RU54100U1 - PISTON RING KIT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к конструкциям деталей двигателя внутреннего сгорания, а также компрессоров. Сущностью полезной модели является комплект поршневых колец, включающий устанавливаемые на поршне цилиндра верхнее и нижнее компрессионные кольца, а также маслосъемное кольцо с пружинным расширителем, причем на поверхности указанных колец, исключая участки, контактирующие с поверхностью цилиндра, а также на поверхности пружинного расширителя расположен слой меди толщиной 2-5 мкм. Техническим результатом полезной модели является устранение возможности повреждения колец комплекта, а также стенок цилиндра и поршня в процессе приработки новых поршневых колец комплекта к поверхности цилиндра автомобильного двигателя или компрессора, снижение трудоемкости изготовления высококачественных поршневых колец комплекта, повышение их коррозионной стойкости. 1 фиг.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to the structures of parts of an internal combustion engine, as well as compressors. The essence of the utility model is a set of piston rings, including upper and lower compression rings installed on the cylinder piston, as well as an oil scraper ring with a spring expander, moreover, on the surface of these rings, excluding areas in contact with the cylinder surface, and also on the surface of the spring expander there is a copper layer 2-5 microns thick. The technical result of the utility model is to eliminate the possibility of damage to the kit rings, as well as the walls of the cylinder and piston during the running-in of new piston rings of the kit to the cylinder surface of the automobile engine or compressor, reducing the laboriousness of manufacturing high-quality piston rings of the kit, and increasing their corrosion resistance. 1 of FIG.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к конструкциям деталей двигателя внутреннего сгорания, а также компрессоров.The utility model relates to mechanical engineering, in particular to the structures of parts of an internal combustion engine, as well as compressors.

Известен комплект поршневых колец, в частности для двигателей ВАЗ-21011, включающий устанавливаемые на поршне цилиндра двигателя первое (верхнее) компрессионное кольцо, второе (нижнее) компрессионное кольцо и маслосъемное кольцо с пружинным расширителем в виде кольца. На торцевых поверхностях компрессионных колец и маслосъемного кольца, контактирующих с поверхностью цилиндра двигателя, может быть нанесено износостойкое покрытие из хрома.A set of piston rings is known, in particular for VAZ-21011 engines, including a first (upper) compression ring, a second (lower) compression ring and an oil scraper with a spring expander in the form of a ring mounted on the piston of the engine cylinder. A wear resistant chromium coating may be applied to the end surfaces of the compression rings and the oil scraper ring in contact with the surface of the engine cylinder.

(ГОСТ 621-87 «Кольца поршневые двигателей внутреннего сгорания. Общие технические условия», ОСТ 37.001.488-87 «Кольца поршневые компрессионные и маслосъемные двигателей автомобилей, мотоциклов и мопедов. Общие технические условия», СТК 011 (21011) - 1004030, 1004025, 1004040, 1004035).(GOST 621-87 "Piston rings for internal combustion engines. General specifications", OST 37.001.488-87 "Piston rings for compression and oil scraper engines of cars, motorcycles and mopeds. General specifications", STK 011 (21011) - 1004030, 1004025 , 1004040, 1004035).

Элементы известного комплекта могут быть выполнены из сталей и чугунов, в частности компрессионные кольца - из высокопрочного чугуна, маслосъемное кольцо - из серого чугуна, а расширитель маслосъемного кольца из пружинной стали.Elements of the known set can be made of steels and cast irons, in particular compression rings from high-strength cast iron, the oil scraper ring from gray cast iron, and the oil scraper ring expander from spring steel.

Недостатком работы известного комплекта поршневых колец является возможность «залипания» (заклинивание колец в канавке поршня и их недопустимый изгиб в сторону движения поршня) новых поршневых колец в процессе приработки их уплотняющей хромированной поверхности к поверхности цилиндра, что может привести к выходу из строя, как самих поршневых колец, так и цилиндра двигателя или компрессора. Устранение указанного недостатка возможно путем создания гладкой шлифованной A disadvantage of the known set of piston rings is the possibility of “sticking” (jamming of the rings in the piston groove and their unacceptable bending towards the piston movement) of new piston rings during the running-in of their chrome-plated sealing surface to the cylinder surface, which can lead to failure, as they themselves piston rings, and cylinder engine or compressor. The elimination of this drawback is possible by creating a smooth polished

рабочей поверхности кольца, плотно контактирующей в канавке с поршнем, однако это приводит к заметному увеличению трудоемкости изготовления и стоимости комплекта. Кроме того, обычно для обеспечения коррозионной стойкости колец при длительном хранении их фосфатируют, что ухудшает скольжение шлифованных поверхностей колец, контактирующих с поршнем.the working surface of the ring, tightly in contact with the piston in the groove, however, this leads to a noticeable increase in the complexity of manufacturing and the cost of the kit. In addition, usually to ensure the corrosion resistance of the rings during long-term storage, they are phosphated, which worsens the sliding of the polished surfaces of the rings in contact with the piston.

