[go: up one dir, main page]

RU2534327C2 - Cylinder-piston assembly - Google Patents

Cylinder-piston assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2534327C2
RU2534327C2 RU2013110185/06A RU2013110185A RU2534327C2 RU 2534327 C2 RU2534327 C2 RU 2534327C2 RU 2013110185/06 A RU2013110185/06 A RU 2013110185/06A RU 2013110185 A RU2013110185 A RU 2013110185A RU 2534327 C2 RU2534327 C2 RU 2534327C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grooves
piston
rings
sleeve
compression
Prior art date
Application number
RU2013110185/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013110185A (en
Inventor
Алексей Леонидович Хохлов
Ильмас Рифкатович Салахутдинов
Андрей Анатольевич Глушенко
Антон Алексеевич Хохлов
Айрат Шамильевич Нурутдинов
Дмитрий Михайлович Марьин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина"
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 "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия имени П.А. Столыпина"
Priority to RU2013110185/06A priority Critical patent/RU2534327C2/en
Publication of RU2013110185A publication Critical patent/RU2013110185A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2534327C2 publication Critical patent/RU2534327C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: this assembly comprises piston and cylinder sleeve (8). Piston with compression and scraper rings contacts with cylinder sleeve working that has grooves (9) and (10) filled with nonferrous metal. Hardening surface is applied on piston bottom and grooves of said compression and scraper rings by micro arc oxidation and composed by solid oxidised ply. Grooves (9) are made at points of cylinder sleeve (8) maximum wear that correspond to piston TDC and BDC. Grooves (9) feature the shape of counter sinusoids. Two grooves (10) shaped to two opposed closed separate rings are made at cylinder sleeve (8) mid part, some 0.10-0.12 of sleeve height of top and bottom sinusoid extreme points. Distance from the start of first sinusoidal groove (9) to sleeve top end makes 8-10% of the sleeve working surface height. Cross-section of grooves (9), (10) features depth and width of 0.25 of the sleeve minimum depth. Maximum spacing between adjacent grooves corresponds to that between top compression rings and bottom scraper rings.
EFFECT: higher wear resistance, regular wear of cylinder sleeve.
5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно для двигателя внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to mechanical engineering, mainly for an internal combustion engine (ICE).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является цилиндропоршневая группа [Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания. - Патент RU № 2451810. Опубл. 27.05.2012 г.], включающая гильзу, поршень с компрессионными и маслосъемным кольцами, контактирующими с рабочей поверхностью гильзы цилиндра, и канавки, заполненные цветным металлом. На рабочей поверхности гильзы цилиндра выполнены три массива кольцевых канавок. Средний массив 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.Closest to the technical nature of the claimed invention is a cylinder-piston group [Cylinder-piston group of an internal combustion engine. - Patent RU No. 2451810. Publ. May 27, 2012], including a sleeve, a piston with compression and oil scraper rings in contact with the working surface of the cylinder liner, and grooves filled with non-ferrous metal. Three arrays of annular grooves are made on the working surface of the cylinder liner. The middle array 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 counterclosed closed rings separate from each other with an angle of elevation of 17 degrees to the diametrical plane of the liner 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.

Недостатками данного устройства являются пониженная износостойкость рабочей поверхности гильзы цилиндра в местах повышенного износа в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке и повышенный износ канавок под компрессионные и маслосъемные кольца, вследствие чего качество работы цилиндропоршневой группы снижается из-за недостаточного распределения цветного металла и неравномерного расположения кольцевых канавок по рабочей поверхности гильзы цилиндра.The disadvantages of this device are the reduced wear resistance of the working surface of the cylinder liner in places of increased wear at the top dead center and bottom dead center and increased wear of the grooves for the compression and oil scraper rings, as a result of which the quality of the cylinder-piston group decreases due to the insufficient distribution of non-ferrous metal and the uneven arrangement of the annular grooves on the working surface of the cylinder liner.

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков и от его применения получен следующий технический результат: повышение износостойкости гильзы и поршня, уменьшение неравномерности износа гильз цилиндров по высоте и канавок под компрессионные и маслосъемные кольца, улучшение качества работы цилиндропоршневой группы.The claimed invention is aimed at eliminating these drawbacks and the following technical result was obtained from its use: increasing the wear resistance of the liner and piston, reducing the unevenness of the wear of the cylinder liners in height and grooves for compression and oil scraper rings, improving the quality of the cylinder-piston group.

