RU2451810C1

RU2451810C1 - Ice sleeve assembly

Info

Publication number: RU2451810C1
Application number: RU2011100391/06A
Authority: RU
Inventors: Денис Александрович Уханов (RU); Денис Александрович Уханов; Алексей Леонидович Хохлов (RU); Алексей Леонидович Хохлов; Ильмас Рифкатович Салахутдинов (RU); Ильмас Рифкатович Салахутдинов; Антон Алексеевич Хохлов (RU); Антон Алексеевич Хохлов
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2012-05-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: engine sleeve assembly comprises piston with compression and scraper rings in contact with cylinder sleeve working surface and grooves filled with nonferrous metal. Three lines of annular grooves are made on cylinder sleeve working surface. Medium line is turned through 90° relative to top and bottom lines. Distance from start of first groove to sleeve top edge equals 10±0.5 mm. Said grooves represent opposed closed isolated grooves with angle of elevation of 17 degrees to sleeve diametral plane and with spacing of 13 mm. Groove cross-section feature hill shape with depth and width equal to 1.5 mm. Maximum distance between adjacent grooves corresponds to distance between top compression ring and bottom scraper ring.

EFFECT: higher quality of operation and wear resistance.

3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно для двигателя внутреннего сгорания (ДВС), и может быть использовано при восстановлении гильз цилиндров.The invention relates to mechanical engineering, mainly for an internal combustion engine (ICE), and can be used in the restoration of cylinder liners.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению относится цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания [Цилиндропоршневая группа. - Патент RU №2186234. Опубл. 27.07.2002 г.], включающая поршень с размещенными на нем кольцами, которые контактируют с рабочей поверхностью гильзы. На внутренней поверхности гильзы выполнены канавки, состоящие из двух встречных винтовых линий с правой и левой резьбой соответственно. Винтовые линии канавки заполнены цветным металлом, угол их подъема лежит в пределах 15…60°, а величина шага не превышает расстояния между верхним компрессионным и нижним маслосъемным кольцами.Closest to the technical nature of the claimed invention relates to a cylinder-piston group of an internal combustion engine [Cylinder-piston group. - Patent RU No. 2186234. Publ. July 27, 2002], including a piston with rings placed on it, which contact the working surface of the sleeve. On the inner surface of the sleeve grooves are made, consisting of two counter helical lines with right and left threads, respectively. The helical lines of the grooves are filled with non-ferrous metal, the angle of their rise lies within 15 ... 60 °, and the step size does not exceed the distance between the upper compression and lower oil scraper rings.

Недостатками данного устройства являются пониженная износостойкость рабочей поверхности гильзы цилиндра и неудовлетворительное качество работы цилиндропоршневой группы вследствие неравномерного распределения цветного металла по рабочей поверхности гильзы цилиндра из-за неравномерной глубины нарезки винтовых канавок.The disadvantages of this device are the reduced wear resistance of the working surface of the cylinder liner and the poor quality of the cylinder-piston group due to the uneven distribution of non-ferrous metal on the working surface of the cylinder liner due to the uneven depth of cut of the screw grooves.

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков и от его применения получен следующий технический результат: повышение качества работы цилиндропоршневой группы и износостойкости гильз цилиндров.The claimed invention is aimed at eliminating these drawbacks and from its application the following technical result was obtained: improving the quality of work of the cylinder-piston group and the wear resistance of the cylinder liners.

