RU2381375C2 - Internal combustion engine piston seal - Google Patents
Internal combustion engine piston seal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381375C2 RU2381375C2 RU2007143832/06A RU2007143832A RU2381375C2 RU 2381375 C2 RU2381375 C2 RU 2381375C2 RU 2007143832/06 A RU2007143832/06 A RU 2007143832/06A RU 2007143832 A RU2007143832 A RU 2007143832A RU 2381375 C2 RU2381375 C2 RU 2381375C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- internal combustion
- combustion engine
- compression ring
- angle
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а конкретно к проектированию, производству и эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, and specifically to the design, manufacture and operation of internal combustion engines.
Известны поршневые уплотнения, состоящие из отдельных элементов, установленных в одну поршневую канавку (Заявка Великобритании №2002874, , 1979; патент США №4326723, 1982; заявка Японии №58-53186, 1983; RU 2244145 C2, 08.10.2003).Known piston seals consisting of individual elements installed in one piston groove (UK application No. 20022874, 1979; US patent No. 4236723, 1982; Japan application No. 58-53186, 1983; RU 2244145 C2, 08.10.2003).
Известно поршневое уплотнение для двигателя внутреннего сгорания, содержащее установленные в одной поршневой канавке два рабочих кольца, причем верхний торец верхнего компрессионного кольца выполнен под острым углом к своему нижнему торцу, а большей вертикальной стороной верхнее компрессионное кольцо обращено к оси цилиндра, ближайшее по технической сущности и принятое за прототип (патент США №1527535, МПК F16J 9/20, опубл. 24.02.1925).A piston seal for an internal combustion engine is known, containing two working rings installed in one piston groove, the upper end of the upper compression ring being made at an acute angle to its lower end, and the greater vertical side of the upper compression ring facing the axis of the cylinder, closest in technical essence and adopted for the prototype (US patent No. 1527535, IPC F16J 9/20, publ. 24.02.1925).
Прототип имеет существенный недостаток, который заключается в том, что верхнее трапециевидное компрессионное кольцо, имеющее угол наклона верхнего торца и верхней полки поршневой канавки меньше угла самоторможения клиновых пар, или близкое к нему, теряет свою работоспособность и работоспособность нижележащего компрессионного кольца, гарантированно заклинивая оба кольца в поршневой канавке. Потеря подвижности поршневого кольца и его заклинивание в поршневой канавке приводят сначала к появлению царапин и задиров на стенке цилиндра, а затем и к заклиниванию поршня в цилиндре и поломке двигателя. Это является одной из причин, приводящих к досрочному капитальному ремонту, например, двигателей КамАЗ, у которых верхнее компрессионное кольцо имеет форму двухсторонней трапеции с углом 6°, а нижнее компрессионное кольцо - односторонней трапецией с углом 7°. Следует также отметить, что применение трапециевидных поршневых колец с подобными углами наклона торцов поршневых колец достаточно широко используется в отечественной и зарубежной практике дизелестроения.The prototype has a significant drawback, which consists in the fact that the upper trapezoidal compression ring, having an angle of inclination of the upper end and the upper flange of the piston groove less than the angle of self-braking of the wedge pairs, or loses its operability and operability of the underlying compression ring, guaranteed to jam both rings in the piston groove. Loss of mobility of the piston ring and its jamming in the piston groove first cause scratches and scoring on the cylinder wall, and then the piston seizes in the cylinder and engine breaks. This is one of the reasons leading to early overhaul, for example, KamAZ engines, in which the upper compression ring has the shape of a double-sided trapezoid with an angle of 6 °, and the lower compression ring has a single-sided trapezoid with an angle of 7 °. It should also be noted that the use of trapezoidal piston rings with similar angles of inclination of the ends of the piston rings is widely used in domestic and foreign diesel engineering practice.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении мощности и ресурса двигателя, уменьшении расхода топлива и масла, улучшении экологических показателей двигателя.The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to increase the power and resource of the engine, reduce fuel and oil consumption, improve the environmental performance of the engine.
Технический результат достигается тем, что в поршневом уплотнении для двигателя внутреннего сгорания, содержащем установленные в одной поршневой канавке два компрессионных кольца, причем верхний торец верхнего компрессионного кольца выполнен под острым углом к своему нижнему торцу, а большей вертикальной стороной верхнее компрессионное кольцо обращено к оси цилиндра, новым является то, что угол наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца по отношению к своему нижнему торцу составляет 15…25°.The technical result is achieved by the fact that in the piston seal for the internal combustion engine containing two compression rings installed in one piston groove, the upper end of the upper compression ring is made at an acute angle to its lower end, and the upper vertical ring faces the cylinder axis with the greater vertical side , new is that the angle of inclination of the upper end of the upper compression ring with respect to its lower end is 15 ... 25 °.
