ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - VÒNG GĂNG - PHẦN 2: VÒNG GĂNG TIẾT DIỆN NỬA HÌNH CHÊM LÀM BẰNG GANG ĐÚC
Internal combustion engines - Piston rings - Part 2: Half keystone rings made of cast iron
Lời nói đầu
TCVN 11637-2:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 6624-2:2016.
TCVN 11637-2:2016 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC70 Động cơ đốt trong biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ TCVN 11637 (ISO 6624), Động cơ đốt trong - Vòng găng, bao gồm các phần sau:
- Phần 1: Vòng găng tiết diện hình chêm làm bằng gang đúc.
- Phần 2: Vòng găng tiết diện nửa hình chêm làm bằng gang đúc.
- Phần 3: Vòng găng tiết diện hình chêm làm bằng thép.
- Phần 4: Vòng găng tiết diện nửa hình chêm làm bằng thép.
Lời giới thiệu
Bộ TCVN 11637 (ISO 6624) là bộ tiêu chuẩn nằm trong hệ thống tiêu chuẩn liên quan đến vòng găng cho động cơ đốt trong kiểu pit tông chuyển động tịnh tiến. Các bộ tiêu chuẩn khác là TCVN 5735 (ISO 6621), TCVN 11635 (ISO 6622), TCVN 11636 (ISO 6623), TCVN 11638 (ISO 6625), TCVN 11639 (ISO 6626) và TCVN 11640 (ISO 6627) (xem chi tiết trong thư mục tài liệu tham khảo).
Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 2: Vòng găng tiết diện nửa hình chêm làm bằng gang đúc
Internal combustion engines-Piston rings-Part 2: Half keystone rings made of cast iron
Tiêu chuẩn này quy định các đặc điểm kích thước chính của các vòng găng tiết diện nửa hình chêm làm bằng gang đúc, kiểu HK, HKB và HKBA, có đường kính từ 38 mm đến 160 mm, được sử dụng trên động cơ đốt trong kiểu pit tông chuyển động tịnh tiến trên phương tiện đường bộ và cácứng dụng khác.
Các tài liệu sau, trong toàn bộ hoặc một phầnđược viện dẫn và rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 5735-4 (ISO 6621-4), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 4: Đặc tính kỹ thuật chung.
Các kiểu vòng găng tiết diện nửa hình chêm được cho trong các bảng 1 và 2, các hình 1 đến 3. Các đặc điểm chung và kích thước của các đặc điểm này được cho trong các bảng 3 và 4 và các hình 4 đến 9. Các bảng 5 và 6 đưa ra các hệ số lực cho các kiểu vòng găng khác nhau, bảng 7 đưa ra các kích thước và lực của các vòng găng tiết diện nửa hình chêm.
Các đặc điểm chung và các bảng kích thước trong tiêu chuẩn này bao gồm nhiều giá trị khác nhau và các nhà thiết kế khi lựa chọn một kiểu vòng găng cụ thể phải lưu ý điều kiện hoạt động của các kiểu vòng găng này.
Nhà thiết kế cũng phải tham khảo các yêu cầu nêu trong TCVN 5735-3 (ISO 6621-3) và TCVN 5735-4 (ISO 6621-4) trước khi lựa chọn kiểu vòng găng.
4 Kiểu vòng găng và ký hiệu ví dụ
CHÚ THÍCH - Đối với kích thước góc của vòng găng tiết diện nửa hình chêm, sử dụng các định nghĩa và cách đo lường tương tự như vòng găng tiết diện hình chêm [Xem TCVN 5735-2 (ISO 6621-2)].
4.1 Kiểu HK - Vòng găng tiết diện nửa hình chêm 7° có mặt lưng phẳng
4.1.1 Đặc điểm chung
Hình 1 thể hiện các đặc điểm chung của vòng găng kiểu HK
Các kích thước và các lực xem Bảng 7.
