ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - VÒNG GĂNG - PHẦN 3: VÒNG GĂNG DẦU LÒ XO XOẮN LÀM BẰNG THÉP
Internal combustion engines - Piston rings - Part 3: Coil-spring-loaded oil control rings made of steel
Lời nói đầu
TCVN 11639-3:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 6626-3:2008.
TCVN 11639-3:2016 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 70 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 11639 (ISO 6626), Động cơ đốt trong - Vòng găng, bao gồm các phần sau:
- Phần 2: Vòng găng dầu lò xo xoắn có chiều dầy nhỏ làm bằng gang đúc.
- Phần 3: Vòng găng dầu lò xo xoắn làm bằng thép.
Lời giới thiệu
Bộ TCVN 11639 (ISO 6626) 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 11637 (ISO 6624), TCVN 11638 (ISO 6625) và TCVN 11640 (ISO 6627) (xem chi tiết trong thư mục tài liệu tham khảo)
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - VÒNG GĂNG - PHẦN 3: VÒNG GĂNG DẦU LÒ XO XOẮN LÀM BẰNG THÉP
Internal combustion engines - Piston rings - Part 3: Coil-spring-loaded oil control rings made of steel
Tiêu chuẩn này quy định các đặc điểm kích thước chính của các vòng găng dầu thấm nitơ kiểu lò xo xoắn làm bằng thép, kiểu SOR (rãnh dạng chữ R) và SOV (rãnh dạng chữ V).
Tiêu chuẩn này áp dụng cho các vòng găng dầu thấm nitơ kiểu lò xo xoắn có đường kính từ 60 mm đến 200 mm, được sử dụng trên động cơ đốt trong kiểu pit tông chuyển động tịnh tiến. Các vòng găng này cũng có thể được sử dụng trên các máy nén hoạt động trong điều kiện tương tự.
Các tài liệu viện dẫn sau 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 ký hiệu sau được sử dụng trong tiêu chuẩn này.
CHÚ THÍCH: Các ký hiệu này (bao gồm cả các chỉ số phụ) phù hợp với các ký hiệu trong TCVN 5735 (ISO 6621), TCVN 11635 (ISO 6622), TCVN 11636 (ISO 6623), TCVN 11637 (ISO 6624), TCVN 11638 (ISO 6625), TCVN 11640 (ISO 6627) và các phần khác của TCVN 11639 (ISO 6626).
a1 Chiều rộng vòng găng
a4 Độ sâu rãnh
a12 Chiều rộng vòng găng tính cả lò xo xoắn
a13 Độ sâu rãnh và phần vật liệu còn lại
a14 Chiều rộng phần cắt rãnh ngoài
B3 Chiều rộng rãnh ngoài
c1 Chiều rộng rãnh xẻ
d1 Đường kính danh nghĩa (Đường kính danh nghĩa của xy lanh)
d7 Đường kính vòng lò xo xoắn
d14 Đường kính rãnh lò xo xoắn cho kiểu SOR
f1 Khoảng chệch của lò xo xoắn
Ft Lực tiếp tuyến
h1 Chiều dày vòng găng
h5 Chiều dày phần tiếp xúc
p0 Áp suất tiếp xúc
s1 Khe hở miệng ở trạng thái lắp ghép
w1 Chiều dài rãnh xẻ
w3 Khoảng cách rãnh xẻ
α Góc trong phần tiếp xúc
β Góc ngoài phần tiếp xúc
θ Góc đường rãnh lò xo kiểu SOV
4 Kiểu vòng găng và ký hiệu ví dụ
4.1 Kiểu SOR - Vòng găng dầu bằng thép với rãnh dạng chữ R
4.1.1 Đặc điểm và kích thước chung
Hình 1 đưa ra các đặc điểm và kích thước chung của vòng găng kiểu SOR
Kích thước tính bằng milimét
Xem danh mục các ký hiệu ở Điều 3.
Xem giá trị kích thước ở các bảng 3, 4, 5, 10, 13, 14, 15 và 16.
