RU2499901C1 - Ice oil-scraper ring - Google Patents
Ice oil-scraper ring Download PDFInfo
- Publication number
- RU2499901C1 RU2499901C1 RU2012117664/06A RU2012117664A RU2499901C1 RU 2499901 C1 RU2499901 C1 RU 2499901C1 RU 2012117664/06 A RU2012117664/06 A RU 2012117664/06A RU 2012117664 A RU2012117664 A RU 2012117664A RU 2499901 C1 RU2499901 C1 RU 2499901C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- piston
- scraper
- rings
- oil
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000006049 ring expansion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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 маслосъемные поршневые устройства двигателей внутреннего сгорания, содержащие два раздельных скребковых элемента с расширителями различной конструкции (Заявка №53-22204, Япония, 1978; Заявка №59-20859, Япония, 1984; авторское свидетельство №1312217, СССР, 1985; патент №2381375 RU C2).Known oil scraper piston devices of internal combustion engines containing two separate scraper elements with expanders of various designs (Application No. 53-22204, Japan, 1978; Application No. 59-20859, Japan, 1984; copyright certificate No. 1312217, USSR, 1985; patent No. 2381375 RU C2).
Известно маслосъемное поршневое кольцо двигателя внутреннего сгорания, содержащее скребковые элементы и расширитель (патент RU 2447307, 10.04.2012). Прототип имеет существенный недостаток, который заключается в том, что при низких температурах, особенно в зимнее время, охлаждение деталей цилиндропоршневой группы двигателя: цилиндра, поршня, скребковых элементов и расширителя, приводит к уменьшению объемов и размеров контактирующих деталей. Сокращающаяся ширина поршневой канавки сжимает пакет колец из скребковых колец и расширительного кольца, который должен смещаться в направлении оси цилиндра и ослаблять воздействие нижней и верхней полок поршневой канавки на скребковые кольца, сохраняя их упругие качества и, соответственно, подвижность и работоспособность. Но такое взаимодействие возможно только при условии отсутствия самотормозящих свойств в кинематической схеме «верхнее скребковое кольцо - расширительное кольцо - нижнее скребковое кольцо», которые возникают, если общий угол «клинового» устройства будет равен или меньше угла самоторможения.Known oil scraper piston ring of an internal combustion engine containing scraper elements and an expander (patent RU 2447307, 04/10/2012). The prototype has a significant drawback, which is that at low temperatures, especially in winter, cooling parts of the cylinder-piston group of the engine: cylinder, piston, scraper elements and expander, leads to a decrease in the volume and size of the contacting parts. The decreasing width of the piston groove compresses the pack of rings from the scraper rings and the expansion ring, which should be displaced in the direction of the cylinder axis and weaken the effect of the lower and upper shelves of the piston groove on the scraper rings, while maintaining their elastic qualities and, accordingly, their mobility and performance. But such an interaction is possible only if there is no self-inhibiting properties in the kinematic scheme "upper scraper ring - expansion ring - lower scraper ring", which occur if the total angle of the "wedge" device is equal to or less than the angle of self-braking.
Например, для контактных стальных шлифованных деталей клиновых устройств угол самоторможения равен 12°. В таком случае поршневая канавка, уменьшая свой размер по ширине, продолжает воздействовать нижней и верхней полками на соответствующие торцы скребковых колец, увеличивая до критических величин силы сжатия всей системы, что приводит к окончательному заклиниванию скребковых колец в поршневой канавке и возможному разрушению полок поршневой канавки и поломке двигателя.For example, for contact steel polished parts of wedge devices, the self-braking angle is 12 °. In this case, reducing the size of the piston groove, the lower and upper shelves continue to act on the corresponding ends of the scraper rings, increasing the compression forces of the entire system to critical values, which leads to the final jamming of the scraper rings in the piston groove and possible destruction of the piston groove shelves and engine breakdown.
