[go: up one dir, main page]

RU2535599C1 - Ice piston seal oil scraper - Google Patents

Ice piston seal oil scraper Download PDF

Info

Publication number
RU2535599C1
RU2535599C1 RU2013139801/06A RU2013139801A RU2535599C1 RU 2535599 C1 RU2535599 C1 RU 2535599C1 RU 2013139801/06 A RU2013139801/06 A RU 2013139801/06A RU 2013139801 A RU2013139801 A RU 2013139801A RU 2535599 C1 RU2535599 C1 RU 2535599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
oil scraper
piston
rings
scraper
Prior art date
Application number
RU2013139801/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Матвеевич Дружинин
Виктор Михайлович Гуреев
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 RU2013139801/06A priority Critical patent/RU2535599C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2535599C1 publication Critical patent/RU2535599C1/en

Links

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: upper oil scraper is fitted in piston groove as well as mid oil scraper and lower oil scraper while expansion rings are arranged there between. Working surface of oil scrapers feature flat cylindrical part and skew towards piston stroke to TDC and has expansion rings arranged there between. Oil scrapers feature rectangular profile. Note here that said flat cylindrical surface of every underlying ring is larger than that of overlying ring. Minimum depth of hydrodynamic lubing ply is formed on cylinder wall.
EFFECT: minimised mechanical losses and motor oil wastes.
3 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 маслосъемные кольца и расширители различной конструкции (Заявка №53-22204, Япония, 1978; Заявка №59-20859, Япония, 1984; авторское свидетельство №1312217, СССР, 1985, патент RU №2458239, МПК F02F 5/00, опубл.10.08.2012).Known oil scraper piston devices of internal combustion engines containing oil scraper rings and expanders of various designs (Application No. 53-22204, Japan, 1978; Application No. 59-20859, Japan, 1984; copyright certificate No. 1312217, USSR, 1985, patent RU No. 2458239, IPC F02F 5/00, published on 08/10/2012).

Известно маслосъемное кольцо двигателя внутреннего сгорания, содержащее скребковые элементы и расположенное между ними расширительное кольцо, выполненное в виде усеченного конуса (патент RU №2447307, RU МПК F02F 5/00, опубл. 10.04.2012). Known oil scraper ring of an internal combustion engine containing scraper elements and an expansion ring located between them, made in the form of a truncated cone (patent RU No. 2447307, RU IPC F02F 5/00, published on 04/10/2012).

Прототип имеет существенный недостаток, который заключается в том, что наличие только двух скребковых элементов, расположенных в одной поршневой канавке маслосъемного поршневого устройства, ограничивает возможность формирования минимально необходимого смазочного слоя для широкого диапазона ДВС, оставляя на стенке цилиндра излишнее количество масла, как при малых, так, особенно, при больших скоростях коленчатого вала двигателя, что отражается на повышении расхода масла и ухудшении экологических показателей двигателя. Кроме того, расширитель достаточно металлоемкий, имеет существенную массу и размеры, превышающие размеры скребковых элементов, недостаточно технологичный для малолитражных двигателей с небольшими диаметрами цилиндров.The prototype has a significant drawback, which is that the presence of only two scraper elements located in one piston groove of the oil scraper piston device limits the possibility of forming the minimum necessary lubricant layer for a wide range of ICEs, leaving an excessive amount of oil on the cylinder wall, as with small so, especially at high speeds of the crankshaft of the engine, which is reflected in increased oil consumption and environmental degradation of the engine. In addition, the expander is quite metal-intensive, has a significant mass and dimensions exceeding the dimensions of the scraper elements, not technologically advanced for small engines with small cylinder diameters.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении эффективности маслосъемного поршневого устройства, увеличении его ресурса, уменьшении расхода моторного масла, улучшении экологических характеристик двигателя.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the efficiency of the oil scraper piston device, increase its life, reduce the consumption of motor oil, and improve the environmental performance of the engine.

