтительным, так как выполнение поршня разъемным влечет за собой усложнение его конструкции, ухудшение надежности работы, а главное - приводит к значительному увеличению его массы, что является одним из основных параметров поршня, влияющим на показатели всей машины.Thus, the use of
Варианты выполнения вставки 5 показаны на чертежах. Она может быть выполнена в виде частей 1 и 4, скрепленных, например, заклепками 14.Embodiments of insert 5 are shown in the drawings. It can be made in the form of
Одну из частей могут выполнять в виде втулки 15 с кольцевой полкой 16, образующей одну из плоскостей канавки 3, а вторую часть - в виде кольцевого элемента 17, образующего, например, уплотняемую плоскость 2. После закладки неразрезного кольца 6 кольцевой элемент 17 наворачивают по резьбе на втулку 15 до упора 18 (см. фиг.4). Перед установкой кольцевого элемента 17 в канавку 3 может быть дополнительно установлено технологическое кольцо 8 для сохранения формы канавки 3 при силовом скреплении частей вставки.One of the parts can be made in the form of a
Втулка 15 может быть выполнена отдельно от кольцевых частей 16 и 17 вставки 5, которые могут крепиться с втулкой 15 при помощи резьбового соединения (см. фиг.3).The
Соединение частей вставки 5 может быть выполнено и путем завальцовки части втулки 15 на кольцевом элементе 17 (см. фиг.5).The connection of the parts of the insert 5 can be performed by rolling part of the
Сборка вставки 5 из отдельных частей позволяет произвести дополнительную чистовую обработку уплотняемой поверхности 2, например, путем ее шлифования или полирования, возможна даже с притиркой уплотнителя 10 к поверхности 2, как, например, это делается при производстве плунжерных пар. Возможна также и обработка плоскости 2 с целью создания на ее поверхности необходимой структуры для удержания смазки. Если учесть, что ресурс уплотнителя 10 при использовании его в описываемом поршне 6 значительно повысится, то в этом случае увеличение стоимости за счет дополнительной операции притирки скомпенсируется при эксплуатации.The assembly of the insert 5 from separate parts allows additional finishing of the
Введение дополнительной операции обработки плоскости 2 приведет к заметному улучшению уплотнения цилиндра 9 и лучшей теплопередаче от уплотнителя 10 к вставке 5.The introduction of an additional processing operation of the
Кроме того, при реализации описываемого способа возможно изготовление разных частей вставки 5 из различных материалов, так как требования к различным участкам, образующим канавку 3, различны.In addition, when implementing the described method, it is possible to manufacture different parts of the insert 5 from different materials, since the requirements for the different sections forming the groove 3 are different.
Таким образом, описываемый способ при помощи простых технологических операций и средств позволяет обеспечить установку в кольцевую канавку поршня неразрезное кольцо, которое, в свою очередь, решает серьезные проблемы поршневых машин, связанные со значительными механическими потерями в цилиндропоршневой паре. Применение описываемого способа при изготовлении двигателя внутреннего сгорания, в совокупности с другими конструктивными решениями, позволит повысить его механический КПД до уровня, сопоставимого с механическим КПД газотурбинного двигателя.Thus, the described method with the help of simple technological operations and means allows for the installation of a continuous ring in the annular groove of the piston, which, in turn, solves the serious problems of piston machines associated with significant mechanical losses in the piston-cylinder pair. Application of the described method in the manufacture of an internal combustion engine, in combination with other structural solutions, will increase its mechanical efficiency to a level comparable to the mechanical efficiency of a gas turbine engine.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002123231/06A RU2252330C2 (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Piston manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002123231/06A RU2252330C2 (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Piston manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002123231A RU2002123231A (en) | 2004-03-10 |
RU2252330C2 true RU2252330C2 (en) | 2005-05-20 |
Family
ID=35820864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002123231/06A RU2252330C2 (en) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | Piston manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2252330C2 (en) |
-
2002
- 2002-08-29 RU RU2002123231/06A patent/RU2252330C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002123231A (en) | 2004-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4375782A (en) | Composite piston for internal combustion engines | |
US3465651A (en) | Composite pistons | |
US4751871A (en) | Multisectional piston with plural ceramic parts and rigidly connected piston rod for use in horizontally opposed piston internal combustion engine | |
US4524498A (en) | Method and apparatus for modifying the combustion chamber of an engine to accept ceramic liners | |
KR102523316B1 (en) | Pistons and Cylinders of Internal Combustion Engines | |
US4794848A (en) | Anti-seizing design for circumferentially continuous piston ring | |
US8978620B2 (en) | Seatless wet cylinder liner for internal combustion engine | |
RU2252330C2 (en) | Piston manufacturing method | |
US4640236A (en) | Liquid-cooled cylinder assembly in internal-combustion engine | |
CN1012383B (en) | Internal-combustion piston engine with wet cylinder-bushes | |
JPH10213005A (en) | Cylinder structure of internal combustion engine | |
EP0811760B1 (en) | Method of producing a piston through casting | |
KR102245518B1 (en) | Cylinder of an internal combustion engine | |
KR20050046003A (en) | Combination of cylinder linings consisting of a light-metal alloy | |
US4306730A (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
KR20180078251A (en) | Optimized hub support | |
RU2252331C2 (en) | Cylindrical-piston group sealing device | |
JPH04504463A (en) | Piston ring device for piston reciprocating machines, mainly internal combustion engines | |
JPS5853186B2 (en) | internal combustion engine piston | |
EP2216534A1 (en) | Method of lining a cylinder and a cylinder liner therefor | |
RU2581749C1 (en) | Packing assembly of piston internal combustion engine | |
WO2023189457A1 (en) | Cylinder liner and reciprocating engine comprising cylinder liner | |
RU2307256C2 (en) | Piston ring for internal combustion engine | |
RU184035U1 (en) | PISTON OF THE DIESEL ENGINE OF INTERNAL COMBUSTION | |
US3007755A (en) | Piston |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050830 |