Указанный технический результат достигается тем, что на днище поршня и на канавки компрессионных и маслосъемных колец наносят упрочняющее покрытие микродуговым оксидированием в виде сплошного оксидированного слоя, при этом в местах наибольшего износа гильзы цилиндра, соответствующего положениям поршня в верхней и нижней мертвых точках, выполнены канавки, имеющие форму встречных синусоид, а в средней части гильзы цилиндров на расстоянии 0,10…0,12 от высоты гильзы цилиндра крайних точек верхней и нижней синусоид выполнены две канавки в виде встречных замкнутых колец отдельных друг от друга, расстояние от начала первых синусоидальных канавок до верхнего торца гильзы равно 8-10% от высоты рабочей поверхности гильзы, в поперечном сечении канавки имеют глубину и ширину, равные 0,25 от минимальной толщины гильзы, 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 on the piston bottom and on the grooves of the compression and oil scraper rings, a hardening coating is applied by microarc oxidation in the form of a continuous oxidized layer, while in the places of the greatest wear of the cylinder liner corresponding to the positions of the piston in the upper and lower dead points, grooves are made, having the shape of oncoming sinusoids, and in the middle part of the cylinder liner at a distance of 0.10 ... 0.12 from the height of the cylinder liner of the extreme points of the upper and lower sinusoids, two grooves in the e counter closed rings separate from each other, the distance from the beginning of the first sinusoidal grooves to the upper end of the sleeve is 8-10% of the height of the working surface of the sleeve, in the cross section of the grooves have a depth and width equal to 0.25 of the minimum thickness of the sleeve, 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 синусоидальными и кольцевыми канавками, на фиг. 2 - поршень ДВС, имеющим на днище и канавках под компрессионные и маслосъемные кольца упрочняющее покрытие, выполненное в виде сплошного оксидированного слоя, на фиг. 3 - гильза цилиндра с измененными физико-механическими характеристиками в сопряжении с поршнем ДВС, имеющий на днище и канавках под компрессионные и маслосъемные кольца упрочняющее покрытие, на фиг. 4 - схема контакта поршневых колец с канавками под компрессионные и маслосъемные кольца вид А и с рабочей поверхностью гильзы цилиндра, на фиг. 5 - поперечный разрез канавки в сечении Б-Б.In FIG. 1 shows a cylinder liner with altered physical and mechanical characteristics and sinusoidal and annular grooves made on its working surface; FIG. 2 - an internal combustion engine piston having a reinforcing coating made in the form of a continuous oxidized layer on the bottom and grooves for compression and oil scraper rings, in FIG. 3 - a cylinder liner with altered physical and mechanical characteristics in conjunction with an internal combustion engine piston, having a reinforcing coating on the bottom and grooves for compression and oil scraper rings, in FIG. 4 is a diagram of the contact of the piston rings with grooves for compression and oil scraper rings of type A and with the working surface of the cylinder liner, FIG. 5 is a cross-sectional view of a groove in section BB.

Цилиндропоршневая группа включает поршень 1 с упрочняющим покрытием 2 на днище 3 и канавках под компрессионные 4, маслосъемные 5 кольца, компрессионные 6 и маслосъемные 7 кольца контактируют с рабочей поверхностью гильзы цилиндра 8 и канавки 9,10, заполненные цветным металлом 11. На рабочей поверхности гильзы цилиндра 8 двигателя внутреннего сгорания в местах наибольшего износа выполнены канавки 9, имеющие форму встречных синусоид, а в средней части гильзы цилиндров на расстоянии 0,10…0,12 от высоты гильзы цилиндра крайних точек верхней и нижней синусоид 9 выполнены две канавки 10 в виде встречных замкнутых колец, отдельных друг от друга. Расстояние от начала первых синусоидальных канавок 9 до верхнего торца гильзы равно 8…10% от высоты рабочей поверхности гильзы. В поперечном сечении канавки 9 и 10 имеют глубину и ширину 0,25 от минимальной толщины.The piston-piston group includes a piston 1 with a hardening coating 2 on the bottom 3 and grooves for compression 4, oil scraper 5 rings, compression 6 and oil scraper 7 rings in contact with the working surface of the cylinder liner 8 and grooves 9,10 filled with non-ferrous metal 11. On the working surface of the liner grooves 9 having the shape of oncoming sinusoids are made in the places of greatest wear in the cylinder 8 of the internal combustion engine, and in the middle part of the cylinder liner at a distance of 0.10 ... 0.12 from the cylinder liner height of the extreme points of the upper and lower nusoid 9 two grooves 10 are made in the form of closed rings counter, separate from each other. The distance from the beginning of the first sinusoidal grooves 9 to the upper end of the sleeve is 8 ... 10% of the height of the working surface of the sleeve. In cross section, grooves 9 and 10 have a depth and width of 0.25 of the minimum thickness.

