RU2301364C2 - Oil control device of cylinder-piston group - Google Patents

Oil control device of cylinder-piston group Download PDF

Info

Publication number
RU2301364C2
RU2301364C2 RU2004125077/06A RU2004125077A RU2301364C2 RU 2301364 C2 RU2301364 C2 RU 2301364C2 RU 2004125077/06 A RU2004125077/06 A RU 2004125077/06A RU 2004125077 A RU2004125077 A RU 2004125077A RU 2301364 C2 RU2301364 C2 RU 2301364C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ring
cylinder
scraper
piston
oil
Prior art date
Application number
RU2004125077/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004125077A (en
Inventor
Валерий Николаевич Горшков (RU)
Валерий Николаевич Горшков
Геннадий Дмитриевич Межецкий (RU)
Геннадий Дмитриевич Межецкий
Александр Владимирович Хохлов (RU)
Александр Владимирович Хохлов
Николай Яковлевич Калинников (RU)
Николай Яковлевич Калинников
Владелен Васильевич Михайлов (RU)
Владелен Васильевич Михайлов
Алексей Александрович Слепов (RU)
Алексей Александрович Слепов
Владимир Яковлевич Шватченко (RU)
Владимир Яковлевич Шватченко
Original Assignee
ФГОУ ВПО "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ФГОУ ВПО "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова" filed Critical ФГОУ ВПО "Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова"
Priority to RU2004125077/06A priority Critical patent/RU2301364C2/en
Publication of RU2004125077A publication Critical patent/RU2004125077A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2301364C2 publication Critical patent/RU2301364C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; engines.
SUBSTANCE: invention relates to oil control rings installed on pistons of internal combustion engines and compressors. Proposed oil control device of cylinder-piston group has box-section steel ring in piston groove with upper and lower scrapers whose working surfaces are made conical with vertices of cones pointed upwards and expander placed in between and made in form of split ring member with side working surface provided with barrel-shape projections in contact with cylinder surface. height of projections is not less than clearance between cylinder and piston. Lower scraper of ring is made tilted on form of cone with vertex pointed upwards. Periodical round or oval holes are made over circumference of mating of lower tilted scraper and vertical wall of ring. Longitudinal axes of oval holes should be located over circumference of axis of mating.
EFFECT: reduced oil burning losses owing to provision of effective removal of excess oil from surface of cylinder.
4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в качестве маслосъемных колец, устанавливаемых на поршнях двигателей внутреннего сгорания и компрессоров.The present invention relates to the field of engineering and may find application as oil scraper rings mounted on the pistons of internal combustion engines and compressors.

Известны маслосъемные поршневые кольца для двигателей внутреннего сгорания, изготовленные из стальной ленты волнистого профиля. Волнистый профиль задает некоторый угол торцовым поверхностям кольца к верхней и нижней поверхностям канавки поршня и соответственно к поверхности цилиндра двигателя. При этом торцовые наклонные поверхности кольца являются его скребками. В задней вертикальной стенке кольца, по ее окружности, симметрично торцовым поверхностям кольца периодически выполнены отверстия для прохода масла в заколечное пространство поршневой канавки (патент США №2631908. Энглиш К. Поршневые кольца, т.1. Машгиз. 1962, с.512, фиг.430, 431).Known oil scraper piston rings for internal combustion engines made of steel tape wavy profile. The wavy profile sets a certain angle to the end surfaces of the ring to the upper and lower surfaces of the piston groove and, accordingly, to the surface of the engine cylinder. In this case, the end inclined surfaces of the ring are its scrapers. In the rear vertical wall of the ring, around its circumference, symmetrically to the end surfaces of the ring, holes are periodically made for oil to pass into the annular space of the piston groove (US patent No. 2631908. English K. Piston rings, v. 1. Mashgiz. 1962, p. 512, fig. .430, 431).

Такое маслосъемное кольцо, находясь в канавке поршня в рабочем положении, обладает упругими силами не только в радиальном направлении, но и в осевом, так как размер кольца по высоте таков, что его наклонные торцовые поверхности с определенным усилием упираются в верхнюю и нижнюю торцовые поверхности канавки поршня вблизи наружных краев. Радиальная составляющая от упругой осевой силы будет дополнительной силой к первоначально заданному радиальному давлению кольца. Суммарная радиальная сила увеличивает давления прижатия скребков к поверхности цилиндра, что улучшает маслосбрасывающие функции кольца.Such an oil scraper ring, while in the piston groove in the working position, possesses elastic forces not only in the radial direction, but also in the axial direction, since the height of the ring is such that its inclined end surfaces abut against the upper and lower end surfaces of the groove with a certain force piston near the outer edges. The radial component of the elastic axial force will be an additional force to the initially specified radial pressure of the ring. The total radial force increases the pressure of the squeegees against the surface of the cylinder, which improves the oil-saving function of the ring.

