RU2796224C1 - Piston seal for internal combustion engines - Google Patents
Piston seal for internal combustion engines Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Abstract
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
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
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.
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)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2796224C1 true RU2796224C1 (en) | 2023-05-18 |
Family
ID=
Citations (11)
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)
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 |