Цилиндропоршневая группа работает следующим образом. В процессе работы ДВС поршень 1 с упрочняющим покрытием 2 на днище 3 и канавках под компрессионные 4, маслосъемные 5 кольца, контактируя с кольцами 6 и 7, совершают возвратно-поступательное движение вверх-вниз. При этом кольца 6 и 7, двигаясь по рабочей поверхности гильзы 8, за счет пластической деформации снимают часть цветного металла 11 с канавок 9 и 10 и «размазывают» его по рабочей поверхности гильзы 8 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 8 не образуется слой цветного металла 11 определенной толщины. В результате этого процесса коэффициент трения рабочих поверхностей поршневых колец 6 и 7 и рабочей поверхности гильзы 8 снижается, а кольца 6 и 7 перестают снимать цветной металл с канавок 9 и 10. По мере уменьшения толщины «размазанного» цветного металла 11 с поверхности гильзы 8, коэффициент трения между рабочими поверхностями поршневых колец 6 и 7 и рабочей поверхностью гильзы 8 несколько увеличивается. Одновременно начинает повышаться и интенсивность снятия поршневыми кольцами 6 и 7 цветного металла 11 с канавок 9 и 10, и процесс «размазывания» цветного металла 11 по рабочей поверхности гильзы 8 повторяется. Процесс нанесения слоя цветного металла 11 на рабочую поверхность гильзы 8 сопровождает весь период эксплуатации цилиндропоршневой группы ДВС.The cylinder piston group works as follows. In the process of ICE operation, the piston 1 with a reinforcing coating 2 on the bottom 3 and grooves for compression 4, oil scraper 5 rings, in contact with rings 6 and 7, make a reciprocating movement up and down. In this case, the rings 6 and 7, moving along the working surface of the sleeve 8, due to plastic deformation, remove part of the non-ferrous metal 11 from the grooves 9 and 10 and “smear” it along the working surface of the sleeve 8 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 11 of a certain thickness is formed on the working surface of the sleeve 8. As a result of this process, the coefficient of friction of the working surfaces of the piston rings 6 and 7 and the working surface of the sleeve 8 decreases, and the rings 6 and 7 cease to remove the non-ferrous metal from the grooves 9 and 10. As the thickness of the “smeared” non-ferrous metal 11 decreases from the surface of the sleeve 8, the coefficient of friction between the working surfaces of the piston rings 6 and 7 and the working surface of the sleeve 8 is slightly increased. At the same time, the intensity of removing the non-ferrous metal 11 from the grooves 9 and 10 by the piston rings 6 and 7 begins to increase, and the process of “smearing” the non-ferrous metal 11 along the working surface of the sleeve 8 is repeated. The process of applying a layer of non-ferrous metal 11 on the working surface of the sleeve 8 accompanies the entire period of operation of the cylinder-piston engine group.

Выполнение кольцевых канавок в средней части и синусоидальных канавок в местах повышенного износа позволит повысить износостойкость и уменьшить неравномерность износа по высоте гильз цилиндров, а выполнение упрочняющего покрытия на днище поршня и на канавках компрессионных и маслосъемных колец способствует увеличению износостойкости поршня.The implementation of annular grooves in the middle part and sinusoidal grooves in places of increased wear will increase the wear resistance and reduce the unevenness of wear along the height of the cylinder liners, and the implementation of the hardening coating on the piston bottom and on the grooves of the compression and oil scraper rings increases the wear resistance of the piston.

Такое конструктивное исполнение цилиндропоршневой группы позволит повысить качество двигателя.Such a design of the cylinder-piston group will improve the quality of the engine.

Claims (1)

Цилиндропоршневая группа, включающая поршень с компрессионными и маслосъемным кольцами, контактирующими с рабочей поверхностью гильзы цилиндра, имеющей канавки, заполненные цветным металлом, отличающаяся тем, что на днище поршня и на канавки компрессионных и маслосъемных колец наносят упрочняющее покрытие микродуговым оксидированием в виде сплошного оксидированного слоя, при этом в местах наибольшего износа гильзы цилиндра, соответствующего положениям поршня верхней и нижней мертвых точках, выполнены канавки, канавки имеют форму встречных синусоид, в средней части гильзы цилиндров на расстоянии 0,10…0,12 от высоты гильзы цилиндра крайних точек верхней и нижней синусоид выполнены две канавки в виде встречных замкнутых колец, отдельных друг от друга, расстояние от начала первых синусоидальных канавок до верхнего торца гильзы равно 8…10% от высоты рабочей поверхности гильзы, в поперечном сечении канавки имеют глубину и ширину, равные 0,25 от минимальной толщины гильзы, максимальное расстояние между соседними канавками соответствует расстоянию между верхним компрессионным и нижним маслосъемным поршневыми кольцами. A piston-piston group including a piston with compression and oil scraper rings in contact with the working surface of a cylinder liner having grooves filled with non-ferrous metal, characterized in that a reinforcing coating is applied on the piston bottom and on the grooves of the compression and oil scraper rings in the form of a continuous layer of microarc oxidation at the same time, in the places of the greatest wear of the cylinder liner corresponding to the piston positions of the upper and lower dead points, grooves are made, the grooves are in the form of an entire trek sinusoids, in the middle part of the cylinder liner at a distance of 0.10 ... 0.12 from the height of the cylinder liner of the extreme points of the upper and lower sinusoids, two grooves are made in the form of counterclosed closed rings, separate from each other, the distance from the beginning of the first sinusoidal grooves to the upper end the liner is 8 ... 10% of the height of the working surface of the liner, in the cross section of the grooves have a depth and width equal to 0.25 of the minimum thickness of the liner, the maximum distance between adjacent grooves corresponds to the distance between the upper compression m and lower oil scraper piston rings.
RU2013110185/06A 2013-03-06 2013-03-06 Cylinder-piston assembly RU2534327C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013110185/06A RU2534327C2 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Cylinder-piston assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013110185/06A RU2534327C2 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Cylinder-piston assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013110185A RU2013110185A (en) 2014-09-20
RU2534327C2 true RU2534327C2 (en) 2014-11-27