CHÚ DẪN:
1Mặt phẳng tham chiếu
Hình 1 - Đặc điểm và kích thước chung của vòng găng kiểu SOR
4.1.2 Ký hiệu
VÍ DỤ: Một vòng găng dầu thấm nitơ có lò xo xoắn làm bằng thép có rãnh dạng chữ R (SOR), có chiều rộng loại nhỏ (S), có đường kính danh nghĩa là d1 = 100 mm (100) và chiều dầy danh nghĩa h1 = 3 mm (3), chiều dầy phần tiếp xúc h5 = 0,20 mm (0,20), lớp thấm nitơ dày tối thiểu 0,030 mm (NT030), lò xo xoắn được giảm nhiệt (WF), bước xoắn thay đổi, đường kính vòng lò xo xoắn d7 mặt đáy lò xo phẳng (CSE), áp suất tiếp xúc trung bình danh nghĩa po = 1,5 Mpa (PN1,5):
Vòng găng TCVN 11639-3 (ISO 6626-3) SOR-S - 100 x 3 x 0,20 NT030 WF CSE PN1,5
4.2 Kiểu SOV-Vòng găng dầu bằng thép với rãnh chữ V
4.2.1 Đặc điểm và kích thước chung
Hình 2 đưa ra các đặc điểm và kích thước chung của vòng găng kiểu SOV.
Kích thước tính bằng milimét
Xem danh mục các ký hiệu ở Điều 3.
Xem giá trị kích thước ở các bảng 3, 4, 5, 11, 17, 18 và 19
CHÚ DẪN:
1 Mặt phẳng tham chiếu
Hình 1 - Các đặc điểm và kích thước chung của vòng găng kiểu SOV
4.2.2 Ký hiệu
VÍ DỤ: Một vòng găng dầu thấm nitơ có lò xo xoắn làm bằng thép có rãnh chữ V (SOV), chiều rộng loại nhỏ (S), rãnh chữ V góc 40° (V40), có đường kính danh nghĩa là d1 = 100 mm (100) và chiều dày danh nghĩa h1 = 3 mm (3), chiều dày phần tiếp xúc h5 = 0,20 mm (0,20), lớp thấm nitơ dày tối thiểu 0,030 mm (NT030), lò xo xoắn với bộ giảm nhiệt độ (WF) và đường kính xoắn d7 không đổi (CSN), áp suất tiếp xúc trung bình danh định po = 1,5 Mpa (PN1,5):
Vòng găng TCVN 11639-3 (ISO 6626-3) SOV-S-V40 - 100 x 3 x 0,20 NT030 WF CSN PN1,5
5.1 Chiều dày vòng găng h1 và chiều rộng a1
Bảng 1 đưa ra các đặc điểm chung của chiều dày vòng găng h1 và chiều rộng a1.
Bảng 1 - Chiều dầy vòng găng h1 và chiều rộng a1
Kích thước tính bằng milimét
Chiều dày vòng găng | Chiều rộng vòng găng | Kiểu | |
Nhỏ | Lớn | ||
2,0 | 1,8 đến 2,0 | --- | SOR |
2,5 | 1,8 đến 2,0 | --- | SOR |
3,0 | 1,8 đến 2,0 | 2,3 đến 2,6 | SOR và SOV |
4,0 | 2,0 đến 2,6 | 2,8 đến 3,2 | SOR và SOV |
5.2 Chiều dầy phần tiếp xúc h5
Bảng 2 đưa ra các đặc điểm chung của chiều dày phần tiếp xúc h5
Bảng 2 - Chiều dầy phần tiếp xúc h5
Kích thước tính bằng milimét
Chiều dày vòng găng | Chiều dày phần tiếp xúc | ||
2,0 | 0,20 | --- | --- |
2,5 | 0,20 | 0,25 | --- |
3,0 | 0,20 | 0,25 | 0,30 |
4,0 | 0,20 a | 0,25 | 0,30 |
a Với vòng găng có đường kính lớn hơn 120 mm và chiều dày bằng 4,0 mm, không sử dụng kích thước chiều dày phần tiếp xúc 0,20 mm. | |||
5.3 Các góc của phần tiếp xúc α, β
Bảng 3 đưa ra các đặc điểm chung các góc của phần tiếp xúc α, β.
Bảng 3 - Góc của phần tiếp xúcα, β
Góc của phần tiếp xúc | Khoảng giá trị danh nghĩa của góc | Dung sai |
α | 5° đến 20° a | ± 5° |
β | 10° đến 30°a | ± 5° |
a Góc danh nghĩa tùy thuộc vào sự thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. | ||
5.4 Chiều rộng rãnh ngoài B3
Bảng 4 đưa ra các đặc điểm chung của chiều rộng rãnh ngoài B3.