Giá trị h3được tính toán theo Phụ lục A
CHÚ DẪN
1 Mặt phẳng tham chiếu (vòng găng được đặt phẳng trên mặt phẳng A)
2 Đánh dấu mặt trên
a Danh nghĩa
bt= 0,006 xh1
Hình 1 - Kiểu HK
4.1.2 Ký hiệu
VÍ DỤ: Ký hiệu của vòng găng phù hợp với yêu cầu của TCVN 11637-2 (ISO 6624-2), vòng găng tiết diện nửa hình chêm 7° bằng gang đúc với mặt lưng phẳng (HK), đường kính danh nghĩa là d1 = 90 mm (90) và chiều dầy danh nghĩa h1 = 1,5 mm (1,5), gang cầu nhiệt luyện mactenxit, phân lớp 53 (MC53), và có mặt lưng được mạ crôm với chiều dầy tối thiểu 0,1 mm (CR2). Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO):
Vòng găng TCVN 11637-2 (ISO 6624-2) HK - 90 x 1,5-MC53/CR2
4.2 Kiểu HKB - Vòng găng tiết diện nửa hình chêm 7° có mặt lưng cong
4.2.1 Đặc điểm chung
Hình 2 thể hiện các đặc điểm chung của vòng găng kiểu HKB
Các kích thước và các lực xem Bảng 7
Giá trị h3 được tính toán theo Phụ lục A
CHÚ DẪN
1 Mặt phẳng tham chiếu (vòng găng được đặt phẳng trên mặt phẳng A)
2 Đánh dấu mặt trên
a Danh nghĩa
Hình 2-Kiểu HKB
Bảng 1 - Kích thước mặt lưng cong đối xứng và chiều rộng (h8)
Kích thước tính bằng milimét
h1 | h25 | h26 | Dung sai của h26 | h27 | t2,t3 | |
1,2 | 0,30 | 0,60 | ±0,20 | 0,90 | 0,002...0,012 | 0,60 |
1,5 | 0,35 | 0,75 | ±0,25 | 1,15 | 0,003...0,015 | 0,80 |
1,75 | 0,35 | 0,85 | ±0,30 | 1,35 | 1,00 | |
2,0 | 0,40 | 1,00 | ±0,30 | 1,60 | 1,20 | |
2,5 | 0,45 | 1,25 | ±0,40 | 2,05 | 1,60 | |
3,0 | 0,50 | 1,50 | ±0,50 | 2,50 | 0,005...0,020 | 2,00 |
3,5 | 0,55 | 1,75 | ±0,50 | 2,95 | 2,40 | |
a Chiều rộng (h8) chỉ dùng để tham khảo, có thể được sử dụng khi có thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. | ||||||
4.2.2 Ký hiệu
VÍ DỤ: Ký hiệu của vòng găng phù hợp với yêu cầu của TCVN 11637-2 (ISO 6624-2), vòng găng tiết diện nửa hình chêm 7° bằng gang đúc, bề mặt lưng cong (HKB), đường kính danh nghĩa là d, = 90 mm (90) và chiều dày danh nghĩa h1= 1,5 mm (1,5), gang xám không nhiệt luyện, phân lớp 12 (MC12), và có mặt lưng mạ crom với chiều dày tối thiểu 0,1 mm (CR2). Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO):
Vòng găng TCVN 11637-2 (ISO 6624-2) HKB - 90 x 1,5-MC12/CR2
4.3 Kiểu HKBA - Vòng găng tiết diện nửa hình chêm 7° có mặt lưng cong không đối xứng (h1 ≥ 1,2 mm)
4.3.1 Đặc điểm chung
Các kích thước và các lực xem Bảng 7
Giá trị h3được tính toán theo phụ lục A
CHÚ DẪN
1 Mặt phẳng tham chiếu (vòng găng được đặt phẳng trên mặt phẳng A)
2 Đánh dấu mặt trên
a Danh nghĩa
Hình 3- Kiểu HKBA
Bảng 2 - Kích thước mặt lưng cong không đối xứng
Kích thước tính bằng milimét
h1 | h26 | Dung sai của h26 | h27 | |||
1,2 | 0,28 | 0,43 | ±0,15 | 0,90 | 0...0,005 | 0,005...0,016 |
1,5 | 0,35 | 0,50 | 1,15 | 0...0,006 | 0,007...0,022 | |
1,75 | 0,35 | 0,55 | ±0,20 | 1,35 | 0...0,007 | 0,008...0,025 |
2,0 | 0,40 | 0,60 | 1,50 | 0,009...0,030 | ||