Технический результат достигается тем, что в маслосъемном поршневом устройстве двигателя внутреннего сгорания, содержащем маслосъемные кольца, рабочая поверхность которых имеет плоскую цилиндрическую часть и скос в направлении движения поршня в верхнее положение, и расположенные между ними расширительные кольца, новым является то, что маслосъемные кольца выполнены прямоугольного профиля, при этом плоская цилиндрическая часть рабочей поверхности каждого нижележащего кольца больше плоской цилиндрической части рабочей поверхности вышележащего кольца.The technical result is achieved in that in the oil scraper piston device of an internal combustion engine containing oil scraper rings, the working surface of which has a flat cylindrical part and a bevel in the direction of movement of the piston in the upper position, and expansion rings located between them are new, that the oil scraper rings are made a rectangular profile, while the flat cylindrical part of the working surface of each underlying ring is larger than the flat cylindrical part of the working surface in overlying ring.

Расширительные кольца выполнены в виде осевых волнообразных расширителей мембранного типа и установлены с зазором относительно стенки цилиндра.The expansion rings are made in the form of axial wave-like extenders of the membrane type and are installed with a gap relative to the cylinder wall.

Глубина поршневой канавки равна радиальной толщине маслосъемных колец.The depth of the piston groove is equal to the radial thickness of the oil scraper rings.

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, поршневую канавку 3, в которой установлены верхнее маслосъемное кольцо 4, среднее маслосъемное кольцо 5 и нижнее маслосъемное кольцо 6, расширительные кольца 7, конические сливные отверстия 8.The internal combustion engine contains a cylinder 1, a piston 2, a piston groove 3, in which an upper oil scraper ring 4, a middle oil scraper ring 5 and a lower oil scraper ring 6, expansion rings 7, conical drain holes 8 are installed.

Маслосъемное поршневое устройство работает следующим образом.Oil scraper piston device operates as follows.

При движении поршня 2 в нижнее положение нижнее маслосъемное кольцо 6, имея максимальную площадь контакта рабочей поверхности со стенкой цилиндра 1, определяемую максимальным значением h1 (высота плоской цилиндрической части рабочей поверхности маслосъемного кольца) и, соответственно, минимальным удельным давлением на стенку цилиндра 1, своим нижним торцом, выступающим из поршневой канавки 3 в пределах гарантированного зазора между стенкой цилиндра 1 и поршнем 2, снимает основную часть масла со стенки цилиндра 1. Снимаемое со стенки цилиндра 1 масло через зазор между стенкой цилиндра 1 и поршнем 2 сбрасывается в картер двигателя. Следующее за ним маслосъемное кольцо 5 с увеличенным удельным давлением на стенку цилиндра 1 за счет меньшего значения h2 снимает меньшую часть масла со стенки цилиндра 1, оставляя на стенке цилиндра 1 толщину масляного слоя, приближающуюся к минимально необходимой величине, окончательно формируемой маслосъемным кольцом 4 с еще меньшим значением h3 и еще большим удельным давлением. Снятое со стенки цилиндра 1 маслосъемными кольцами 5 и 4 масло удаляется по радиальным каналам расширительных колец 7 и сливным коническим отверстиям 8 во внутреннюю полость поршня 2. Конические сливные отверстия 8 улучшают удаление масла из поршневой канавки 3 и противодействуют подсасыванию масла из внутренней полости поршня 2 на рабочем такте впуска, когда над поршнем 2 и в зазорах поршневой канавки 3 образуется разрежение. Расширительные кольца 7, выполненные в виде осевых волнообразных расширителей мембранного типа и установленные с зазором относительно стенки цилиндра 1, компенсируют изменения ширины поршневой канавки 3 за счет тепловых деформаций поршня 2 и износа полок канавки 3, устраняя зазор между полками поршневой канавки 3 и нижним торцом нижнего маслосъемного кольца 6 и верхним торцом верхнего маслосъемного кольца 4. Расширительные кольца 7 устраняют осевые зазоры в маслосъемном поршневом устройстве, тем самым исключают «насосный» эффект, сопровождающий работу поршневых колец.When the piston 2 moves to the lower position, the lower oil scraper ring 6, having a maximum contact area of the working surface with the cylinder wall 1, determined by the maximum value of h 1 (the height of the flat cylindrical part of the working surface of the oil scraper ring) and, accordingly, the minimum specific pressure on the cylinder wall 1, with its lower end protruding from the piston groove 3 within the guaranteed clearance between the cylinder wall 1 and the piston 2, removes the main part of the oil from the cylinder wall 1. Removable from the cylinder wall 1 and oil through the gap between the wall of the cylinder 1 and the piston 2 is discharged into the crankcase. Following it, the oil scraper ring 5 with an increased specific pressure on the wall of the cylinder 1, due to the lower value of h 2, removes a smaller part of the oil from the wall of the cylinder 1, leaving a thickness of the oil layer on the wall of the cylinder 1, approaching the minimum required value, finally formed by the oil scraper ring 4 s even lower h 3 and even greater specific pressure. The oil removed from the cylinder wall 1 by the oil scraper rings 5 and 4 is removed through the radial channels of the expansion rings 7 and the drain conical openings 8 into the internal piston cavity 2. The conical drain openings 8 improve the removal of oil from the piston groove 3 and counteract the suction of oil from the internal cavity of the piston 2 by working intake stroke, when a vacuum is generated above the piston 2 and in the gaps of the piston groove 3. Expansion rings 7, made in the form of axial wave-like extenders of the membrane type and installed with a gap relative to the cylinder wall 1, compensate for changes in the width of the piston groove 3 due to thermal deformation of the piston 2 and wear of the shelves of the groove 3, eliminating the gap between the shelves of the piston groove 3 and the lower end of the lower oil scraper ring 6 and the upper end of the upper oil scraper ring 4. Expansion rings 7 eliminate axial clearances in the oil scraper piston device, thereby eliminating the "pumping" effect, accompanied by giving the job of piston rings.