Задачей полезной модели является создание комплекта поршневых колец для двигателей внутреннего сгорания или компрессоров, которые быстро и качественно прирабатываются к рабочим поверхностям, как цилиндра, так и поршня, обеспечивают качественный съем масла и уплотнение, а также высокую антикоррозионную защиту колец комплекта при их длительном хранении.The objective of the utility model is to create a set of piston rings for internal combustion engines or compressors, which are quickly and efficiently accustomed to the working surfaces of both the cylinder and the piston, provide high-quality oil removal and sealing, as well as high anticorrosive protection of the kit rings during their long-term storage.

Техническим результатом полезной модели является устранение возможности повреждения колец комплекта, а также стенок цилиндра и поршня в процессе приработки новых поршневых колец комплекта к поверхности цилиндра автомобильного двигателя или компрессора, снижение трудоемкости изготовления высококачественных поршневых колец комплекта, повышение их коррозионной стойкости.The technical result of the utility model is to eliminate the possibility of damage to the kit rings, as well as the walls of the cylinder and piston during the running-in of new piston rings of the kit to the cylinder surface of the automobile engine or compressor, reducing the laboriousness of manufacturing high-quality piston rings of the kit, and increasing their corrosion resistance.

Сущностью полезной модели является комплект поршневых колец, включающий устанавливаемые на поршне цилиндра верхнее и нижнее компрессионные кольца, а также маслосъемное кольцо с пружинным расширителем, причем на поверхности указанных колец, исключая участки, контактирующие с поверхностью цилиндра, а также на поверхности пружинного расширителя расположен слой меди толщиной 2-5 мкм.The essence of the utility model is a set of piston rings, including upper and lower compression rings installed on the cylinder piston, as well as an oil scraper ring with a spring expander, moreover, on the surface of these rings, excluding areas in contact with the cylinder surface, and also on the surface of the spring expander there is a copper layer 2-5 microns thick.

Слой меди толщиной 2-5 мкм на поверхностях компрессионных и маслосъемных колец, а также на поверхности пружинного расширителя, обладает высокой коррозионно-защитной стойкостью, а также смазывающими и антифрикционными свойствами, что обеспечивает увеличение коррозионной стойкости элементов комплекта и препятствует заклиниванию колец в канавках поршня при их приработке, ведущему к A copper layer 2-5 μm thick on the surfaces of compression and oil scraper rings, as well as on the surface of a spring expander, has a high corrosion resistance, as well as lubricating and antifriction properties, which increase the corrosion resistance of the kit elements and prevents the rings from sticking in the piston grooves when their running-in leading to

повреждению колец, стенок цилиндра и поршня. При приработке колец комплекта по полезной модели в результате трения часть меди покрытия переходит в масло, снижая коэффициент трения в зоне приработки колец.damage to rings, cylinder walls and piston. During running-in of the kit rings according to a utility model, as a result of friction, part of the copper coating goes into oil, reducing the coefficient of friction in the run-in zone of the rings.

Слой меди на поверхности элементов комплекта по полезной модели может быть получен любыми способами, однако наиболее предпочтительным является слой меди, нанесенный электроосаждением из стандартных электролитов меднения, преимущественно из щелочных электролитов с высокой рассеивающей и выравнивающей способностью. При электроосаждении слоя меди толщиной 2-5 мкм происходит значительное снижение шероховатости поверхности, что также препятствует «залипанию» колец при их приработке и эксплуатации. Электроосаждение слоя меди нужной толщины является быстрой и технологически простой операцией, в процессе которой легко контролируется качество получаемого продукта.The copper layer on the surface of the elements of the kit according to a utility model can be obtained by any means, however, the most preferred is a copper layer deposited by electrodeposition from standard copper plating electrolytes, mainly from alkaline electrolytes with high scattering and leveling ability. During electrodeposition of a copper layer with a thickness of 2-5 μm, a significant decrease in surface roughness occurs, which also prevents “sticking” of the rings during their running-in and operation. The electrodeposition of a copper layer of the desired thickness is a quick and technologically simple operation, during which the quality of the resulting product is easily controlled.

Полезная модель может быть проиллюстрирована примером, представленными на фиг.1, где:The utility model can be illustrated by the example shown in FIG. 1, where:

1 - верхнее компрессионное кольцо;1 - upper compression ring;

2 - нижнее компрессионное кольцо;2 - lower compression ring;

3 - маслосъемное кольцо;3 - oil scraper ring;

4 - пружинный расширитель;4 - spring expander;

5 - участки поверхности с покрытием из хрома;5 - surface areas coated with chromium;

6 - канавки поршня;6 - piston grooves;

7 - тело поршня.7 - the body of the piston.

Для получения комплекта поршневых колец по полезной модели использовали стандартный комплект поршневых колец по ГОСТ 621-87, ОСТ 37.001.488-87, СТК 011 (21011) - 1004030, 1004025, 1004040, 1004035.To obtain a set of piston rings according to a utility model, we used a standard set of piston rings according to GOST 621-87, OST 37.001.488-87, STK 011 (21011) - 1004030, 1004025, 1004040, 1004035.