2,5 | 0,45 | 0,70 | ±0,25 | 1,80 | 0...0,008 | 0,011...0,035 |
3,0 | 0,55 | 0,80 | 2,10 | 0,012...0,038 | ||
3,5 | 0,60 | 0,90 | ±0,30 | 2,40 | 0...0,009 | 0,012...0,040 |
a Kích thướch25 có thể nhỏ hơn đối với vòng găng giảm kích thước cạnh. b Kích thước t2 và/hoặc t3có thể thay đổi khi có thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. | ||||||
4.3.2 Ký hiệu
VÍ DỤ: Ký hiệu của vòng găng phù hợp với yêu cầu của TCVN 11637-2 (ISO 6624-2), vòng găng tiết diện nửa hình chêm 7° bằng gang đúc, bề mặt lưng cong không đối xứng (HKBA), đường kinh danh nghĩa là d1 = 90 mm (90) và chiều dày danh nghĩa h1 = 1,5 mm (1,5), gang xám không nhiệt luyện, phân lớp 12 (MC12), và có mặt lưng mạ crôm với chiều dày tối thiểu 0,1 mm (CR2). Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO):
Vòng găng TCVN 11637-2 (ISO 6624-2) HKBA - 90 x 1,5-MC12/CR2
5.1 Kiểu HK, HKB và HKBA - Vòng găng tiết diện nửa hình chêm
5.1.1 Vòng găng không mạ phủ
a) Kiểu HK | b) Kiểu HKB | c) Kiểu HKBA |
CHÚ DẪN
1 Đánh dấu mặt trên
Hình 4 - Vòng găng không được phủ
5.1.2 Vònggăng mạ hoặc phủ crôm
5.1.2.1 Mặt lưng phủ toàn phần
a) Kiểu HK | b) Kiểu HKB | c) Kiểu HKBA |
CHÚ DẪN
1 Đánh dấu mặt trên
Hình 5 - Vòng găng mặt lưng phủ toàn phần
5.1.2.2 Mặt lưng phủ bán phần
a) Kiểu HK | b) Kiểu HKB | c) Kiểu HKBA |
CHÚ DẪN
1 Đánh dấu mặt trên
Hình 6 - Vòng găng mặt lưng phủ bán phần
5.1.2.3 Mặt lưng phủở giữa (không khuyến khích đối với vòng găng mạ crôm)
a) Kiểu HK | b) Kiểu HKB | c) Kiểu HKBA |
CHÚ DẪN
1 Đánh dấu mặt trên
Hình 7 - Vòng găng mặt lưng mạ ở giữa
5.2 Vát cạnh - Vòng găng kiểu HK, HKB và HKBA - Vát cạnh mặt lưng và/hoặc mặt bụng (KA, KI)
a) Kiểu HK | b) Kiểu HKB | c) Kiểu HKBA |
d) Các cạnh vát
CHÚ DẪN
1 Đánh dấu mặt trên
Hình 8 - Chi tiết các cạnh vát của vòng găng(KA, KI)
Bảng 3 - Kích thước KA và KI
Kích thước tính bằng milimét
d1 | KA | KI |
38≤ d1 | 0,2 max | 0,2 max |
50≤ d1 | 0,3±0,1 | 0,3±0,15 |
125≤ d1≤160 | 0,4±0,1 | 0,4±0,15 |
5.3 Vòng găng kiểu HK, HKB và HKBA (phủ toàn phần, phủ bán phần) - Chiều dầy lớp mạ/phủ
a) Phủ toàn phần | b) Phủ bán phần | c) Phủ ở giữa |
Hình 9 - Chiều dầy lớp mạ/phủ
Bảng 4 - Chiều dầy lớp mạ/phủ
Kích thước tính bằng milimét
Mạ Crôrn | Phun phủ | Độ dày |
Mã | Mã | min. |
CRF | - | 0,005 |
CR1 | SC1 | 0,05 |
CR2 | SC2 | 0,10 |
CR3a | SC3a | 0,15 |
CR4a | SC4a | 0,20 |
a Không khuyến khích cho các vòng găng có h1 ≤ 1,5. | ||
Các lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến cho trong bảng 7 phải được điều chỉnh khi vòng găng có thêm các đặc trưng khác và/hoặc vật liệu khác với gang xám có môđun đàn hồi, En, có giá trị 100 GN/m2.
Với các yếu tố đặc trưng thông thường, phải sử dụng các hệ số điều chỉnh cho trong bảng 5 và 6 và các hệ số điều chỉnh lực được cho trong TCVN 5735-4 (ISO 6621-4).