При расчете угла наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца учтена «способность к самоторможению» клиновой пары (Станочные приспособления. Справочник. T.1. А.И.Астахов, С.В.Бояршинов, Б.Н.Вардашкин и др. М.: Машиностроение, 1984, с.400). Причем учтена критическая величина угла самоторможения подобных кинематических систем: «…для обеспечения надежного самоторможения рекомендуется угол α<5°30'…».When calculating the angle of inclination of the upper end of the upper compression ring, the "self-braking ability" of the wedge pair is taken into account (Machine tools. Handbook. T.1. A.I. Astakhov, S.V. Boyarshinov, B.N. Vardashkin, etc. M .: Engineering, 1984, p. 400). Moreover, the critical value of the self-braking angle of such kinematic systems was taken into account: "... to ensure reliable self-braking, the angle α <5 ° 30 '... is recommended."
Для исключения гарантированного самоторможения верхнего компрессионного кольца и заклинивания его в поршневой канавке угол наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца к своему нижнему торцу установлен более 5°30'. Причем при определении угла наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца учтены факторы, влияющие на его величину: материалы колец и поршней, классы шероховатости контактных поверхностей, возможность появления копоти и сажи, а затем нагара и кокса на поверхностях колец и поршневой канавки, габаритные размеры конструкции и динамических характеристик двигателя. Исходя из этого рекомендуется разработчикам поршневых уплотнений, применяющих трапециевидную форму поршневых колец, в зависимости от особенностей двигателя использовать угол наклона верхнего торца верхнего поршневого кольца и верхней полки поршневой канавки в пределах 15…25°.To exclude the guaranteed self-braking of the upper compression ring and jamming it in the piston groove, the angle of inclination of the upper end of the upper compression ring to its lower end is set to more than 5 ° 30 '. Moreover, when determining the angle of inclination of the upper end face of the upper compression ring, factors affecting its size are taken into account: materials of rings and pistons, roughness classes of contact surfaces, the possibility of soot and soot, and then carbon and coke on the surfaces of rings and piston grooves, overall dimensions of the structure and dynamic characteristics of the engine. On this basis, it is recommended that piston seal developers using a trapezoidal shape of piston rings, depending on the characteristics of the engine, use the angle of inclination of the upper end face of the upper piston ring and the upper piston groove flange within 15 ... 25 °.
Точно рассчитанный угол наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца увеличит ресурс двигателя и обеспечит его безаварийную работу.A precisely calculated angle of inclination of the upper end face of the upper compression ring will increase the engine resource and ensure its trouble-free operation.
На чертеже представлено частичное сечение двигателя внутреннего сгорания.The drawing shows a partial section of an internal combustion engine.
Двигатель внутреннего сгорания содержит цилиндр 1, поршень 2, верхнее компрессионное кольцо 3 и нижнее компрессионное кольцо 4, установленные в верхней поршневой канавке 5, причем верхний торец верхнего кольца 3 выполнен под острым углом к своему нижнему торцу так, что верхнее кольцо 3 обращено большей вертикальной стороной к оси цилиндра 1.The internal combustion engine comprises a
Поршневое уплотнение работает следующим образом. При движении поршня 2 в верхнее положение на такте «сжатие» незначительная часть рабочего давления дросселируется через вертикальную часть зазора в замке клиновидного кольца 3 в придонную полость поршневой канавки 4, создавая вместе с собственными силами упругости колец 3 и 4 дополнительные радиальные силы на их разжим, осуществляя надежный прижим колец ко всем контактным поверхностям цилиндра 1 и полок поршневой канавки 5. Причем по мере продвижения поршня 2 к верхней мертвой точке диаметр верхней части цилиндра 1 увеличивается в результате термодинамических изменений и более активного ее износа. Компрессионные кольца 3 и 4 разжимаются, отслеживая профиль гильзы цилиндра 1, плотно поджимаясь к его стенке, обеспечивая надежное уплотнение между поршнем 2 и цилиндром 1. Расчетный угол наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца 3 обеспечивает подвижность его относительно верхней полки поршневой канавки 5 и верхнего торца нижнего компрессионного кольца 4 и исключает их заклинивание.The piston seal operates as follows. When the
При движении поршня 2 в нижнее положение на такте «рабочий ход» компрессионные кольца 3 и 4 под действием сил реакции со стороны стенки цилиндра вынуждены сжиматься, смещаясь в глубь поршневой канавки 5. Расчетный угол верхнего торца верхнего компрессионного кольца 3 обеспечивает подвижность кольца 3, а вместе с ним и кольца 4 в поршневой канавке 5 и исключает их заклинивание.When the
На рабочем такте «выпуск» поршневое уплотнение работает, как на такте «сжатие», а на рабочем такте «впуск» повторяет работу на такте «рабочий ход».At the “discharge” working cycle, the piston seal works like a “compression” cycle, and at the “inlet” working cycle it repeats the work on the “working stroke” cycle.