Указанный технический результат достигается тем, что гильза цилиндра имеет три ряда кольцевых канавок. Средний ряд разворачивают на 90° относительно верхнего и нижнего массивов. Расстояние от начала первых канавок до верхнего торца гильзы равно 10±0,5 мм. Канавки выполняют в виде встречных замкнутых колец, отдельных друг от друга, с углом подъема 17 градусов к диаметральной плоскости гильзы и шагом 13 мм. В поперечном сечении канавки имеют торообразную форму с глубиной и шириной 1,5 мм. Максимальное расстояние между соседними канавками соответствует расстоянию между верхним компрессионным и нижним маслосъемным поршневыми кольцами.The specified technical result is achieved by the fact that the cylinder liner has three rows of annular grooves. The middle row is rotated 90 ° relative to the upper and lower arrays. The distance from the beginning of the first grooves to the upper end of the sleeve is 10 ± 0.5 mm. The grooves are in the form of oncoming closed rings, separate from each other, with an angle of elevation of 17 degrees to the diametrical plane of the sleeve and a pitch of 13 mm. In the cross section, the grooves are toroidal with a depth and width of 1.5 mm. The maximum distance between adjacent grooves corresponds to the distance between the upper compression and lower oil scraper piston rings.

На фиг.1 изображена гильза цилиндра с измененными физико-механическими характеристиками и выполненными на ее рабочей поверхности кольцевыми канавками, на фиг.2 - поперечный разрез канавки в сечении А-А, на фиг.3 - схема контакта поршневых колец с рабочей поверхностью гильзы цилиндра в сечении В-В.Figure 1 shows a cylinder liner with altered physical and mechanical characteristics and annular grooves made on its working surface, figure 2 is a cross-sectional view of the groove in section AA, figure 3 is a diagram of the contact of the piston rings with the working surface of the cylinder liner in section BB.

Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания включает поршень 2 с компрессионными 3 и маслосъемным 4 кольцами, контактирующие с рабочей поверхностью гильзы цилиндра 1, и имеющая канавки, заполненные цветным металлом 7. На рабочей поверхности гильзы цилиндра 1 выполнены три ряда кольцевых канавок 5 и 6, при этом средний ряд развернут на 90° относительно верхнего и нижнего рядов, причем расстояние от начала первых канавок 5 и 6 до верхнего торца гильзы 1 равно 10±0,5 мм. Канавки 5 и 6 выполняются в виде встречных замкнутых колец, отдельных друг от друга, с углом подъема 17° к диаметральной плоскости гильзы 1 и шагом 13 мм. В продольном сечении канавки 5 и 6 имеют торообразную форму с глубиной и шириной 1,5 мм. Максимальное расстояние между соседними канавками 5 и 6 соответствует расстоянию между верхним компрессионным 3 и нижним маслосъемным 4 поршневыми кольцами.The cylinder-piston group of the internal combustion engine includes a piston 2 with compression 3 and oil scraper 4 rings in contact with the working surface of the cylinder liner 1, and having grooves filled with non-ferrous metal 7. On the working surface of the cylinder liner 1 there are three rows of annular grooves 5 and 6, while the middle row is rotated 90 ° relative to the upper and lower rows, and the distance from the beginning of the first grooves 5 and 6 to the upper end of the sleeve 1 is 10 ± 0.5 mm. Grooves 5 and 6 are made in the form of oncoming closed rings, separate from each other, with an angle of elevation of 17 ° to the diametrical plane of the sleeve 1 and a pitch of 13 mm. In a longitudinal section, the grooves 5 and 6 have a toroidal shape with a depth and width of 1.5 mm. The maximum distance between adjacent grooves 5 and 6 corresponds to the distance between the upper compression 3 and the lower oil scraper 4 piston rings.

Цилиндропоршневая группа работает следующим образом.The cylinder piston group works as follows.