Основным недостатком работы аналога является постоянное заданное давление скребков кольца на поверхность цилиндра как при движении поршня к нижней мертвой точке, так и при движении его к верхней мертвой точке, хотя известно, что сброс масла кольцом с поверхности цилиндра происходит только при движении поршня к нижней мертвой точке.The main disadvantage of the analogue’s work is the constant predetermined pressure of the ring scrapers on the cylinder surface both when the piston moves to the bottom dead center and when it moves to the top dead center, although it is known that oil is discharged by the ring from the cylinder surface only when the piston moves to the bottom dead center point.

При одинаковом заданном давлении кольца на поверхность цилиндра двигателя наблюдается повышенный расход масла на угар, так как при движении поршня к верхней мертвой точке имеет место транспортирование кольцом части масла с поверхности цилиндра в зону высоких температур и в камеру сгорания двигателя. Отсюда следует, что при движении поршня к верхней мертвой точке надо уменьшать радиальное давление маслосъемного кольца до минимума, а при движении поршня к нижней мертвой точке увеличивать до необходимого.At the same preset pressure of the ring on the surface of the engine cylinder, an increased oil consumption is observed for waste, since when the piston moves to the top dead center, the ring transfers part of the oil from the cylinder surface to the high temperature zone and to the engine combustion chamber. It follows that when the piston moves to the top dead center, it is necessary to reduce the radial pressure of the oil scraper ring to a minimum, and when the piston moves to the bottom dead center, increase to the necessary.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству (прототип) является маслосъемное кольцо, состоящее из стального разрезного кольца коробчатого сечения с верхним и нижним скребками, размещенное в канавке поршня, и экспандера, расположенного между скребками кольца (а.с. №1390458, МКИ F16j). Верхний скребок кольца расположен перпендикулярно к задней окружной вертикальной стенке кольца и, соответственно, к поверхности цилиндра двигателя. Нижний скребок кольца расположен под некоторым углом к окружной вертикальной стенке кольца и, соответственно, к поверхности цилиндра и представляет собой конус с вершиной, направленной вверх. Рабочие поверхности скребков выполнены коническими с вершинами конусов, направленными вверх. Экспандер выполнен в виде разрезного кольцевого элемента с боковой рабочей поверхностью, имеющей выступы бочкообразной формы, контактирующие с поверхностью цилиндра, причем высота выступов должна быть не менее зазора между цилиндром и поршнем.The closest technical solution to the proposed device (prototype) is an oil scraper ring, consisting of a steel split box-shaped ring with upper and lower scrapers, located in the piston groove, and an expander located between the ring scrapers (AS No. 1390458, MKI F16j) . The upper scraper of the ring is perpendicular to the rear circumferential vertical wall of the ring and, accordingly, to the surface of the cylinder of the engine. The lower scraper of the ring is located at a certain angle to the circumferential vertical wall of the ring and, accordingly, to the surface of the cylinder and is a cone with the apex pointing up. The working surfaces of the scrapers are made conical with the tops of the cones pointing up. The expander is made in the form of a split ring element with a lateral working surface having barrel-shaped protrusions in contact with the surface of the cylinder, and the height of the protrusions should be at least the gap between the cylinder and the piston.

Назначение кольца коробчатого сечения сбрасывать масло с поверхности цилиндра при помощи верхнего и нижнего скребков при движении поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Назначение экспандера - воздействовать своей массой на нижний наклонный скребок для уменьшения угла его наклона к поверхности цилиндра с целью увеличения давления на поверхность цилиндра и улучшения процесса сбрасывания масла.The purpose of the box-section ring is to dump oil from the surface of the cylinder using the upper and lower scrapers when the piston moves from top dead center to bottom dead center. The purpose of the expander is to act on its mass on the lower inclined scraper to reduce its angle of inclination to the surface of the cylinder in order to increase pressure on the surface of the cylinder and improve the oil discharge process.