Верхнее компрессионное кольцо (1) с твердостью 105-107 HRB было выполнено из высокопрочного чугуна со следующим соотношением компонентов, масс.%: углерод 3,6, кремний 3,0-3,1, марганец 0,5-0,6, никель The upper compression ring (1) with a hardness of 105-107 HRB was made of ductile iron with the following ratio of components, wt.%: Carbon 3.6, silicon 3.0-3.1, manganese 0.5-0.6, nickel

0,6-0,7, хром 0,35-0,38, медь 0,04-0,06, фосфор 0,013-0,014, сера 0,028-0,03, железо остальное.0.6-0.7, chromium 0.35-0.38, copper 0.04-0.06, phosphorus 0.013-0.014, sulfur 0.028-0.03, the rest is iron.

Нижнее компрессионное кольцо (2) с твердостью 100-103 HRB было выполнено из серого чугуна со следующим соотношением компонентов, масс.%: углерод 3,5-3,6, кремний 2,5-2,8, марганец 0,7-0,8, хром 0,16-0,19, медь 0,22-0,28, фосфор 0,3-0,4, сера 0,08-0,09, железо остальное.The lower compression ring (2) with a hardness of 100-103 HRB was made of gray cast iron with the following ratio of components, wt.%: Carbon 3.5-3.6, silicon 2.5-2.8, manganese 0.7-0 , 8, chromium 0.16-0.19, copper 0.22-0.28, phosphorus 0.3-0.4, sulfur 0.08-0.09, the rest is iron.

Маслосъемное кольцо (3) с твердостью 100-102 HRB было выполнено из серого чугуна со следующим соотношением компонентов, масс.%: углерод 3,8, кремний 2,5-2,9, марганец 0,7-0,8, хром 0,27-0,28, медь 0,25-0,28, фосфор 0,4-0,5, сера 0,03-0,07, железо остальное.The oil scraper ring (3) with a hardness of 100-102 HRB was made of gray cast iron with the following ratio of components, wt.%: Carbon 3.8, silicon 2.5-2.9, manganese 0.7-0.8, chromium 0 , 27-0.28, copper 0.25-0.28, phosphorus 0.4-0.5, sulfur 0.03-0.07, the rest is iron.

Пружинный расширитель (4) в виде кольца, уложенного во внутренний паз маслосъемного кольца (3) был выполнен из стандартной пружинной стали. Участки поверхности колец (5), контактирующие с поверхностью цилиндра (не показан), были снабжены покрытием из хрома.The spring expander (4) in the form of a ring laid in the internal groove of the oil scraper ring (3) was made of standard spring steel. The surface areas of the rings (5) in contact with the surface of the cylinder (not shown) were provided with a chromium coating.

Сплошной слой меди (не показан) толщиной 2-5 мкм на поверхности компрессионных м маслосъемных колец, а также поверхность пружинного расширителя было нанесен стандартным способом из стандартного щелочного электролита меднения на основе сульфата меди и пирофосфата калия. Поверхность участков колец, работающие в условиях контакта с поверхностью цилиндра, при меднении могут быть изолированы толки слоем лака. После изготовления пружины комплекта по полезной модели были установлены в канавки (6) на поршне (7) цилиндра.A continuous layer of copper (not shown) with a thickness of 2-5 μm on the surface of the compression oil scraper rings, as well as the surface of the spring expander was applied in a standard way from a standard alkaline copper plating electrolyte based on copper sulfate and potassium pyrophosphate. The surface of the ring sections operating under conditions of contact with the surface of the cylinder can be insulated with a layer of varnish during copper plating. After manufacturing, the kit springs according to a utility model were installed in the grooves (6) on the piston (7) of the cylinder.

Стандартные испытания комплекта поршневых колец по полезной модели показали снижение времени приработки колец комплекта при обеспечении 100% прилегания окружности колец к поверхности калибра и отсутствии дефектов на стенках цилиндра двигателя, уменьшение времени на изготовление комплекта и повышение коррозионной стойкости поршневых колец и пружинного расширителя при их длительном хранении.Standard tests of a set of piston rings by a utility model showed a reduction in the running-in time of the rings of the kit while ensuring 100% fit of the circumference of the rings to the caliber surface and the absence of defects on the walls of the engine cylinder, a decrease in the time for manufacturing the kit and an increase in the corrosion resistance of the piston rings and spring expander during their long-term storage .

Claims (1)

Комплект поршневых колец, включающий устанавливаемые на поршне цилиндра верхнее и нижнее компрессионные кольца, а также маслосъемное кольцо с пружинным расширителем, отличающийся тем, что на поверхности указанных колец, исключая участки, контактирующие с поверхностью цилиндра, а также на поверхности пружинного расширителя расположен слой меди толщиной 2-5 мкм.

A set of piston rings, including upper and lower compression rings installed on the cylinder piston, as well as an oil scraper ring with a spring expander, characterized in that on the surface of these rings, excluding areas in contact with the cylinder surface, and also on the surface of the spring expander there is a copper layer with a thickness 2-5 microns.