Bảng 4- Chiều rộng rãnh ngoài B3
Kích thước tính bằng milimét
Chiều dày vòng găng | Chiều rộng rãnh ngoài |
2,0 | 1,25 đến 1,45 |
2,5 | 1,35 đến 1,75 |
3,0 | 1,45 đến 2,10 |
4,0 | 1,80 đến 3,20 |
a B3 > (c1 + 0,95) | |
5.5 Kích thước rãnh xẻ
Bảng 5 quy định các đặc điểm chung của kích thước rãnh xẻ.
Bảng 5 - Kích thước rãnh xẻ tiêu chuẩn
Kích thước tính bằng milimét
Chiều dày vòng găng | Chiều rộng rãnh xẻ | Chiều dài rãnh xẻ | Khoảng cách rãnh xẻ |
2,0 | 0,3 đến 0,5 | 1,4 đến 2,5 | 5 đến 10 |
2,5 | 0,4 đến 0,6 | 2,0 đến 3,0 | 5 đến 10 |
3,0 | 0,5 đến 0,7 | 2,5 đến 3,5 | 5 đến 10 |
4,0 | 0,6 đến 1,0 | 3,0 đến 5,0 | 5 đến 10 |
Các rãnh xẻ có thể được xẻ mở trên bề mặt khe hở vòng găng (Xem hình 3).
Hình 3 - Bố trí các rãnh xẻ
5.6 Bề mặt thấm Nitơ
Bảng 6 đưa ra các đặc điểm chung của bề mặt thấm Nitơ
Bảng 6 - Chiều dầy lớp thấm Nitơ trên mặt lưng và mặt đáy
Kích thước tính bằng milimét
Mã | Chiều dầy lớp thấm nitơ | |
Mặt lưng | Mặt đáy | |
NT010 | 0,010 | 0,005 |
NT030 | 0,030 | 0,010 |
NT050 | 0,050 | 0,015 |
a Xem TCVN 5735-1 (ISO 6621-4) cho dung sai | ||
5.7 Áp suất tiếp xúc danh nghĩa và lực tiếp tuyến
Bảng 7 đưa ra các đặc điểm chung của áp suất tiếp xúc danh nghĩa.
Bảng 7 - Kiểu áp suất tiếp xúc danh nghĩa
Kích thước tính bằng milimét
Chiều dầy vòng găng | Áp suất tiếp xúc danh nghĩa | |||
Mã PN1,0 | Mã PN1,5 | Mã PN2,0 | Mã PN2,5 | |
2,0 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | --- |
2,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | --- |
3,0 | --- | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
4,0 | --- | 1,5 | 2,0 | 2,5 |
5.8 Dung sai của lực tiếp tuyến Ft
Bảng 8 quy định các đặc điểm chung của lực tiếp tuyến Ft, mà:
Ft = d1xh5x p0 (1)
Bảng 8 - Dung sai của lực tiếp tuyến Ft
Lực tiếp tuyến | Dung sai |
Ft | ±4 N |
Ft≥ 20 | ± 20 % |
6.1 Kiểu lò xo xoắn
6.1.1 Tất cả các giá trị nêu trong các bảng kích thước đều dựa trên cơ sở lò xo xoắn hình trụ được cuốn từ các dây tròn.
Cả 3 kết cấu cho trong hình 4 đến hình 7 là kiểu phổ biến.
6.1.2 Hình 4 đưa ra lò xo xoắn kiểu CSN với các bước lò xo đều.
CHÚ DẪN:
1 Đường kính của dây lò xo
Hình 4 - Lò xo xoắn kiểu CSN
6.1.3 Hình 5 cho lò xo xoắn kiểu CSG có bước lò xo đều (đường kính vòng lò xo d7 phẳng).
CHÚ DẪN:
1 Đường kính của dây lò xo
a Xấp xỉ 0,8 lần đường kính của vòng dây lò xo
Hình 5 - Lò xo xoắn kiểu CSG
6.1.4 Hình 6 đưa ra lò xo xoắn kiểu CSE với các bước lò xo biến đổi (đường kính vòng lò xo d7 phẳng), và hình 7 đưa ra vị trí của các bước lò xo nhỏ.