Работа такого маслосъемного устройства осуществляется следующим образом. При движении поршня к нижней мертвой точке, когда последний находится в первой половине хода (примерно первые 80 градусов поворота кривошипа), сила инерции экспандера направлена к верхней мертвой точке. Экспандер вместе с кольцом прижимается к верхнему торцу поршневой канавки. Нижний маслосъемный скребок не испытывает воздействия со стороны экспандера и угол наклона скребка к поверхности цилиндра не изменяется - остается заданным. В результате радиальное давление наклонного скребка на поверхность цилиндра не самое высокое и сброс масла осуществляется пока обычным порядком. Во второй половине хода поршня силы инерции экспандера меняют направление на противоположное и уже начинают воздействовать на нижний наклонный скребок, нажимая на последний. Нижний скребок, изгибаясь в районе сопряжения с вертикальной окружной стенкой кольца, поворачивается как относительно вертикальной стенки кольца, так и относительно поверхности цилиндра. При этом угол наклона нижнего скребка уменьшается и он стремиться занять горизонтальное положение, параллельное верхнему скребку. Поскольку нижний скребок из-за своего наклонного положения имеет несколько большую длину по сравнению с верхним горизонтальным скребком, то при уменьшении угла наклона скребка и стремлении занять горизонтальное положение, его радиальное давление на зеркало цилиндра увеличивается. Тем самым улучшается процесс сбрасывания масла с поверхности цилиндра.The operation of such a scraper device is as follows. When the piston moves to the bottom dead center, when the latter is in the first half of the stroke (approximately the first 80 degrees of crank rotation), the inertia of the expander is directed to the top dead center. The expander along with the ring is pressed against the upper end of the piston groove. The lower oil scraper does not experience impact from the expander and the angle of inclination of the scraper to the cylinder surface does not change - it remains set. As a result, the radial pressure of the inclined scraper on the surface of the cylinder is not the highest and the oil is still dumped in the usual manner. In the second half of the piston stroke, the inertia forces of the expander change direction in the opposite direction and are already beginning to act on the lower inclined scraper by pressing the last one. The lower scraper, bending around the interface with the vertical circumferential wall of the ring, rotates both relative to the vertical wall of the ring and relative to the surface of the cylinder. In this case, the angle of inclination of the lower scraper decreases and it tends to occupy a horizontal position parallel to the upper scraper. Since the lower scraper, due to its inclined position, has a slightly longer length compared to the upper horizontal scraper, with a decrease in the angle of inclination of the scraper and the desire to take a horizontal position, its radial pressure on the cylinder mirror increases. This improves the process of dropping oil from the surface of the cylinder.

Недостатком такой конструкции является то, что улучшение маслосбрасывающих функций наблюдается только в нижней части цилиндра, в районе нижней мертвой точки, в то время как в средней части цилиндра, там, где высокая температура и вероятность угарания масла выше, маслосбрасывающие функции кольца не улучшаются. Это связано с тем, что кольцо, изготовленное из стальной ленты коробчатого профиля с нижним наклонным скребком к поверхности цилиндра, обладает относительно малой упругостью в осевом направлении, в котором действует сила инерции экспандера. Причиной малой упругости кольца в осевом направлении является большая жесткость в месте сопряжения наклонного скребка с окружной вертикальной стенкой кольца. Именно в этом месте происходит деформация изгиба наклонного скребка под воздействием изменяющихся сил инерции экспандера. Жесткость кольца в этом месте создает сопротивление силам инерции экспандера и от нее зависит величина изменения угла поворота нижнего наклонного скребка. Но жесткость кольца постоянна, а сила инерции экспандера по ходу перемещения поршня изменяется по косинусоиде от нуля (80 градусов поворота кривошипа) до максимальной (180 градусов поворота кривошипа - нижняя мертвая точка) (В.Н.Болтинский. Теория, конструкция и расчет тракторных и автомобильных двигателей. М.: Издательство сельскохозяйственной литературы. 1962, с.119). По этой причине силы инерции экспандера в начальный период их возникновения (примерно от 80 градусов поворота кривошипа до 110 градусов) не могут преодолеть жесткость кольца в сопряжении наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца и положение наклонного скребка не будет меняться. Рабочий диапазон сбрасывания масла наклонным скребком кольца с поверхности цилиндра по ходу движения поршня получится довольно коротким и будет находиться вблизи нижней мертвой точки. На поверхности цилиндра будут оставаться излишки масла, которые в дальнейшем могут попасть в камеру сгорания двигателя при движении поршня к верхней мертвой точке. Расход масла на угар будет увеличиваться.The disadvantage of this design is that the improvement of oil-saving functions is observed only in the lower part of the cylinder, in the region of the bottom dead center, while in the middle part of the cylinder, where the high temperature and probability of oil burning are higher, the oil-saving functions of the ring do not improve. This is due to the fact that a ring made of a steel band of a box-shaped profile with a lower inclined scraper to the surface of the cylinder has relatively low elasticity in the axial direction in which the inertia of the expander acts. The reason for the small elasticity of the ring in the axial direction is the high rigidity in the place of conjugation of the inclined scraper with the circumferential vertical wall of the ring. It is in this place that the bending of the inclined scraper deforms under the influence of the changing inertia forces of the expander. The stiffness of the ring in this place creates resistance to the inertia forces of the expander and the magnitude of the change in the angle of rotation of the lower inclined scraper depends on it. But the stiffness of the ring is constant, and the inertia of the expander along the piston moves changes in a cosine form from zero (80 degrees of crank rotation) to maximum (180 degrees of crank rotation - bottom dead center) (V.N.Boltinsky. Theory, design and calculation of tractor and automobile engines. M.: Publishing house of agricultural literature. 1962, p.119). For this reason, the inertia forces of the expander in the initial period of their occurrence (from about 80 degrees of crank rotation to 110 degrees) cannot overcome the stiffness of the ring in conjugation of the inclined scraper with the vertical wall of the ring and the position of the inclined scraper will not change. The working range for dropping oil with an inclined ring scraper from the cylinder surface along the piston will be quite short and will be near bottom dead center. Excess oil will remain on the surface of the cylinder, which can subsequently enter the combustion chamber of the engine when the piston moves to top dead center. Oil consumption for waste will increase.