Таким образом, каждое последующее кольцо, перекрывая допустимые технологические зазоры между стенкой цилиндра 1 и рабочей поверхностью предыдущего кольца, а также зазор в замке предыдущего кольца, уменьшает количество масла, оставляемого на стенке цилиндра 1, приближая его к расчетной величине. Чем больше маслосъемных колец в маслосъемном поршневом устройстве, тем меньшее гидравлическое сопротивление оказывает масло при движении поршня в нижнее положение, тем самым повышая КПД двигателя. Учитывая, что моторное масло - жидкость, практически несжимаемая, а скорость движения поршня огромная, измеряемая в метрах в секунду, перевод динамики процесса удаления масла со стенки цилиндра двигателя одним или даже двумя маслосъемными кольцами в статический процесс n количеством маслосъемных колец благоприятно отразится на всей работе двигателя. При движении поршня 2 в верхнее положение скосы, выполненные на рабочих поверхностях маслосъемных колец, обеспечивают сохранность сформированной толщины масляного слоя на стенке цилиндра 1, предотвращая его соскабливание в направлении компрессионных колец и попадание в камеру сгорания.Thus, each subsequent ring, overlapping the permissible technological gaps between the wall of the cylinder 1 and the working surface of the previous ring, as well as the gap in the lock of the previous ring, reduces the amount of oil left on the wall of the cylinder 1, bringing it closer to the calculated value. The more oil scraper rings in the oil scraper piston, the less hydraulic resistance the oil exerts when the piston moves to the lower position, thereby increasing engine efficiency. Considering that engine oil is a fluid that is practically incompressible, and the piston speed is huge, measured in meters per second, translating the dynamics of the process of removing oil from the engine cylinder wall with one or even two oil scraper rings into a static process n the number of oil scraper rings will favorably affect the whole work engine. When the piston 2 moves to the upper position, the bevels made on the working surfaces of the oil scraper rings ensure the safety of the formed oil layer thickness on the cylinder wall 1, preventing it from scraping in the direction of the compression rings and entering the combustion chamber.