В процессе работы ДВС поршень 2 с кольцами 3 и 4 совершает возвратно-поступательное движение вверх-вниз. При этом кольца 3 и 4, двигаясь по рабочей поверхности гильзы 1, пластической деформацией снимают часть цветного металла 7 с канавок 5 и 6 и «размазывают» его по рабочей поверхности гильзы 1 от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки. Этот процесс происходит в течение всех тактов ДВС и продолжается до тех пор, пока на рабочей поверхности гильзы 1 не образуется слой цветного металла 7 определенной толщины. В результате этого процесса коэффициент трения рабочих поверхностей поршневых колец 3 и 4 и рабочей поверхности гильзы 1 снижается, а кольца 3 и 4 перестают снимать цветной металл 7 с канавок 5 и 6. По мере уменьшения толщины «размазанного» цветного металла 7 с поверхности гильзы 1 коэффициент трения между рабочими поверхностями поршневых колец 3 и 4 и рабочей поверхностью гильзы 1 несколько увеличивается. Одновременно начинает повышаться и интенсивность снятия поршневыми кольцами 3 и 4 цветного металла 7 с канавок 5 и 6, и процесс «размазывания» цветного металла 7 по рабочей поверхности гильзы 1 повторяется. Таким образом, процесс нанесения слоя цветного металла 7 на рабочую поверхность гильзы 1 сопровождает весь период эксплуатации цилиндропоршневой группы ДВС.In the process of internal combustion engine piston 2 with rings 3 and 4 performs a reciprocating movement up and down. In this case, rings 3 and 4, moving along the working surface of the sleeve 1, with plastic deformation remove part of the non-ferrous metal 7 from the grooves 5 and 6 and “smear” it along the working surface of the sleeve 1 from the top dead center to the bottom dead center. This process occurs during all ICE cycles and continues until a non-ferrous metal layer 7 of a certain thickness is formed on the working surface of the sleeve 1. As a result of this process, the coefficient of friction of the working surfaces of the piston rings 3 and 4 and the working surface of the sleeve 1 decreases, and the rings 3 and 4 cease to remove the non-ferrous metal 7 from the grooves 5 and 6. As the thickness of the “smeared” non-ferrous metal 7 decreases from the surface of the sleeve 1 the friction coefficient between the working surfaces of the piston rings 3 and 4 and the working surface of the sleeve 1 increases slightly. At the same time, the intensity of removing the non-ferrous metal 7 from the grooves 5 and 6 by the piston rings 3 and 4 begins to increase, and the process of “smearing” the non-ferrous metal 7 along the working surface of the sleeve 1 is repeated. Thus, the process of applying a layer of non-ferrous metal 7 on the working surface of the sleeve 1 accompanies the entire period of operation of the cylinder-piston ICE group.

Выполнение угла подъема канавок 17° к диаметральной плоскости гильзы, заполненных цветным металлом (медью), будет способствовать образованию на рабочей поверхности гильзы защитной пленки, а также снижению коэффициента трения поршневых колец о стенку гильзы цилиндра.Performing an angle of elevation of the grooves of 17 ° to the diametrical plane of the liner filled with non-ferrous metal (copper) will contribute to the formation of a protective film on the liner working surface, as well as reducing the coefficient of friction of the piston rings against the cylinder liner wall.

Кроме того, выполнение канавок в виде отдельных замкнутых колец способствует точности глубины их нарезки и, соответственно, увеличению равномерности заполнения канавок цветным металлом (медью). Такое конструктивное исполнение рабочей поверхности гильзы цилиндра позволит повысить качество работы цилиндропоршневой группы и износостойкость гильз цилиндров.In addition, the implementation of the grooves in the form of separate closed rings contributes to the accuracy of the depth of their cutting and, accordingly, to increase the uniformity of filling the grooves with non-ferrous metal (copper). Such a design of the working surface of the cylinder liner will improve the quality of the cylinder-piston group and the wear resistance of the cylinder liners.

Claims

Cylinder-piston group of an internal combustion engine, including a piston with compression and oil scraper rings in contact with the working surface of the cylinder liner having grooves filled with non-ferrous metal, characterized in that the cylinder liner has three rows of annular grooves, while the middle row is rotated 90 ° relative to the upper and the lower row, and the distance from the beginning of the first grooves to the upper end of the sleeve is 10 ± 0.5 mm, and the grooves are made in the form of oncoming closed rings, separate from each other, with an angle at Rising 17 ° to the diametrical plane of the liner and in increments of 13 mm, the grooves in the cross section are toroidal with a depth and width of 1.5 mm, the maximum distance between adjacent grooves corresponds to the distance between the upper compression and lower oil scraper piston rings.