Технической задачей изобретения является увеличение упругих свойств маслосъемного кольца в осевом направлении и тем самым повышение эффективности съема масла с поверхности цилиндра двигателя и уменьшение расхода масла на угар.An object of the invention is to increase the elastic properties of the oil scraper ring in the axial direction and thereby increase the efficiency of oil removal from the surface of the engine cylinder and reduce oil consumption for waste.

Задача достигается в маслосъемном устройстве цилиндро-поршневой группы, содержащем в канавке поршня стальное кольцо коробчатого сечения с верхним и нижним скребками, рабочие поверхности которых выполнены коническими с вершинами конусов, направленными вверх, между которыми расположен экспандер, выполненный в виде разрезного кольцевого элемента с боковой рабочей поверхностью, имеющей выступы бочкообразной формы, контактирующей с поверхностью цилиндра, причем высота выступов выполнена не менее зазора между цилиндром и поршнем, а нижний скребок кольца выполнен наклонным в виде конуса с вершиной, направленной вверх, где согласно изобретению по окружности сопряжения нижнего наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца выполнены периодически расположенные круглые отверстия, которые могут быть и овальными, причем продольные оси овальных отверстий должны располагаться по окружности оси сопряжения.The task is achieved in the oil scraper device of the cylinder-piston group, containing in the piston groove a box-shaped steel ring with upper and lower scrapers, the working surfaces of which are conical with the tops of the cones pointing upward, between which there is an expander made in the form of a split ring element with a lateral working element a surface having barrel-shaped protrusions in contact with the surface of the cylinder, and the height of the protrusions is made not less than the gap between the cylinder and the piston, and the lower the th ring scraper is made inclined in the form of a cone with the vertex pointing upwards, where according to the invention, periodically arranged circular holes are made along the circumference of the conjugation of the lower inclined scraper with the vertical wall of the ring, and the longitudinal axes of the oval holes should be located around the circumference of the conjugation axis .