Claims (3)

1. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания, содержащее расположенные в поршневой канавке маслосъемные кольца, рабочая поверхность которых имеет плоскую цилиндрическую часть и скос в направлении движения поршня в верхнее положение, и расположенные между ними расширительные кольца, отличающееся тем, что маслосъемные кольца выполнены прямоугольного профиля, при этом плоская цилиндрическая часть рабочей поверхности каждого нижележащего кольца больше плоской цилиндрической части рабочей поверхности вышележащего кольца.1. Oil scraper piston device of an internal combustion engine containing oil scraper rings located in the piston groove, the working surface of which has a flat cylindrical part and beveled in the direction of piston movement to the upper position, and expansion rings located between them, characterized in that the scraper rings are made of a rectangular profile moreover, the flat cylindrical part of the working surface of each underlying ring is larger than the flat cylindrical part of the working surface th rings. 2. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающееся тем, что расширительные кольца выполнены в виде осевых волнообразных расширителей мембранного типа и установлены с зазором относительно стенки цилиндра.2. Oil scraper piston device of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the expansion rings are made in the form of axial wave-like extenders of the membrane type and are installed with a gap relative to the cylinder wall. 3. Маслосъемное поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания по п.1, отличающееся тем, что глубина поршневой канавки равна радиальной толщине маслосъемных колец. 3. Oil scraper piston device of an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the depth of the piston groove is equal to the radial thickness of the scraper rings.
RU2013139801/06A 2013-08-27 2013-08-27 Ice piston seal oil scraper RU2535599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139801/06A RU2535599C1 (en) 2013-08-27 2013-08-27 Ice piston seal oil scraper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139801/06A RU2535599C1 (en) 2013-08-27 2013-08-27 Ice piston seal oil scraper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2535599C1 true RU2535599C1 (en) 2014-12-20

Family

ID=53286044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013139801/06A RU2535599C1 (en) 2013-08-27 2013-08-27 Ice piston seal oil scraper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2535599C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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 (6)

* 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
SU726388A1 (en) * 1976-03-05 1980-04-05 Брянский Институт Транспортного Машиностроения Piston oil ring
US4362135A (en) * 1978-06-26 1982-12-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Piston ring of internal combustion engine
US4722535A (en) * 1985-01-16 1988-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Oil ring structure having reduced rigidity
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
RU2458239C1 (en) * 2011-04-12 2012-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Ice piston scraper

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU726388A1 (en) * 1976-03-05 1980-04-05 Брянский Институт Транспортного Машиностроения Piston oil ring
US4099730A (en) * 1977-05-31 1978-07-11 Questor Corporation Piston ring construction
US4362135A (en) * 1978-06-26 1982-12-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Piston ring of internal combustion engine
US4722535A (en) * 1985-01-16 1988-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Oil ring structure having reduced rigidity
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
RU2458239C1 (en) * 2011-04-12 2012-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Ice piston scraper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2447307C1 (en) Ice piston scraper ring
RU2614313C2 (en) Piston ring with groove, which has periodically varying forms
EP3115653B1 (en) Machine with reduced cylinder friction
RU2458239C1 (en) Ice piston scraper
RU2381375C2 (en) Internal combustion engine piston seal
ATE530819T1 (en) PISTONS FOR COMBUSTION ENGINES
RU2535599C1 (en) Ice piston seal oil scraper
US20170009885A1 (en) Piston ring configured to reduce friction
JP2017203408A (en) piston
RU2499901C1 (en) Ice oil-scraper ring
RU2535514C1 (en) Oil wiper piston device for internal-combustion engine
CN108730065B (en) Pressure ring
RU2561787C1 (en) Ice oil piston device
RU2625419C1 (en) Oil-removing piston unit for internal-combustion engine
RU2412367C1 (en) Piston seal for internal combustion engine
RU2372506C2 (en) Piston sealing for internal combustion engine
JP2018080699A (en) Cylinder of internal combustion engine
CN107709743A (en) Piston ring
CN106337737B (en) Bearing interface with grooves to reduce friction
RU2619001C1 (en) Oil-removing piston unit for internal-combustion engine
US20150040853A1 (en) Piston ring for an internal combustion engine
RU92105U1 (en) PISTON SEAL FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
RU100142U1 (en) CYLINDER-PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE GROUP
RU34673U1 (en) PISTON SEAL
RU2578928C1 (en) Piston seal for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20181031