Кроме того, существенным недостатком прототипа является то, что изготовление суфлирующих радиальных отверстий в расширительном кольце представляется проблематичным для автомобильных двигателей. Небольшая высота поршневых колец и расширительного кольца ограничивает диаметр отверстий, а радиальная толщина, которая в 1,5…2,0 раза больше высоты, по определению относит изготовление подобных отверстий к нетехнологичным операциям «глубокого» сверления, и в массовом типе производства считается нецелесообразным. Например, в расширительном кольце для двигателя КАМАЗ необходимо обработать отверстия диаметром 0,8 мм на глубину 5 мм радиальной толщины поршневых колец этого двигателя.In addition, a significant disadvantage of the prototype is that the manufacture of venting radial holes in the expansion ring is problematic for automobile engines. The small height of the piston rings and the expansion ring limits the diameter of the holes, and the radial thickness, which is 1.5 ... 2.0 times greater than the height, by definition relates the manufacture of such holes to non-technological operations of "deep" drilling, and in the mass type of production it is considered impractical. For example, in an expansion ring for a KAMAZ engine, it is necessary to process holes with a diameter of 0.8 mm to a depth of 5 mm of the radial thickness of the piston rings of this engine.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности маслосъемных поршневых устройств, увеличения мощности и ресурса двигателя, уменьшения расхода топлива и масла, улучшении экологических характеристик двигателя.The technical result, which the invention is directed to, is to increase the efficiency of oil scraper pistons, increase engine power and life, reduce fuel and oil consumption, and improve the environmental performance of the engine.
Технический результат достигается тем, что в маслосъемном поршневом устройстве двигателя внутреннего сгорания, содержащем скребковые поршневые кольца и расширительное поршневое кольцо, на верхнем и нижнем торцах расширительного поршневого кольца выполнены ассиметрично расположенные радиальные пазы, причем общий угол α наклона торцов скребковых поршневых колец и расширительного поршневого кольца не менее 10°.The technical result is achieved by the fact that in the oil scraper piston device of an internal combustion engine containing scraper piston rings and an expansion piston ring, asymmetrically arranged radial grooves are made at the upper and lower ends of the expansion piston ring, the overall angle α of inclination of the ends of the scraper piston rings and the expansion piston ring not less than 10 °.
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 скребковое поршневое кольцо 3, расширительное поршневое кольцо 4, на обоих торцах которого выполнены ассиметрично расположенные радиальные пазы 5, нижнее скребковое поршневое кольцо 6, установленные в поршневой канавке 7.The internal combustion engine contains a cylinder 1, a piston 2, an upper scraper piston ring 3, an expansion piston ring 4, at both ends of which asymmetrically arranged radial grooves 5 are made, a lower scraper piston ring 6 installed in the piston groove 7.
Маслосъемное поршневое кольцо работает следующим образом.Oil scraper piston ring operates as follows.
В процессе работы двигателя происходит нагрев деталей цилиндропоршневой группы. Нагрев цилиндра 1 приводит к увеличению его диаметра и соответствующему разжиму скребковых колец 3 и 6, за счет своих упругих свойств, обеспечивая постоянный контакт со стенкой цилиндра 1. В результате смещения скребковых колец 3 и 6 в направлении стенки цилиндра 1 образуется зазор между торцами скребковых колец 3 и 6 и полками поршневой канавки 7, который к тому же увеличивается за счет нагрева поршня 2 и увеличения ширины поршневой канавки 7. Расширительное кольцо 4, разжимаясь, смещается вместе со скребковыми кольцами 3 и 6, распирая их и поджимая к полкам поршневой канавки 7, обеспечивая без зазорное соединение всех деталей в системе «верхняя полка поршневой канавки 7 - верхнее скребковое кольцо 3 - расширительное кольцо 4 - нижнее скребковое кольцо 6 - нижняя полка поршневой канавки 7».In the process of engine operation, the details of the cylinder-piston group are heated. The heating of the cylinder 1 leads to an increase in its diameter and the corresponding expansion of the scraper rings 3 and 6, due to its elastic properties, providing constant contact with the wall of the cylinder 1. As a result of the displacement of the scraper rings 3 and 6 in the direction of the wall of the cylinder 1, a gap is formed between the ends of the scraper rings 3 and 6 and the shelves of the piston groove 7, which also increases by heating the piston 2 and increasing the width of the piston groove 7. The expansion ring 4, unclenching, moves together with the scraper rings 3 and 6, bursting them and pressing I the shelves piston groove 7, providing no gap stretch compound all parts in the "upper shelf piston groove 7 - upper scraping ring 3 - expander ring 4 - lower scraping ring 6 - bottom shelf piston groove 7 '.