Посредством предлагаемого маслосъемного устройства цилиндро-поршневой группы, а именно путем выполнения периодически расположенных отверстий в сопряжении наклонного скребка с окружной вертикальной стенкой кольца, можно уменьшить жесткость кольца и, тем самым, повысить упругие свойства кольца в осевом направлении. В результате, во второй половине хода поршня от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке наклонный скребок будет по ходу поршня раньше реагировать даже на малые величины возрастающих сил инерции экспандера. Угол наклона скребка к поверхности цилиндра начнет уменьшаться раньше по ходу движения поршня, а следовательно, и давление его на поверхность цилиндра будет возрастать также раньше. Рабочий диапазон съема масла по ходу движения поршня будет увеличиваться. Увеличится эффективность съема масла, уменьшится расход масла на угар (теоретическое обоснование деформации наклонного скребка маслосъемного кольца приведено в приложении).By means of the proposed oil scraper device of the cylinder-piston group, namely, by making periodically arranged holes in the conjugation of the inclined scraper with the circumferential vertical wall of the ring, it is possible to reduce the stiffness of the ring and, thereby, increase the elastic properties of the ring in the axial direction. As a result, in the second half of the piston stroke from the top dead center to the bottom dead center, the inclined scraper will earlier react even to small values of increasing expander inertia forces along the piston. The angle of inclination of the scraper to the surface of the cylinder will begin to decrease earlier in the direction of movement of the piston, and therefore its pressure on the surface of the cylinder will also increase earlier. The working range of oil removal along the piston will increase. The efficiency of oil removal will increase, oil consumption for waste will decrease (the theoretical justification for the deformation of the inclined scraper of the oil scraper is given in the appendix).

Наличие изобретения в предлагаемом маслосъемном устройстве цилиндро-поршневой группы доказывается периодически расположенными по окружности сопряжения наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца отверстиями.The presence of the invention in the proposed oil scraper device of the cylinder-piston group is proved by periodically arranged holes around the circumference of the conjugation of the inclined scraper with the vertical wall of the ring.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что периодически расположенные по окружности вертикальной стенки кольца отверстия выполнены в сопряжении наклонного скребка и вертикальной стенки кольца, т.е. в том месте, где происходит изгиб наклонного скребка под действием экспандера.The originality of the proposed technical solution lies in the fact that the holes periodically located around the circumference of the vertical wall of the ring of the ring are made in conjunction with an inclined scraper and a vertical wall of the ring, i.e. in the place where the inclined scraper bends under the action of the expander.

Использование изобретения позволит улучшить маслосбрасывающие функции предлагаемой конструкции за счет увеличения рабочего диапазона съема масла с поверхности цилиндра по ходу движения поршня от верхней мертвой точки до нижней по причине уменьшения жесткости кольца в сопряжении наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца. Наклонный скребок становится более гибким в том месте, где выполнены отверстия, и поэтому будет раньше реагировать на возрастающую силу инерции экспандера. Увеличится эффективность съема масла, уменьшится расход масла на угар.Using the invention will improve the oil-saving functions of the proposed design by increasing the operating range of oil removal from the cylinder surface along the piston from top dead center to bottom due to the decrease in ring stiffness in conjunction of an inclined scraper with a vertical ring wall. The inclined scraper becomes more flexible in the place where the holes are made, and therefore will respond earlier to the increasing inertia of the expander. The efficiency of oil removal will increase, oil consumption for waste will decrease.

Маслосъемное устройство цилиндро-поршневой группы поясняется чертежами.The oil scraper device of the cylinder-piston group is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображено маслосъемное устройство цилиндро-поршневой группы вблизи верхней мертвой точки при движении поршня к нижней мертвой точке.Figure 1 shows the oil scraper device of the cylinder-piston group near the top dead center when the piston moves to the bottom dead center.

На фиг.2 изображено маслосъемное устройство цилиндро-поршневой группы во второй половине хода поршня при движении поршня к нижней мертвой точке.Figure 2 shows the oil scraper device of the cylinder-piston group in the second half of the piston stroke when the piston moves to bottom dead center.

На фиг.3 изображено маслосъемное кольцо с круглыми отверстиями в сопряжении наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца (экспандер условно не показан).Figure 3 shows the oil scraper ring with round holes in the conjugation of an inclined scraper with a vertical wall of the ring (the expander is not conventionally shown).

На фиг.4 изображено маслосъемное кольцо с овальными отверстиями в сопряжении наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца (экспандер условно не показан).Figure 4 shows the oil scraper ring with oval holes in the conjugation of an inclined scraper with a vertical wall of the ring (the expander is conventionally not shown).