Family

ID=51583295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013110185/06A RU2534327C2 (en) 2013-03-06 2013-03-06 Cylinder-piston assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2534327C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1407989A (en) * 1972-10-20 1975-10-01 Ya Mar Diesel Engine Co Ltd Cylinders of internal combustion engines
SU1048147A1 (en) * 1982-07-02 1983-10-15 Государственный Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Технологический Институт Ремонта И Эксплуатации Машинно-Тракторного Парка (Госнити) Piston-cylinder unit
RU2056515C1 (en) * 1992-12-11 1996-03-20 Юлий Александрович Бакиров Internal combustion engine
RU2186234C2 (en) * 2000-05-24 2002-07-27 Симдянкин Аркадий Анатольевич Cylinder-piston
JP2010054045A (en) * 2008-07-31 2010-03-11 Nippon Piston Ring Co Ltd Cylinder
RU93465U1 (en) * 2010-01-11 2010-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" CYLINDER PISTON GROUP

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1407989A (en) * 1972-10-20 1975-10-01 Ya Mar Diesel Engine Co Ltd Cylinders of internal combustion engines
SU1048147A1 (en) * 1982-07-02 1983-10-15 Государственный Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Технологический Институт Ремонта И Эксплуатации Машинно-Тракторного Парка (Госнити) Piston-cylinder unit
RU2056515C1 (en) * 1992-12-11 1996-03-20 Юлий Александрович Бакиров Internal combustion engine
RU2186234C2 (en) * 2000-05-24 2002-07-27 Симдянкин Аркадий Анатольевич Cylinder-piston
JP2010054045A (en) * 2008-07-31 2010-03-11 Nippon Piston Ring Co Ltd Cylinder
RU93465U1 (en) * 2010-01-11 2010-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" CYLINDER PISTON GROUP

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013110185A (en) 2014-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9915220B2 (en) Sliding assembly
CN106988920B (en) Cylinder liner for internal combustion engine
CN1494641A (en) Side rails for reduced oil consumption and combined oil control rings fitted with such side rails
US9458934B2 (en) Compression piston ring
US8851029B2 (en) Opposed-piston cylinder bore constructions with solid lubrication in the top ring reversal zones
WO2012086935A3 (en) Engine cylinder
RU2534327C2 (en) Cylinder-piston assembly
US20180209539A1 (en) Compression piston ring with profiled section
KR102077376B1 (en) A four-stroke internal combustion engine and a piston therefor
CN204511677U (en) The scraper rings of cylinder sleeve, cylinder sleeve, the piston-cylinder unit of internal-combustion engine and internal-combustion engine
RU2458239C1 (en) Ice piston scraper
RU2015108928A (en) COMPRESSION PISTON RING FOR THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, PISTON ASSEMBLY OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE COMPRESSOR PISTON RING
JP2016205236A (en) Engine piston
RU2508463C2 (en) Cylinder-piston assy
JP2019078267A (en) Cylinder for internal combustion engine and manufacturing method
RU93465U1 (en) CYLINDER PISTON GROUP
RU2440503C2 (en) Cylinder-and-piston group
RU2017131744A (en) CYLINDER HOLE CONTAINING SURFACE VARIABLE IN ACCORDANCE WITH PISTON KINEMATICS AND METHOD FOR PRODUCING SUCH CYLINDER HOLE
RU2451810C1 (en) Ice sleeve assembly
JP2004137955A (en) Piston for internal combustion engine
WO2017184480A1 (en) Teeter-totter oil ring (ttor)
JP7045383B2 (en) piston ring
RU2625419C1 (en) Oil-removing piston unit for internal-combustion engine
RU130002U1 (en) PISTON FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JP6579027B2 (en) Cylinder bore wall of internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150307