В процессе охлаждения двигателя термодинамические изменения происходят в обратном порядке. Охлаждение цилиндра 1 приводит к уменьшению его диаметра, следовательно, сужаясь, стенка цилиндра 1, воздействуя на скребковые кольца 3 и 6, смещает их вместе с расширительным кольцом 4 в направлении оси цилиндра 1. В свою очередь, остывание поршня 2 приводит к уменьшению высоты поршневой канавки 7, в результате чего верхняя и нижняя полка поршневой канавки 7 сжимают скребковые кольца 3 и 6, которые вытесняют расширительное кольцо 4 в направлении оси цилиндра 1, обеспечивая замкнутость системы «верхняя полка поршневой канавки 7 - верхнее скребковое кольцо 3 - расширительное кольцо 4 - нижнее скребковое кольцо 6 - нижняя полка поршневой канавки 7» и исключая зазоры между контактными поверхностями.During engine cooling, thermodynamic changes occur in the reverse order. Cooling of the cylinder 1 leads to a decrease in its diameter, therefore, tapering, the wall of the cylinder 1, acting on the scraper rings 3 and 6, shifts them together with the expansion ring 4 in the direction of the axis of the cylinder 1. In turn, cooling of the piston 2 leads to a decrease in the height of the piston grooves 7, as a result of which the upper and lower flange of the piston groove 7 compress the scraper rings 3 and 6, which displace the expansion ring 4 in the direction of the cylinder axis 1, ensuring the closure of the system “upper flange of the piston groove 7 - upper scraper e ring 3 - expansion ring 4 - lower scraper ring 6 - lower shelf of the piston groove 7 ”and excluding gaps between contact surfaces.
При движении поршня 2 в нижнее положение, масло, снимаемое верхним скребковым кольцом 3, заполняет полость между нижним скребковым кольцом 6, стенкой цилиндра 1 и самим скребковым кольцом 3, и под давлением перепускается по радиальным пазам 5 в придонную полость поршневой канавки 7 и далее во внутреннее пространство поршня 2.When the piston 2 moves to the lower position, the oil removed by the upper scraper ring 3 fills the cavity between the lower scraper ring 6, the wall of the cylinder 1 and the scraper ring 3 itself, and under pressure passes through the radial grooves 5 into the bottom cavity of the piston groove 7 and then into the internal space of the piston 2.
Разработанное маслосъемное поршневое кольцо оставляет на стенке цилиндра минимально необходимую толщину гидродинамического смазочного слоя, обеспечивающего минимальный расход моторного масла на угар и минимальные потери на трение поршневых колец, следствием чего является повышение мощности и ресурса двигателя, снижение расхода топлива и моторного масла, улучшение экологических показателей двигателя.The developed oil scraper piston ring leaves on the cylinder wall the minimum required thickness of the hydrodynamic lubricating layer, which ensures minimum consumption of engine oil for burning and minimum friction losses of the piston rings, which results in an increase in engine power and resource, reduction in fuel and engine oil consumption, and improvement of the engine environmental performance. .