Предлагаемое маслосъемное устройство цилиндро-поршневой группы состоит из маслосъемного кольца 1 коробчатого сечения с верхним 2 и нижним 3 скребками и экспандера 4, выполненного в виде разрезного кольцевого элемента, расположенного между скребками 2 и 3 (фиг.1). Кольцо 1 с экспандером 4 размещено в канавке 5 поршня 6. Нижний скребок 3 наклонен под углом φ к поверхности цилиндра 7 и выполнен в виде конуса с вершиной, направленной к верхней мертвой точке. Скребки 2 и 3 имеют рабочие кромки 8 и 9, которые выполнены коническими с вершинами конусов, направленными к верхней мертвой точке. Экспандер 4 имеет боковую рабочую поверхность 10 с выступами бочкообразной формы 11, которые контактируют с поверхностью цилиндра 7. Высота выступов 11 выполнена не менее зазора между поршнем 6 и поверхностью цилиндра 7. В сопряжении 12 нижнего наклонного скребка 3 с вертикальной стенкой 13 кольца 1 по всей его окружности периодически выполнены сквозные отверстия 14 (фиг.1, 2). Отверстия могут быть круглыми 15 (фиг.3) или овальными 16 (фиг.4). Продольные оси овальных отверстий 16 совпадают с окружной осью сопряжения 12 нижнего наклонного скребка 3 с вертикальной стенкой 13 кольца 1.The proposed oil scraper device of the cylinder-piston group consists of a scraper ring 1 of a box section with upper 2 and lower 3 scrapers and an expander 4 made in the form of a split ring element located between the scrapers 2 and 3 (Fig. 1). The ring 1 with the expander 4 is placed in the groove 5 of the piston 6. The lower scraper 3 is inclined at an angle φ to the surface of the cylinder 7 and is made in the form of a cone with the apex directed to the top dead center. Scrapers 2 and 3 have working edges 8 and 9, which are made conical with the tops of the cones directed towards top dead center. The expander 4 has a lateral working surface 10 with projections of a barrel-shaped form 11, which are in contact with the surface of the cylinder 7. The height of the protrusions 11 is made not less than the gap between the piston 6 and the surface of the cylinder 7. In conjunction 12 of the lower inclined scraper 3 with the vertical wall 13 of the ring 1 throughout its circles are periodically made through holes 14 (figure 1, 2). The holes can be round 15 (figure 3) or oval 16 (figure 4). The longitudinal axis of the oval holes 16 coincide with the circumferential axis of the interface 12 of the lower inclined scraper 3 with the vertical wall 13 of the ring 1.

Назначение маслосъемного кольца 1 коробчатого сечения сбрасывать излишки масла скребками 2 и 3 с поверхности цилиндра 7.The purpose of the oil scraper ring 1 of the box section is to dump excess oil with scrapers 2 and 3 from the surface of the cylinder 7.

Назначение экспандера 4 - воздействовать своей силой инерции на нижний наклонный скребок 3 с целью изменения его положения относительно поверхности цилиндра 7 и активизации сброса масла при движении поршня 6 к нижней мертвой точке во второй половине его хода.The purpose of the expander 4 is to use its inertia force on the lower inclined scraper 3 in order to change its position relative to the surface of the cylinder 7 and to activate the oil discharge when the piston 6 moves to the bottom dead center in the second half of its stroke.

Назначение бочкообразных выступов 11 экспандера 4 - уменьшить площадь соприкосновения между экспандером и цилиндром с целью уменьшения сил трения между ними.The purpose of the barrel-shaped protrusions 11 of the expander 4 is to reduce the area of contact between the expander and the cylinder in order to reduce the friction forces between them.

Назначение сквозных отверстий 14, периодически выполненных в сопряжении 12 нижнего наклонного скребка 3 с вертикальной стенкой 13 кольца 1, - уменьшить жесткость кольца в сопряжении 12 и, тем самым, сделать нижний скребок 3 более подвижным относительно вертикальной стенки кольца 13 под воздействием силы инерции Рi экспандера 4. Кроме того, отверстия 14 могут служить для отвода масла в заколечное пространство канавки 5 и далее в картер двигателя через дренажные каналы поршня 6.The purpose of the through holes 14, periodically made in conjunction 12 of the lower inclined scraper 3 with the vertical wall 13 of the ring 1, is to reduce the stiffness of the ring in the pair 12 and, thereby, make the lower scraper 3 more mobile relative to the vertical wall of the ring 13 under the influence of inertia Р i expander 4. In addition, the holes 14 can serve to drain oil into the annular space of the groove 5 and further into the crankcase through the drainage channels of the piston 6.