Bảng 5 - Các hệ số điều chỉnh lực cho vòng găng HK, HKB và HKBA có đặc trưng KA và KI
Hệ số | |
KA | KI |
0,98 | 0,98 |
Bảng 6 - Các hệ số điều chỉnh lực cho vòng găng được mạ và phủ crôm HK,HKBvà HKBA (phủ toàn phần, phủ bán phần hoặc phủở giữa)
d1 | Hệ số | |||||
mm | CRF | CR1 | CR2/SC1 | CR3/SC2 | CR4/SC3 | SC4 |
38 d1 | 1 | 0,81 | 0,70 | 0,64 | - | - |
50 d1 | 1 | 0,90 | 0,85 | 0,81 | 0,75 | 0,71 |
75≤d1 | 1 | 0,92 | 0,88 | 0,85 | 0,81 | 0,77 |
100 ≤d1 | 1 | 0,94 | 0,91 | 0,88 | 0,86 | 0,83 |
125 ≤ d1 ≤160 | 1 | 0,95 | 0,92 | 0,90 | 0,88 | 0,85 |
Xem Bảng 7.
Bảng 7 - Kích thước và lực vòng găng tiết diện nửa hình chêm HK, HKB và HKBA
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 7 (tiếp theo).
Bảng 7 (tiếp theo)
Bảng 7 (tiếp theo)
Bảng 7 (tiếp theo)
Bảng 7 (tiếp theo)
Bảng 7 (tiếp theo)
Bảng 7 (kết thúc)
Tính toán chiều dầy h3 của các vòng găng tiết diện nửa hình chêm
Chiều dày h3, được định nghĩa trong DIN, được tính toán theo công thức (A.1):
h3 = (h1 + 0,05) - a6.tan7,2° | (A.1) |
Nếu kích thước của vòng găng tiết diện nửa hình chêm tính toán theo ISO khác đáng kể so với theo DIN và các giá trị dung sai theo tiêu chuẩn ISO tăng thì sử dụng giá trị hiệu chỉnh (h3k) cho việc xác định chính xác chiều dày h3 nhằm đảm bảo sự tương thích với các ISO. Vì vậy, chiều dầy h3, được định nghĩa trong ISO, được tính toán theo công thức (A.2):
h3 = (h1 + 0,05) - a6.tan7,2° - h3k | (A.2) |
Giá trị hiệu chỉnh h3k phụ thuộc vào đường kính danh nghĩa d1 (xem Bảng A.1)
Bảng A.1 - Giá trị hiệu chỉnh
Đường kính danh nghĩa | Giá trị hiệu chỉnh |
d1 | 0,0055 |
60 ≤d1 | 0,0075 |
90 ≤d1≤160 | 0,0085 |
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] TCVN 5906 (ISO 1101), Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) - Dung sai hình học - Dung sai hình dạng, hướng, vị trí và độ đảo.
[2] TCVN 5735-1 (ISO 6621-1), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 1: Từ vựng
[3] TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 2: Phương pháp đo
[4] TCVN 5735-3 (ISO 6621-3), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 3: Đặc tính đối với vật liệu
[5] TCVN 5735-5 (ISO 6621-5), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 5: Yêu cầu chất lượng
[6] TCVN 11635-1 (ISO 6622-1), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 1: Vòng găng tiết diện hình chữ nhật làm bằng gang đúc
[7] TCVN 11635-2 (ISO 6622-2), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 2: Vòng găng tiết diện hình chữ nhật chiều dày nhỏ
[8] TCVN 11636 (ISO 6623), Động cơ đốt trong- Vòng găng -Vòng găng tiết diện lưỡi cạolàm bằng gang đúc
[9] TCVN 11638 (ISO 6625), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Vòng găng dầu
[10] ISO 6626-11), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Vòng găng dầu có lò xo xoắn chịu tải
[11] TCVN 11639-2 (ISO 6626-2), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 2:Vòng găng dầu lò xo xoắn có chiều dầy nhỏ làm bằng gang đúc.
[12] TCVN 11639-3 (ISO 6626-3), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 3: Vòng găng dầu lò xo xoắn làm bằng thép.
[13] TCVN 11640 (ISO 6627), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Vòng găng dầu có vòng đệm đàn hồi.