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117664/06A RU2499901C1 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Ice oil-scraper ring |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012117664/06A RU2499901C1 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Ice oil-scraper ring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012117664A RU2012117664A (en) | 2013-11-10 |
| RU2499901C1 true RU2499901C1 (en) | 2013-11-27 |
Family
ID=49516575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012117664/06A RU2499901C1 (en) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Ice oil-scraper ring |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2499901C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2616686C1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston unit of the internal combustion engine |
| RU2616687C1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston unit of the internal combustion engine (versions) |
| RU2625419C1 (en) * | 2016-07-18 | 2017-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Oil-removing piston unit for internal-combustion engine |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4099730A (en) * | 1977-05-31 | 1978-07-11 | Questor Corporation | Piston ring construction |
| SU1449688A2 (en) * | 1987-03-12 | 1989-01-07 | Ленинградский Филиал Научно-Исследовательского Института Автомобильного Транспорта | Oil-control ring for internal combustion engine |
| SU1731971A1 (en) * | 1990-03-21 | 1992-05-07 | Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам | Piston oil control ring |
| RU2447307C1 (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 scraper ring |
-
2012
- 2012-04-27 RU RU2012117664/06A patent/RU2499901C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4099730A (en) * | 1977-05-31 | 1978-07-11 | Questor Corporation | Piston ring construction |
| GB1599736A (en) * | 1977-05-31 | 1981-10-07 | Muskegon Piston Ring Co Inc | Annular space-expander for at least one piston ring |
| SU1449688A2 (en) * | 1987-03-12 | 1989-01-07 | Ленинградский Филиал Научно-Исследовательского Института Автомобильного Транспорта | Oil-control ring for internal combustion engine |
| SU1731971A1 (en) * | 1990-03-21 | 1992-05-07 | Одесский Конструкторско-Технологический Институт По Поршневым Кольцам | Piston oil control ring |
| RU2447307C1 (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 scraper ring |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2616686C1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston unit of the internal combustion engine |
| RU2616687C1 (en) * | 2016-01-20 | 2017-04-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Piston unit of the internal combustion engine (versions) |
| RU2625419C1 (en) * | 2016-07-18 | 2017-07-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Oil-removing piston unit for internal-combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012117664A (en) | 2013-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2447307C1 (en) | Ice piston scraper ring | |
| CN106988920B (en) | Cylinder liner for internal combustion engine | |
| RU2499901C1 (en) | Ice oil-scraper ring | |
| RU2381375C2 (en) | Internal combustion engine piston seal | |
| RU2458239C1 (en) | Ice piston scraper | |
| ATE530819T1 (en) | PISTONS FOR COMBUSTION ENGINES | |
| RU2447306C1 (en) | Ice piston seal | |
| JP6642256B2 (en) | piston | |
| RU2016125832A (en) | REDUCED PISTON RING | |
| RU2416750C1 (en) | Packing device of piston | |
| RU2535598C1 (en) | Ice piston seal | |
| RU2625419C1 (en) | Oil-removing piston unit for internal-combustion engine | |
| RU2372506C2 (en) | Piston sealing for internal combustion engine | |
| RU2399819C1 (en) | Piston ring with additional radial flexibility | |
| RU2535514C1 (en) | Oil wiper piston device for internal-combustion engine | |
| RU2535599C1 (en) | Ice piston seal oil scraper | |
| RU2578928C1 (en) | Piston seal for internal combustion engine | |
| CN105492805A (en) | Piston with a piston ring groove, in particular a compression grove | |
| RU2372508C1 (en) | Cylinder-piston group of internal combustion engine | |
| RU2582538C1 (en) | Piston seal of internal combustion engine | |
| JP2018179174A (en) | Pressure ring | |
| JP6579027B2 (en) | Cylinder bore wall of internal combustion engine | |
| RU2582384C1 (en) | Piston seal of internal combustion engine | |
| JP2009257478A (en) | Piston ring structure of internal combustion engine | |
| RU2561787C1 (en) | Ice oil piston device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160428 |