Работа маслосъемного устройства цилиндро-поршневой группы осуществляется следующим образом. При движении поршня 6 к нижней мертвой точке, когда он находится в первой половине хода (примерно первые 80 градусов поворота кривошипа) сила инерции Рi экспандера 4 направлена к верхней мертвой точке, так как ускорение "а" экспандера 4 вместе с кольцом 1 и поршнем 6 направлено в сторону нижней мертвой точки (фиг.1). Экспандер 4 вместе с кольцом 1 прижимается к верхнему торцу поршневой канавки 5. Нижний наклонный скребок 3 не испытывает воздействия со стороны экспандера 4 и угол наклона скребка 3 к поверхности цилиндра 7 не изменяется и остается первоначально заданным и равным φ. В результате радиальное давление R наклонного скребка 3 на поверхность цилиндра 7 невысокое, требуемое для создания нужной толщины пленки масла в первой половине хода поршня (фиг.1).The operation of the oil scraper device of the cylinder-piston group is as follows. When the piston 6 moves to the bottom dead center, when it is in the first half of the stroke (approximately the first 80 degrees of crank rotation), the inertia force P i of the expander 4 is directed to the top dead center, since the acceleration "a" of the expander 4 together with the ring 1 and the piston 6 is directed towards the bottom dead center (figure 1). The expander 4 together with the ring 1 is pressed against the upper end of the piston groove 5. The lower inclined scraper 3 is not affected by the expander 4 and the angle of inclination of the scraper 3 to the surface of the cylinder 7 does not change and remains initially set and equal to φ. As a result, the radial pressure R of the inclined scraper 3 on the surface of the cylinder 7 is not high, which is required to create the desired oil film thickness in the first half of the piston stroke (Fig. 1).

Во второй половине хода поршня 6, начиная с 80 градусов поворота кривошипа, направление ускорения "а" поршня 6, кольца 1 и экспандера 4 меняется на противоположное. В результате сила инерции Рi экспандера 4 так же меняет свое направление на противоположное и начинает воздействовать уже на нижний наклонный скребок 3, нажимая на последний. Скребок 3 будет стремиться занять положение, параллельное верхнему скребку 2. Угол наклона φ скребка 3 к поверхности цилиндра 7 будет уменьшаться до φ1. В результате радиальное давление R наклонного скребка 3 на поверхность цилиндра 7 увеличится до R1 и маслосбрасывающее его действие повысится (фиг.2).In the second half of the stroke of the piston 6, starting from 80 degrees of rotation of the crank, the direction of acceleration "a" of the piston 6, ring 1 and expander 4 is reversed. As a result, the inertia force P i of the expander 4 also changes its direction to the opposite and begins to act already on the lower inclined scraper 3, clicking on the latter. The scraper 3 will tend to occupy a position parallel to the upper scraper 2. The angle of inclination φ of the scraper 3 to the surface of the cylinder 7 will decrease to φ 1 . As a result, the radial pressure R of the inclined scraper 3 on the surface of the cylinder 7 will increase to R 1 and its oil-saving effect will increase (figure 2).

Так как в сопряжении 12 нижнего наклонного скребка 3 с вертикальной стенкой 13 кольца 1 (в месте изгиба наклонного скребка 3) выполнены отверстия 14, уменьшающие жесткость кольца 1 в этом месте, то процесс деформации наклонного скребка 3 будет начинаться при меньших значениях силы инерции Pi. Сброс масла наклонным скребком 3 кольца 1 будет происходить раньше по ходу поршня 6, что позволит увеличить диапазон сброса масла с поверхности цилиндра 7.Since in conjunction 12 of the lower inclined scraper 3 with the vertical wall 13 of the ring 1 (at the bend of the inclined scraper 3) holes 14 are made that reduce the stiffness of the ring 1 in this place, the deformation of the inclined scraper 3 will begin at lower values of the inertia force P i . Oil discharge with an inclined scraper 3 of the ring 1 will occur earlier along the piston 6, which will increase the range of oil discharge from the surface of the cylinder 7.

Предлагаемая конструкция маслосъемного устройства цилиндро-поршневой группы позволит улучшить его маслосъемные функции, снизить попадание масла в камеру сгорания, уменьшить нагарообразование и, тем самым, увеличить срок службы двигателя в целом.The proposed design of the oil scraper device of the cylinder-piston group will improve its oil scavenging functions, reduce the ingress of oil into the combustion chamber, reduce carbon formation, and thereby increase the life of the engine as a whole.