Таким образом, правильно рассчитанный угол наклона верхнего торца верхнего компрессионного кольца увеличит ресурс двигателя, исключит заклинивание компрессионных колец и поршня, обеспечит безаварийную работу двигателя.Thus, a correctly calculated angle of inclination of the upper end face of the upper compression ring will increase the engine resource, eliminate jamming of the compression rings and piston, and ensure trouble-free operation of the engine.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007143832/06A RU2381375C2 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Internal combustion engine piston seal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007143832/06A RU2381375C2 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Internal combustion engine piston seal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007143832A RU2007143832A (en) | 2009-06-10 |
| RU2381375C2 true RU2381375C2 (en) | 2010-02-10 |
Family
ID=41024056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007143832/06A RU2381375C2 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Internal combustion engine piston seal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2381375C2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101813035A (en) * | 2010-03-13 | 2010-08-25 | 戴旭尧 | Long-service life high-efficiency low-carbon piston ring |
| MD20100007A2 (en) * | 2010-01-18 | 2011-06-30 | Ион РАССОХИН | Process for changing the standard sizes of parts of the internal combustion engine |
| RU2447306C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) | Ice piston seal |
| RU2535598C1 (en) * | 2013-08-27 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Ice piston seal |
| RU2582538C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston seal of internal combustion engine |
| RU2582384C1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston seal of internal combustion engine |
| RU175379U1 (en) * | 2017-06-26 | 2017-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | PISTON SEAL FOR HIGH PRESSURE LEVELS |
| RU198747U1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | LONG LIFE PISTON SEAL |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1527535A (en) * | 1920-10-19 | 1925-02-24 | Andrew J Bockwitz | Piston |
| GB552296A (en) * | 1941-09-26 | 1943-03-31 | M E P Company Ltd | Improvements in or relating to piston rings and like packing |
| US2376147A (en) * | 1942-04-29 | 1945-05-15 | Harry B Johnston | Piston and piston ring |
| US3550988A (en) * | 1967-11-13 | 1970-12-29 | Duriron Co | Piston and ptfe ring assembly for engines |
-
2007
- 2007-11-26 RU RU2007143832/06A patent/RU2381375C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1527535A (en) * | 1920-10-19 | 1925-02-24 | Andrew J Bockwitz | Piston |
| GB552296A (en) * | 1941-09-26 | 1943-03-31 | M E P Company Ltd | Improvements in or relating to piston rings and like packing |
| US2376147A (en) * | 1942-04-29 | 1945-05-15 | Harry B Johnston | Piston and piston ring |
| US3550988A (en) * | 1967-11-13 | 1970-12-29 | Duriron Co | Piston and ptfe ring assembly for engines |
Cited By (8)
| 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 |
| CN101813035A (en) * | 2010-03-13 | 2010-08-25 | 戴旭尧 | Long-service life high-efficiency low-carbon piston ring |
| RU2447306C1 (en) * | 2011-01-12 | 2012-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ им. А.Н. Туполева) | Ice piston seal |
| RU2535598C1 (en) * | 2013-08-27 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Ice piston seal |
| RU2582384C1 (en) * | 2015-03-11 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston seal of internal combustion engine |
| RU2582538C1 (en) * | 2015-03-23 | 2016-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston seal of internal combustion engine |
| RU175379U1 (en) * | 2017-06-26 | 2017-12-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | PISTON SEAL FOR HIGH PRESSURE LEVELS |
| RU198747U1 (en) * | 2020-03-05 | 2020-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет"(ОмГТУ) | LONG LIFE PISTON SEAL |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007143832A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2381375C2 (en) | Internal combustion engine piston seal | |
| JP2009525433A5 (en) | ||
| RU2447306C1 (en) | Ice piston seal | |
| US20040134457A1 (en) | Piston assembly with piston ring support and sealing member | |
| RU2213238C2 (en) | Internal combustion engine piston seal | |
| JP2017203408A (en) | piston | |
| RU2499901C1 (en) | Ice oil-scraper ring | |
| RU2412367C1 (en) | Piston seal for internal combustion engine | |
| WO2020133710A1 (en) | Combined oil ring and piston engine | |
| RU2486360C2 (en) | Ice sleeve assembly gas seal | |
| RU92105U1 (en) | PISTON SEAL FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
| RU2372506C2 (en) | Piston sealing for internal combustion engine | |
| RU34673U1 (en) | PISTON SEAL | |
| RU100142U1 (en) | CYLINDER-PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE GROUP | |
| RU2372508C1 (en) | Cylinder-piston group of internal combustion engine | |
| RU2750742C1 (en) | Gas sealing of cylinder-and piston group of internal combustion engine | |
| RU90864U1 (en) | PISTON RING | |
| RU2578928C1 (en) | Piston seal for internal combustion engine | |
| RU39171U1 (en) | PISTON | |
| CN105909421A (en) | Piston ring for internal combustion engine and internal combustion engine with installation of piston ring | |
| RU10812U1 (en) | COMPRESSION PISTON RING | |
| RU2312263C2 (en) | Piston seal | |
| RU2037703C1 (en) | Piston seal | |
| RU2341671C2 (en) | Ice piston packing | |
| RU30166U1 (en) | Piston for internal combustion engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161127 |