CHÚ DẪN:
1 Đường kính của dây lò xo.
a Xấp xỉ 0,8 lần đường kính của vòng dây lò xo.
Hình 6 - Lò xo xoắn kiểu CSE
Kích thước tính bằng milimét
CHÚ DẪN
1Khoảng hở lò xo
2Khu vực bước xoắn nhỏ
a Chốt độ dài tự do
bChốt độ dài cố định
Hình 7 - Vị trí của vùng bước xoắn nhỏ
CHÚ THÍCH: Việc sử dụng các kết cấu lò xo khác có thể được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. Kết cấu và kích thước rãnh chứa lò xo theo đó cũng có thể thay đổi nếu cần thiết.
6.2 Khoảng chệch của lò xo xoắn (khe hở mở rộng)
Khoảng chệch của lò xo xoắn, f1, là khoảng cách giữa các điểm cuối của khe hở vòng găng, khi vòng găng không chịu nén, tính theo trung điểm của rãnh lò xo (Xem hình 8 và bảng 9).
Hình 8 - Khoảng chệch của lò xo xoắn
Bảng 9 - Khoảng chệch của lò xo xoắn
Đường kính danh nghĩa | Khoảng chệch của lò xo xoắn |
60 ≤ d1100 | 0,1 x d1 |
100 ≤ d1≤ 200 | 0,12 xd1 |
6.3 Vị trí của khoảng hở lò xo xoắn và cách cố định
Khoảng hở lò xo phải xấp xỉ 180° tính từ khe hở miệng vòng găng tới và các điểm cuối của khoảng hở lò xo được cố định với điểm nối hoặc một chốt nối.
6.4 Vật liệu
Lò xo xoắn làm từ vật liệu được cho trong TCVN 5735-3 (ISO 6621-3), bảng 1, phân lớp MC62 (dây lò xo van), MC67 (thép không gỉ) và MC68 (dây đàn piano).
Lò xo có hai mức chịu nhiệt khác nhau (mất lực tiếp tuyến do tải trọng và nhiệt độ).
- Mức chịu nhiệt tiêu chuẩn,
- Mức chịu nhiệt giảm, mã WF.
Các điều kiện thử nghiệm và mức độ giảm lực tiếp tuyến cho phép được chỉ rõ theo TCVN 5735-5 (ISO 6621-5), bảng 10.
Bảng 10 đưa ra dung sai và các tiêu chí tính a4, a13, a14, d14, d7 và a12 cho kiểu SOR.
Bảng 10 - Dung sai và các tiêu chí tính a4, a13, a14, d14, d7vàa12 cho kiểu SOR.
Kích thước tính bằng milimét
Chi tiết | Ký hiệu | Dung sai | Phương án tính |
Độ sâu rãnh | a4 | ± 0,1 | a4 = (0,35 đến 0,6) xa1 - 0,2 |
Độ sâu rãnh và phần vật liệu còn lại | a13 | ±0,1 | a13 = a4 + (0,45 đến 0,65) |
Chiều rộng phần cắt rãnh ngoài | a14 a | max | a14 = (0,1 đến 0,3) xa1 |
Đường kính rãnh lò xo xoắn | d14 | ±0,05 | d14 = (0,65 đến 0,85) x h1b |
Đường kính vòng lò xo xoắn | d7 | ± 0,05 | d7 = (0,05 đến 0,3) xd14 |
Chiều rộng vòng găng tính cả lò xo xoắn | a12 | ±0,15 | a12 = a13 + d7 |
a Giá trị này sẽ được xác định bởi nhà sản xuất và khách hàng. b Khi h1 = 2,0 hoặc 2,5, d14 = (0,75 đến 0,85) x h1. | |||
8.1 Góc của đường rãnh trong, θ, được xác định như sau:
40° ± 1° (mã V40) hoặc 45° ± 1° (mã V45) ± 1° (góc tính đến mặt tham chiếu)
Xem hình 2.
