SU1747729A1

SU1747729A1 - Expander for piston ring

Info

Publication number: SU1747729A1
Application number: SU904867406A
Authority: SU
Inventors: Аркадий Ильич Флаксин; Олег Павлович Саунин
Original assignee: Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1990-09-17
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Сущность изобретени : расширитель выполнен из пористого материала на металлической основе - стальной путанке или сетке . Это позвол ет повысить малосъемную эффективность и долговечность уплотнени . 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The essence of the invention: the expander is made of a porous material on a metal base - a steel mesh or mesh. This makes it possible to increase the loosening efficiency and durability of the seal. 2 hp f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к двигателест- роению, к конструкции поршневого кольца с расширителем.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to engine building, to the design of a piston ring with a spreader.

Известно поршневое кольцо, состо щее из двух малосъемных элементов и расширител из эластичного материала.A piston ring consisting of two little-removable elements and an expander of elastic material are known.

Недостатками его вл ютс :The disadvantages of it are:

поршневое кольцо с монолитными расширител ми можег быть использовано только в компрессионном варианте, так как полимерный расширитель вформе цельного кольца одновременно вл етс и уплотни- тельным элементом, перекрывает пути дл отвода сн того со стенки цилиндра масла;a piston ring with monolithic expanders can be used only in the compression version, since the polymer expander in the form of a single ring is also a sealing element at the same time, blocking the way for draining the oil removed from the wall of the cylinder;

применение расширител из эластичных полимерных материалов в зоне работы компрессионных колец вызывает изменение физических свойств материала из-за вы- соких температур и, следовательно, падение упругих свойств расширител .the use of an expander made of elastic polymeric materials in the zone of operation of the compression rings causes a change in the physical properties of the material due to high temperatures and, consequently, a decrease in the elastic properties of the expander.

Известен расширитель маслосъемного кольца, изготовленный из стальной ленты с вмонтированными в него эластичными (полимерными ) башмаками.Known oil wheel ring extender, made of steel tape with elastic (polymer) shoes mounted in it.

Однако такому расширителю также присущи недостатки:However, this extender also has disadvantages:

наличие шести эластичных башмаков перекрывает живое (свободное) сечение расширител более, чем на 50%, а с учетомthe presence of six elastic shoes covers the living (free) section of the extender by more than 50%, and taking into account

суммарного сечени петель стальной ленты расширител это составит до 70%, что снижает маслосъемную эффективность порш- незоРо кольца;the total cross section of the hinges of the extender steel tape will be up to 70%, which reduces the oil scrapping efficiency of the piston ring;

недолговечность и непосто нство эластичных свойств башмаков (в результате быстрого старени полимерного материала) снижает со временем маслосъемную способность кольца в целом.The fragility and incompetence of the elastic properties of the shoes (as a result of the rapid aging of the polymer material) decreases over time the oil wiper capacity of the ring as a whole.

Цель изобретени - повышение мас- лосъемной эффективности и долговечности расширител поршневого кольца.The purpose of the invention is to increase the mass-wiping efficiency and durability of the piston ring expander.

Поставленна цель достигаетс тем что расширитель пор шневого кольца выполнен в виде кольцевого пакета из стальной проволочной путанки или сетки из раст нутых проволочных спиралей с заданными пористостью , геометрией се зни и амортизационными свойствамиThe goal is achieved by the fact that the dilator of the pore ring is made in the form of an annular package made of steel wire mesh or a grid of stretched wire spirals with given porosity, gray geometry and damping properties.

Така конструкци позвол ет изготавливать объемно-упругие расширители с высокими демпферно-амортизацио.нными свойствами, мало подверженные температурному воздействию. При этом в отличие от существующих, предлагаема конструкци расширител производит многоупорное воздействие по всему периметру внутренней поверхности маслосъемных элементов. Одновременно обеспечиваетс высока Such a design allows the manufacture of volume-elastic expanders with high damping and shock-absorbing properties, little exposed to temperature effects. At the same time, unlike the existing ones, the proposed design of the expander produces a multi-impact effect along the entire perimeter of the internal surface of the oil-removing elements. Simultaneously high

СWITH

степень проходного сечени дл масла (70% и более).Extent of flow area for oil (70% or more).

На фиг. 1 показано поперечное сечение составного двухскребкового маслосъемно- го кольца с расширителем в виде кольцевого пакета из проволочно-спиральной сетки; на фиг. 2 - поперечное сечение составного маслосъемного кольца из пластинчатых сегментов и расширител в виде кольцевого пакета из стальной проволочной путанки; на фиг. 3 - фрагмент части составного мас- лосъемиого кольца с предлагаемым расширителем в изометрии.FIG. 1 shows a cross-section of a composite double-scraper oil scraper ring with a spreader in the form of an annular package of wire-spiral mesh; in fig. 2 is a cross section of a composite oil scraper ring of lamellar segments and an expander in the form of an annular package of steel wire mesh; in fig. 3 is a fragment of a part of a composite oil-ring with the proposed isometric expander.

Маслосъемное кольцо состоит, например , из двух маслосъемных элементов (фиг. 1) и расширител (фиг. 1, 2).The oil scraper ring consists, for example, of two oil scraper elements (FIG. 1) and an extender (FIGS. 1, 2).

Предлагаемый расширитель выполнен в виде разрезного кольцевого пакета методом формовки и термообработки в кольцевой матрице, после чего он сохран ет заданные пористость, геометрическую форму и демпферно-амортизационные свойства .The proposed expander is made in the form of a split annular package by the method of molding and heat treatment in an annular matrix, after which it retains the specified porosity, geometric shape and damping-depreciation properties.

