[go: up one dir, main page]

RU2499901C1 - Ice oil-scraper ring - Google Patents

Ice oil-scraper ring Download PDF

Info

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
Application number
RU2012117664/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012117664A (en
Inventor
Виктор Михайлович Гуреев
Юрий Федорович Гортышов
Анатолий Матвеевич Дружинин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ)
Priority to RU2012117664/06A priority Critical patent/RU2499901C1/en
Publication of RU2012117664A publication Critical patent/RU2012117664A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2499901C1 publication Critical patent/RU2499901C1/en

Links

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: top oil-scraper ring 3 and bottom oil-scraper ring 6 are fitted in piston groove 7. Expansion ring 4 is arranged between said top and bottom rings and has radial grooves 5 to communicate cavity arranged between cylinder wall 1 and OD surface of ring 4 with bottom cavity of piston ring 7. Note here that total angle of inclination of said rings 3, 6 and 4 makes at least 10 degrees.
EFFECT: higher power, longer life, decreased consumption of fuel and oil.
2 cl, 1 dwg

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)

1. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания, содержащее скребковые поршневые кольца и расширительное поршневое кольцо, отличающееся тем, что на верхнем и нижнем торцах расширительного поршневого кольца выполнены асимметрично расположенные радиальные пазы.1. Oil scraper piston device of an internal combustion engine containing scraper piston rings and an expansion piston ring, characterized in that at the upper and lower ends of the expansion piston ring there are asymmetrically arranged radial grooves. 2. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающееся тем, что общий угол α наклона торцов скребковых поршневых колец и расширительного поршневого кольца не менее 10°. 2. Oil scraper piston device of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the total angle α of inclination of the ends of the scraper piston rings and the expansion piston ring is at least 10 °.
RU2012117664/06A 2012-04-27 2012-04-27 Ice oil-scraper ring RU2499901C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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