Claims (1)

Маслосъемное устройство цилиндропоршневой группы, содержащее в канавке поршня стальное кольцо коробчатого сечения с верхним и нижним скребками, рабочие поверхности которых выполнены коническими с вершинами конусов, направленными вверх, между которыми расположен экспандер, выполненный в виде разрезного кольцевого элемента с боковой рабочей поверхностью, имеющей выступы бочкообразной формы, контактирующие с поверхностью цилиндра, причем, высота выступов выполнена не менее зазора между цилиндром и поршнем, а нижний скребок кольца выполнен наклонным в виде конуса, с вершиной, направленной вверх, отличающееся тем, что по окружности сопряжения нижнего наклонного скребка с вертикальной стенкой кольца выполнены периодически расположенные круглые отверстия, которые могут быть и овальными, причем, продольные оси овальных отверстий должны располагаться по окружности оси сопряжения.An oil scraper device for a piston and piston group containing a box-shaped steel ring with upper and lower scrapers in the piston groove, the working surfaces of which are conical with the tops of the cones pointing upward, between which an expander is arranged, made in the form of a split ring element with a lateral working surface having barrel-shaped protrusions forms in contact with the surface of the cylinder, moreover, the height of the protrusions is made not less than the gap between the cylinder and the piston, and the lower scraper of the ring flax inclined in the form of a cone, with a vertex pointing up, characterized in that periodically arranged circular holes are made around the mating circle of the lower inclined scraper with the vertical wall of the ring, which can be oval, moreover, the longitudinal axis of the oval holes should be located around the circumference of the mating axis .
RU2004125077/06A 2004-08-16 2004-08-16 Oil control device of cylinder-piston group RU2301364C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004125077/06A RU2301364C2 (en) 2004-08-16 2004-08-16 Oil control device of cylinder-piston group

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004125077/06A RU2301364C2 (en) 2004-08-16 2004-08-16 Oil control device of cylinder-piston group

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004125077A RU2004125077A (en) 2006-01-27
RU2301364C2 true RU2301364C2 (en) 2007-06-20

Family

ID=36047659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004125077/06A RU2301364C2 (en) 2004-08-16 2004-08-16 Oil control device of cylinder-piston group

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2301364C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD20100007A2 (en) * 2010-01-18 2011-06-30 Ион РАССОХИН Process for changing the standard sizes of parts of the internal combustion engine
RU2719250C2 (en) * 2015-07-17 2020-04-17 Федераль-Могуль Буршейд Гмбх Piston ring
RU2750742C1 (en) * 2020-07-09 2021-07-02 Марлен Мелитонович Абрамишвили Gas sealing of cylinder-and piston group of internal combustion engine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD20100007A2 (en) * 2010-01-18 2011-06-30 Ион РАССОХИН Process for changing the standard sizes of parts of the internal combustion engine
RU2719250C2 (en) * 2015-07-17 2020-04-17 Федераль-Могуль Буршейд Гмбх Piston ring
RU2750742C1 (en) * 2020-07-09 2021-07-02 Марлен Мелитонович Абрамишвили Gas sealing of cylinder-and piston group of internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004125077A (en) 2006-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2447307C1 (en) Ice piston scraper ring
JP6483601B2 (en) Oil ring
EP1377766A1 (en) Side rail and combined oil control ring incorporated with the side rails for reduction of oil consumption
CN106337756B (en) Machine with reduced cylinder friction
JPH05240348A (en) Piston ring assembly
RU2301364C2 (en) Oil control device of cylinder-piston group
JP6642256B2 (en) piston
US20170009885A1 (en) Piston ring configured to reduce friction
US6041749A (en) Wear resistant cylinder barrel surface for supporting a piston
EP0069175A1 (en) Piston for an internal combustion engine
CN1594921A (en) Piston structure for reducing friction losses
RU2419736C2 (en) Piston
RU2719250C2 (en) Piston ring
US9004041B2 (en) High-load thrust bearing
JP4661831B2 (en) Piston and internal combustion engine
RU2005121918A (en) PISTON ENGINE
SU1710807A1 (en) Compression ring
SU1444547A1 (en) Oil ring
RU2307273C2 (en) Cylinder-piston group oil control device
KR100489134B1 (en) Embossing skirt piston for offset crankshaft
SU1364760A2 (en) Oil control ring for internal combustion engine
JP2009257478A (en) Piston ring structure of internal combustion engine
US6484622B1 (en) Variable oil ring tension mechanism
RU2042066C1 (en) Piston unit
US10502157B2 (en) Machine with reduced cylinder friction

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees