RU2796224C1 - Piston seal for internal combustion engines - Google Patents

Piston seal for internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
RU2796224C1
RU2796224C1 RU2022115919A RU2022115919A RU2796224C1 RU 2796224 C1 RU2796224 C1 RU 2796224C1 RU 2022115919 A RU2022115919 A RU 2022115919A RU 2022115919 A RU2022115919 A RU 2022115919A RU 2796224 C1 RU2796224 C1 RU 2796224C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
piston
internal combustion
rings
ring
combustion engines
Prior art date
Application number
RU2022115919A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Ловяго
Original Assignee
Ловяго Владимир Николаевич
Filing date
Publication date
Application filed by Ловяго Владимир Николаевич filed Critical Ловяго Владимир Николаевич
Application granted granted Critical
Publication of RU2796224C1 publication Critical patent/RU2796224C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: piston seal for internal combustion engines can be used in all areas of technology in which internal combustion engines are used, in particular in the automotive industry. The technical result is an increase in the performance of piston rings while providing a blind seal of the combustion chamber of internal combustion engines. Piston seal consisting of piston rings is proposed for internal combustion engines. In this case, the piston rings consist of two half-rings 2, at the ends of which reciprocal grooves 3 are made with the possibility of their fixation by means of spikes 4, reciprocal grooves 3 are made at both ends of each half-ring 2.
EFFECT: increase in the performance of piston rings while providing a blind seal of the combustion chamber of internal combustion engines.
1 cl, 7 dwg

Description

Поршневое уплотнение для двигателей внутреннего сгорания относится к области машиностроения, и может быть использован во всех областях техники, в которых используются двигатели внутреннего сгорания, в частности, в автомобильной промышленности. [F01C19/00, F01L7/00, F02F3/00].The piston seal for internal combustion engines belongs to the field of mechanical engineering, and can be used in all areas of technology in which internal combustion engines are used, in particular in the automotive industry. [F01C19/00, F01L7/00, F02F3/00].

Из уровня техники известен ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯThe prior art PISTON FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

[JPH10169506 (A) - 1998-06-23], в котором для повышения жаростойкости и долговечности кольца, снимающего масло, путем последовательной установки в соответствующую кольцевую канавку на периферии поршня первого и второго газонепроницаемых колец, третьего снимающего кольца, маслоотделяющее и четвертое кольцо, уплотняющее масло, и отделяющее третье кольцо от этих колец на множество чисел. РЕШЕНИЕ: Кольцевые канавки 2-5 расположены по периферии поршня 1, а кольца 6, 7, уплотняющие газ, установлены соответственно в кольцевые канавки 2 и 3. Маслосъемное кольцо 8 установлено в кольцевой канавке 4, а маслоуплотняющее кольцо 9 установлено в кольцевой канавке 5. В это время кольцо 8 разделено на несколько частей, число которых превышает два, периферии колец 8а, 8b имеют форму конуса, и оба кольца 8а, 8b перекрываются в осевом направлении поршня 1. Таким образом, вес кольца 8, снимающие масло, могут быть уменьшены, а хорошие характеристики прилегания к гильзе цилиндра могут быть улучшены за счет уменьшения силы инерции, а также может быть равномерно сформирована масляная пленка, и может быть снижен расход масла. Недостатком аналога является то, что жаростойкость и долговечность кольца, снимающего масло, достигается за счет необходимости значительной доработки поршня.[JPH10169506 (A) - 1998-06-23], in which, in order to improve the heat resistance and durability of the oil-removing ring, by sequentially installing the first and second gas-tight rings, the third removing ring, the oil-separating ring and the fourth ring into the corresponding annular groove on the periphery of the piston, sealing oil, and separating the third ring from these rings by many numbers. SOLUTION: The annular grooves 2-5 are located along the periphery of the piston 1, and the gas sealing rings 6, 7 are installed in the annular grooves 2 and 3, respectively. The oil scraper ring 8 is installed in the annular groove 4, and the oil sealing ring 9 is installed in the annular groove 5. At this time, the ring 8 is divided into more than two parts, the peripheries of the rings 8a, 8b are cone-shaped, and both rings 8a, 8b overlap in the axial direction of the piston 1. Thus, the weight of the oil-removing ring 8 can be reduced. , and a good fit to the cylinder liner can be improved by reducing the inertial force, and the oil film can be evenly formed, and the oil consumption can be reduced. The disadvantage of the analogue is that the heat resistance and durability of the oil-removing ring is achieved due to the need for significant modification of the piston.

Также из уровня техники известен ПОРШНЕВОЙ НАСОС, В ЧАСТНОСТИ ТОПЛИВНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ [US2020224646 (A1) - 2020-07-16] для обеспечения высокого давления двигателя внутреннего сгорания, который содержит корпус насоса, поршень насоса и камеру подачи, образованную, по меньшей мере, поршнем насоса и корпусом насоса. Между поршнем насоса и корпусом насоса может быть расположено уплотнение для герметизации транспортной камеры и отдельный направляющий элемент для направления поршня насоса. Уплотнение выполнено в виде металлической втулки и может иметь радиально выступающую наружу перемычку. Недостатком аналога является то, что предложенное поршневое уплотнение не может быть применено использовано в большинстве двигателе внутреннего сгорания, поскольку потребует значительной технической доработки как поршня, так и блока цилиндров.Also known from the prior art is a PISTON PUMP, PARTICULARLY A HIGH PRESSURE FUEL PUMP FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE [US2020224646 (A1) - 2020-07-16] for providing high pressure to an internal combustion engine, which contains a pump housing, a pump piston and a supply chamber formed by at least the pump piston and the pump housing. Between the pump piston and the pump housing, a seal can be provided to seal the transport chamber and a separate guide element to guide the pump piston. The seal is made in the form of a metal sleeve and may have a web protruding radially outwards. The disadvantage of the analogue is that the proposed piston seal cannot be used in most internal combustion engines, since it will require significant technical refinement of both the piston and the cylinder block.

Наиболее близким по технической сущности является ПОРШНЕВОЕ КОЛЬЦО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В КОЛЬЦЕВОМ ПАКЕТЕ В ПОРШНЕ БОЛЬШОГО ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ТУРБОНАДДУВОМ И ПРОДУВКОЙ С ПРЯМЫМ ПОТОКОМ С ТРАВЕРСАМИ [DK202070391 (A1) - 2021-09-30], предложенное поршневое кольцо для использования в пакете поршневых колец в канавке кольца в боковой стенке поршня большого двухтактного двигателя внутреннего сгорания с прямоточной продувкой и турбонаддувом с крейцкопфами для уплотнения. давление в камере сгорания. Поршневое кольцо содержит корпус кольца с первой и второй боковыми поверхностями, отстоящими в осевом направлении на высоту кольца (Hr), наружную окружную поверхность, проходящую в осевом направлении по высоте кольца (Hr), внутренней периферийной поверхности и первой и второй концевых частей на кольцевой перегородке, которая обеспечивает расширение и сжатие поршневого кольца. Первый переход между внешней периферийной поверхностью и первой боковой поверхностью закруглен, второй переход между внешней периферийной поверхностью и второй боковой поверхностью закруглен. Средняя часть осевой протяженности внешней периферийной поверхности имеет первую твердость. Первая периферийная часть осевой протяженности внешней периферийной поверхности, которая проходит от средней части до первого перехода, имеет вторую твердость. Вторая периферийная часть протяженности внешней периферийной поверхности, которая проходит от средней части до второго перехода, имеет вторую твердость, и первая твердость больше, чем вторая твердость.The closest in technical essence is a PISTON RING FOR USE IN A RING PACKAGE IN THE PISTON OF A LARGE TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH TURBOCHARGING AND PURGE WITH DIRECT FLOW WITH TRAVERSE [DK202070391 (A1) - 2021-09- 30], the proposed piston ring for use in a package of piston rings in the groove of a ring in the side wall of the piston of a large two-stroke direct-flow turbocharged internal combustion engine with crossheads for sealing. pressure in the combustion chamber. The piston ring contains a ring body with the first and second side surfaces spaced in the axial direction by the height of the ring (Hr), an outer circumferential surface extending in the axial direction along the height of the ring (Hr), an inner peripheral surface and the first and second end parts on the annular partition , which provides expansion and contraction of the piston ring. The first transition between the outer peripheral surface and the first side surface is rounded, the second transition between the outer peripheral surface and the second side surface is rounded. The middle part of the axial extent of the outer peripheral surface has the first hardness. The first peripheral part of the axial extension of the outer peripheral surface, which extends from the middle part to the first transition, has a second hardness. The second peripheral part of the extent of the outer peripheral surface, which extends from the middle part to the second transition, has a second hardness, and the first hardness is greater than the second hardness.

Технической проблемой прототипа является то, что предложенная конструкция поршневого кольца не обеспечивает необходимый уровень изоляции подпоршневого пространства от прорыва газов из камеры сгорания при переходе двигателя из одного режима работы в другой, поскольку переходные процессы при нагреве материалов, из которых изготовлено кольцо, не являются стабильными, а изменение физических характеристик материалов под влиянием температуры происходит нелинейно.The technical problem of the prototype is that the proposed design of the piston ring does not provide the necessary level of isolation of the under-piston space from the breakthrough of gases from the combustion chamber during the transition of the engine from one operating mode to another, since transients during heating of the materials from which the ring is made are not stable, and the change in the physical characteristics of materials under the influence of temperature occurs non-linearly.

Технический результат использования изобретения заключается в повышении эксплуатационных характеристик поршневых колец (полуколец) при обеспечении глухого уплотнения камеры сгорания двигателей внутреннего сгорания.The technical result of using the invention is to improve the performance of piston rings (half rings) while providing a blind seal of the combustion chamber of internal combustion engines.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что поршневое уплотнение для двигателей внутреннего сгорания, состоящее из поршневых колец, установленных в одну поршневую канавку, отличающееся тем, что поршневые кольца состоят из двух полуколец, на обоих торцах каждого полукольца выполнены ответные пазы с возможностью их фиксации посредством шипов, при этом каждый шип устанавливается в оба ответных паза торцов полуколец.The claimed technical result is achieved due to the fact that the piston seal for internal combustion engines, consisting of piston rings installed in one piston groove, characterized in that the piston rings consist of two half rings, on both ends of each half ring there are reciprocal grooves with the possibility of their fixation by means of studs, with each stud installed in both reciprocal grooves of the ends of the half-rings.

Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.

На фиг.1 показан вид сверху на кольцо для поршневого уплотнения.Figure 1 shows a top view of the piston seal ring.

На фиг. 2 показан вид сверху на полукольца для поршневого уплотнения.In FIG. 2 shows a top view of the half rings for the piston seal.

На фиг. 3 показан вид на прямоугольный шип и ответный паз в торце кольца(полукольца) поршневого уплотнения.In FIG. 3 shows a view of a rectangular spike and a reciprocal groove in the end face of the ring (half-ring) of the piston seal.

На фиг. 4 показан вид на крестообразный шип и ответный паз в торце кольца(полукольца) поршневого уплотнения.In FIG. 4 shows a view of the cross-shaped spike and the reciprocal groove in the end face of the ring (half-ring) of the piston seal.

На фиг. 5 показаны места нанесения фасок.In FIG. 5 shows the places where chamfers are applied.

На фиг. 6 приведена фотография практической реализации участка поршневого кольца с шипом, установленным в одном из пазов.In FIG. 6 shows a photograph of the practical implementation of a piston ring section with a spike installed in one of the grooves.

На фиг. 7 приведена фотография практической реализации поршневого уплотнения с использованием шипа.In FIG. 7 is a photograph of a practical implementation of a piston seal using a stud.

На фигурах обозначено:The figures indicate:

1 - кольцо, 2 - полукольцо, 3 - паз, 4 - шип.1 - ring, 2 - half ring, 3 - groove, 4 - spike.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Поршневое уплотнение для двигателей внутреннего сгорания содержит кольцо 1 (фиг. 1) или два полукольца 2 (фиг. 2), выполненных из жаростойкого и износоустойчивого материала. В торцах кольца с разрывом 1 или полуколец 2 выполнены пазы 3 для монтажа шипа 4 (фиг. 3), имеющих прямоугольную форму. Как вариант, пазы 3 и шипы 4, могут иметь крестообразную форму (фиг. 4). Шипы 4 выполнены из более мягкого материала, чем кольца и гильзы цилиндра для более эффективной приработки. На ребрах пазов 3 и шипов 4 выполнены фаски (фиг. 5) для облегчения монтажа шипов 4 в пазах 3. Шип 4, размещаемый в один из пазов 3, смонтирован на клей, для облегчения сборочных работ и защиты от потери шипа.The piston seal for internal combustion engines contains a ring 1 (Fig. 1) or two half rings 2 (Fig. 2) made of a heat-resistant and wear-resistant material. At the ends of the ring with a gap 1 or semi-rings 2, grooves 3 are made for mounting the spike 4 (Fig. 3), having a rectangular shape. Alternatively, the grooves 3 and the spikes 4 may have a cruciform shape (Fig. 4). The studs 4 are made of a softer material than the rings and cylinder liners for more efficient running-in. On the edges of the grooves 3 and the studs 4, chamfers are made (Fig. 5) to facilitate the installation of the studs 4 in the grooves 3. The stud 4, placed in one of the grooves 3, is glued to facilitate assembly work and protect against the loss of the stud.

Изобретение используют следующим образомThe invention is used as follows

Поршневое уплотнение для двигателей внутреннего сгорания выполняется следующим образом. В соответствующей канавке цилиндра, предназначенной для размещения поршневого уплотнения, размещают кольцо 1 или полукольца 2. Затем в один из пазов 3 на торце кольца 1 или в пазах 3 одного из полукольца 2 монтируется шип 4. Затем на шип 4 устанавливается паз 3 с другого конца кольца 1 или на шипы 4, установленные в пазы 3 одного полукольца 2, устанавливается другое полукольцо 2 на шипы 3, находящиеся на торцах его концов. Для облегчения монтажа поршневого уплотнения целесообразно шип 4 приклеить в один из пазов 3. При необходимости обеспечения глухого уплотнения, можно два сложенных вместе кольца устанавливаются в одну поршневую канавку, при этом замки колец (полуколец) должны быть разнесены.Piston seal for internal combustion engines is performed as follows. Ring 1 or half rings 2 are placed in the corresponding groove of the cylinder, designed to accommodate the piston seal. Then, a spike 4 is mounted in one of the grooves 3 on the end face of the ring 1 or in the grooves 3 of one of the half rings 2. Then the groove 3 is installed on the spike 4 from the other end ring 1 or on the spikes 4 installed in the grooves 3 of one half ring 2, another half ring 2 is installed on the spikes 3 located at the ends of its ends. To facilitate the installation of the piston seal, it is advisable to glue the spike 4 into one of the grooves 3. If it is necessary to provide a blind seal, two rings folded together can be installed in one piston groove, while the locks of the rings (half rings) must be spaced apart.

Технический результат - повышении эксплуатационных характеристик поршневых колец при обеспечении глухого уплотнения камеры сгорания двигателей внутреннего сгорания достигается за счет того, что в торцах полуколец выполнены ответные пазы по форме повторяющие шипы, вставляемые в пазы, что позволяет:The technical result - improving the performance of the piston rings while providing a blind seal of the combustion chamber of internal combustion engines is achieved due to the fact that in the ends of the semi-rings there are reciprocal grooves in the shape of repeating the spikes inserted into the grooves, which allows:

- обеспечить простоту изготовления и возможность доработки стандартных поршневых колец;- to ensure ease of manufacture and the possibility of refining standard piston rings;

- предотвратить прорыв газа как внутрь кольца, так и вдоль зеркала цилиндра, что обеспечивает глухое уплотнение;- prevent gas breakthrough both inside the ring and along the cylinder surface, which ensures a tight seal;

- повысить срок службы колец, поскольку сохраняются запорные свойства при износе кольца благодаря шипу;- increase the service life of the rings, since the locking properties are retained when the ring is worn due to the spike;

- обеспечить ускоренную приработку новых колец, имеющих в некоторых местах неплотное прилегание к стенкам цилиндра.- to ensure accelerated running-in of new rings, which in some places have a loose fit to the cylinder walls.

Пример достижения технического результатаAn example of achieving a technical result

Заявленное решение получило практическую апробацию (фиг. 6-7). В ходе апробации было установлено, что:The claimed solution has received practical approbation (Fig. 6-7). During testing, it was found that:

- прямоугольный шип целесообразно применять в поршневых кольцах с парной установкой в одной канавке на цилиндре, при этом требуется доработка старых поршней с расширением поршневой канавки;- it is advisable to use a rectangular stud in piston rings with a pair of installations in one groove on the cylinder, while it is required to refine the old pistons with the expansion of the piston groove;

- крестообразный шип не требует доработки старого поршня, поршневые кольца устанавливаются по одному в свои канавки, при этом уплотнительные свойства, в этом случае, несколько хуже, чем в случае с парными кольцами;- the cruciform stud does not require modification of the old piston, the piston rings are installed one by one into their grooves, while the sealing properties, in this case, are somewhat worse than in the case of paired rings;

- изготовление крестообразных пазов затруднительно для малых поршневых колец.- making cruciform grooves is difficult for small piston rings.

Проведенные пробные пуски двигателей внутреннего сгорания, оснащенных предлагаемыми поршневыми уплотнениями, показали, что прорыв продуктов сгорания из камеры сгорания практически отсутствует, т.е. обеспечивается заявленный технический результат.Test runs of internal combustion engines equipped with the proposed piston seals have shown that there is practically no breakthrough of combustion products from the combustion chamber, i.e. the claimed technical result is provided.

Claims (1)

Поршневое уплотнение для двигателей внутреннего сгорания, состоящее из поршневых колец, установленных в одну поршневую канавку, отличающееся тем, что поршневые кольца состоят из двух полуколец, на обоих торцах каждого полукольца выполнены ответные пазы с возможностью их фиксации посредством шипов, при этом каждый шип устанавливается в оба ответных паза торцов полуколец.Piston seal for internal combustion engines, consisting of piston rings installed in one piston groove, characterized in that the piston rings consist of two half rings, mating grooves are made on both ends of each half ring with the possibility of their fixation by means of studs, while each stud is installed in both reciprocal grooves of the ends of the semirings.
RU2022115919A 2022-06-14 Piston seal for internal combustion engines RU2796224C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796224C1 true RU2796224C1 (en) 2023-05-18

Family

ID=

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB239116A (en) * 1925-02-18 1925-09-03 Walter Williamson Gray Improvements relating to piston rings
GB335610A (en) * 1929-06-28 1930-09-29 Thomas Norman Reading Improvements in or connected with metal packing rings for pistons, piston valves and the like
GB468534A (en) * 1935-04-19 1937-07-07 Celestino Stoffel Improvements in or relating to piston rings
DE831473C (en) * 1944-02-09 1952-02-14 Jean Rodoliakis Piston ring seal
US2738243A (en) * 1952-12-24 1956-03-13 Auto Diesel Piston Ring Compan Sealing ring
FR2537239B1 (en) * 1982-12-04 1989-04-07 Fichtel & Sachs Ag SLIDING RING SEALING DEVICE
RU2065107C1 (en) * 1994-02-08 1996-08-10 Геннадий Сергеевич Лузянин Composite piston ring
EP1126200A2 (en) * 2000-02-16 2001-08-22 Federal-Mogul Burscheid GmbH Piston ring with overlapping ends
CN101029611A (en) * 2007-03-27 2007-09-05 何俊明 Two-way sealed piston ring
CN101029609A (en) * 2007-03-27 2007-09-05 何俊明 Oblique-connected sealer gas-ring combination of piston ring
FR2875273B1 (en) * 2004-09-16 2009-02-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa PISTON HAVING A SHUTTER MEANS AND ENGINE COMPRISING SUCH A PISTON

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB239116A (en) * 1925-02-18 1925-09-03 Walter Williamson Gray Improvements relating to piston rings
GB335610A (en) * 1929-06-28 1930-09-29 Thomas Norman Reading Improvements in or connected with metal packing rings for pistons, piston valves and the like
GB468534A (en) * 1935-04-19 1937-07-07 Celestino Stoffel Improvements in or relating to piston rings
DE831473C (en) * 1944-02-09 1952-02-14 Jean Rodoliakis Piston ring seal
US2738243A (en) * 1952-12-24 1956-03-13 Auto Diesel Piston Ring Compan Sealing ring
FR2537239B1 (en) * 1982-12-04 1989-04-07 Fichtel & Sachs Ag SLIDING RING SEALING DEVICE
RU2065107C1 (en) * 1994-02-08 1996-08-10 Геннадий Сергеевич Лузянин Composite piston ring
EP1126200A2 (en) * 2000-02-16 2001-08-22 Federal-Mogul Burscheid GmbH Piston ring with overlapping ends
FR2875273B1 (en) * 2004-09-16 2009-02-06 Peugeot Citroen Automobiles Sa PISTON HAVING A SHUTTER MEANS AND ENGINE COMPRISING SUCH A PISTON
CN101029611A (en) * 2007-03-27 2007-09-05 何俊明 Two-way sealed piston ring
CN101029609A (en) * 2007-03-27 2007-09-05 何俊明 Oblique-connected sealer gas-ring combination of piston ring

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5598763A (en) Flutter free piston ring assembly
US5490445A (en) Ultra low device volume piston system
US4212473A (en) Multiple seal ring having a tapered surface, and a sealing device
US6378872B1 (en) Seal assembly
JPH08219294A (en) Flexible fluid seal and journal seal assembly
RU2528227C1 (en) Ice design
US10309535B2 (en) Piston ring for an internal combustion engine
CN104220792B (en) Piston ring for internal combustion engine
US3522950A (en) Piston and ptfe ring assembly for internal combustion engines
RU2796224C1 (en) Piston seal for internal combustion engines
US20140000549A1 (en) Compression ring for an engine
CN104220791A (en) Piston ring for an internal combustion engine
JP2002130049A (en) Piston for four cycle internal combustion engine
KR840004218A (en) piston ring
DK179019B1 (en) A top piston ring for a large two-stroke turbocharged compression ignited internal combustion engine with crossheads
JP7163452B2 (en) Piston rings used in piston ring packs of crosshead turbocharged large two-stroke uniflow scavenging internal combustion engines
CN105209803A (en) Engine spacer plate gasket
US2202802A (en) Piston ring
JPH06159135A (en) Compression ring
US2504671A (en) Construction of piston rings
GB2206669A (en) Seals for internal combustion engine or hydraulic cylinder
RU2703126C1 (en) Piston compression ring of internal combustion engine
RU2076227C1 (en) Sealing of cylinder-piston group of internal combustion engine
RU2182983C2 (en) Internal combustion piston engine
JP2686328B2 (en) Pistons for internal combustion engines