Сборка мзслосьемного кольца с расширителем прозводитс следующим образом. В канавку поршн 3 первым устанавливаетс расширитель 2, после чего устанавливаютс нижние и верхние кольцевые элементы 1The assembly of an intermediate ring with an expander is produced as follows. In the groove of the piston 3 is first installed expander 2, after which the lower and upper ring elements 1 are installed

При вводе поршн 3 в цилиндр 4 мас- лосьемные элементы 1 обжимаютс по периметру до величины теплового зазора в замках, которые, в свою очередь, сжимают проволочно-пружин щие витки (петли) расширител 2и за счет их изгибных деформаций создаютс усили поджима элементов 1 к стенке цилиндра 4,When the piston 3 is inserted into the cylinder 4, the oil-ground elements 1 are compressed around the perimeter to the thermal gap in the locks, which, in turn, compress the wire-spring coils (loops) of the expander 2, and due to their flexural deformations, force is applied to the elements 1 to the wall of cylinder 4,

В ходе работы двигател , при движении поршн 3 вниз, маслосъемные элементы 1 под воздействием поджимных усилий.расширител 2 снимают со стенки цилиндра 4 масло. При этом отсн тое верхним маслосъ- емным элементом масло проходит через поры ( чейки) расширител 2 и далее через маслоотводные окна 5 в поршне 3 сбрасываетс в картер двигател . Отсн тое нижним маслосъемным элементом масло проходит пр мо в маслоотводные окна 5 поршн 3During the operation of the engine, when the piston 3 moves downwards, the oil-removing elements 1 under the influence of grip forces. The expander 2 is removed from the wall of the cylinder 4. In this case, the oil passes through the pores (cells) of the expander 2 and then through the oil outlets 5 in the piston 3 is discharged into the engine crankcase. The oil is drained by the lower oil scraper element and passes directly into the oil outlets 5 of the piston 3

Особенность работы расширител заключаетс в том, что витки (петли расширител самосто тельно воздействуют на внутреннюю поверхность маслосъемного элемента, в результате чего обеспечиваетс автономность их поджима к стенке цилиндра , в том числе и при перекладке поршн .The specific feature of the work of the expander is that the turns (extender loops independently act on the inner surface of the wiper element, as a result of which they are autonomously pressed against the wall of the cylinder, including when the piston is repositioned.

Таким образом применение расширител поршневого кольца предлагаемой конструкции создает следующие преимущества:Thus, the use of a piston ring expander of the proposed design creates the following advantages:

увеличиваетс , не менее чем в 3-4 раза количество точек контакта расширител с каждым маслосъемным элементом, что обеспечивает их быструю приработку и более равномерный поджим рабочих поверхностей к стенке цилиндра, а также уменьшает износ расширител и маслосъемных элементов в точках контакта;increases by at least 3-4 times the number of points of contact of the expander with each oil scraper element, which ensures their quick burn-in and more uniform pressing of working surfaces against the wall of the cylinder, and also reduces the wear of the expander and oil scraper elements at the points of contact;

увеличенное общее проходное (живое)increased total pass (live)

0 сечение не менее 70% пористости расширител обеспечивает беспреп тственный проход масла к маслоотводным окнам;0 a cross-section of at least 70% of the porosity of the expander ensures unhindered passage of oil to the oil drain windows;

широка возможность изготовлени форм геометрического сечени с одновре5 менным регулированием амортизационных свойств позвол ет использовать его дл всех типов поршневых колец, в том числе дл замены существующих расширителей в двигател х внутреннего сгорани ;the wide possibility of making geometrical sections with simultaneous adjustment of the damping properties makes it possible to use it for all types of piston rings, including replacing existing expanders in internal combustion engines;

0 упругость расширител обеспечиваетс тем, что примен емый объемный материал из проволоки пружинных марок стали в ходе формообразовани образует множество пружинных витков (петель), изгибные де5 формации которых создают амортизационный эффект дл поджима маслосъемных элементов к стенке цилиндра.The elasticity of the expander is ensured by the fact that the bulk material used from the wire of spring steel grades during the forming forms a set of spring turns (loops), the bending deformations of which create a damping effect for pressing the oil wiper elements against the wall of the cylinder.

К достоинствам предлагаемого изобретени следует также отнести высокую техно0 логичность изготовлени расширител поршневого кольца, предельную простоту установки и возможность автоматизации сборки.The advantages of the proposed invention also include the high technology of manufacturing the piston ring expander, the extreme ease of installation and the ability to automate the assembly.

Особенность конструкции: высока сте5 пень работоспособности и долговечности расширител поршневого кольца позвол ет снизить расход масла на угар в двигател х внутреннего сгорани на менее чем на 0,15-0,2% от расхода топлива (примерно 60 7 тыс ч тонн в год только в отрасли тракторного двигателестроени ), повысить на 30% долговечность и надежность его работы.Design feature: a high degree of efficiency and durability of the piston ring expander allows to reduce oil consumption for waste in internal combustion engines by less than 0.15-0.2% of fuel consumption (approximately 60 7 thousand tons per year only tractor engine-building industry), to increase by 30% the durability and reliability of its work.

Проста технологи изготовлени снижает стоимость поршневого кольца на 305 40%.Simple manufacturing technology reduces the cost of a piston ring by 305 40%.

Claims

Claim 1. Piston ring expander for an internal combustion engine, which is an elastic annular element with bulk elasticity, characterized in that, in order to increase oil-mass performance and durability, it is made of a porous material on a metal base.

5 2. The extender according to claim 1, characterized in that a steel channel is used as the metal base.

3. Pop-1 extender, characterized in that a steel mesh serves as a metal base.

rig1

fig 2

fig.Z