8.2 Bảng 11 đưa ra dung sai và các phương án tính a4, a13, a14, d14, d7 và a12 cho kiểu SOV
Bảng 11- Dung sai và các phương án tính a4, a13, a14, d14, d7vàa12cho kiểu SOV
Kích thước tính bằng milimét
Chi tiết | Ký hiệu | Dung sai | Phương án tính |
Độ sâu rãnh | a4 | ±0,1 | a4 = (0,35 đến 0,6) xa1 - 0,3 |
Độ sâu rãnh và phần vật liệu còn lại | a13 | ±0,1 | a13 = a4 + (0,45 đến 0,65) |
Chiều rộng phần cắt rãnh ngoài | a14a | max | a14 = (0,1 đến 0,3) xa1 |
Đường kính vòng lò xo xoắn | d7 | ± 0,05 | d7 = (0,6 đến 0,8) xh1 |
Chiều rộng vòng găng tính cả lò xo xoắn | a12 | ±0,15 | a12 = a4+(-0,1 đến 0,4)+(1+ ) X |
a Giá trị này sẽ được xác định bởi nhà sản xuất và khách hàng | |||
Hai kiểu tiết diện vòng găng dầu được xác định trong phần này của TCVN 11639 (ISO 6626) (SOR và SOV) có thể được sử dụng cho các khoảng đường kính vòng găng khác nhau. Bảng 12 liệt kê danh mục các bảng từ 13 đến bảng 19 xác định kích thước của các kiểu vòng găng. Bảng 13 đến bảng 19 đưa ra các trực tiếp tuyến danh nghĩa được khuyến cáo sử dụng cho các kiểu vòng găng với các đường kính được nêu trong bảng 12.
Bảng 12 - Danh mục các bảng từ 13 đến bảng 19
Kích thước tính bằng milimét
Bảng | Kiểu | Chiều dày vòng găng | Chiều rộng vòng găng | Đường kính danh nghĩa |
13 | SOR | 2,0 và 2,5 | SOR-S | 60 đến 100 |
14 | 3,0 | SOR-S và SOR-L | 65 đến 120 | |
15 | 4,0 | SOR-S và SOR-L | 80 đến 124 | |
16 | 4,0 | SOR-S và SOR-L | 125 đến 200 | |
17 | SOV | 3,0 | SOR-S và SOR-L | 70 đến 120 |
18 | 4,0 | SOR-S và SOR-L | 80 đến 124 | |
19 | 4,0 | SOR-S và SOR-L | 125 đến 200 | |
CHÚ THÍCH: Mã S và L được mô tả trong bảng 1. | ||||
Bảng 13 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa khuyến cáo sử dụng chovòng găng kiểu SOR-S (h1 = 2,0 mm và h1 = 2,5 mm)
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 14 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa khuyến cáo sử dụng chovòng găng kiểu SOR-S và SOR-L (h1 = 3,0 mm)
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 15 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa khuyến cáo sử dụng cho vòng găng kiểu SOR-S và SOR-L(h1 = 4,0 mm; đường kính danh nghĩa d1
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 16 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa khuyến cáo sử dụng cho vòng găng kiểu SOR-S và SOR-L(h1 = 4,0 mm; đường kính danh nghĩa d1≥ 125 mm)
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 17 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa được khuyến cáo sử dụng cho vòng găng kiểu SOV-S và SOV-L (h1= 3,0 mm;)
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 18 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa được khuyến cáo sử dụng cho vòng găng kiểuSOV-S và SOV-L (h1 = 4,0 mm; đường kính danh nghĩa d1
Kích thước tính bằng milimét
Bảng 19 - Lực tiếp tuyến danh nghĩa được khuyến cáo sử dụng cho vòng găng kiểuSOV-S và SOV-L (h1 = 4,0 mm; đường kính danh nghĩa d1 ≥ 125 mm)
Kích thước tính bằng milimét
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] TCVN 5735-1 (ISO 6621-1), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 1: Từ vựng
[2] TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 2: Phươngpháp đo
[3] TCVN 5735-3 (ISO 6621-3), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 3: Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu
[4] TCVN 5735-5 (ISO 6621-5), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 5: Yêu cầu chất lượng
[5] 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
[6] TCVN 11635-2 (ISO 6622-2), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 2: Vòng găng tiết diện hình chữ nhật chiều dày nhỏ
[7] TCVN 11636 (ISO 6623), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Vòng găng tiết diện lưỡi cạo làm bằng gang đúc
[8] TCVN 11637-1 (ISO 6624-1), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 1: Vòng găng tiết diện hình chêm làm bằng gang đúc
[9] TCVN 11637-2 (ISO 6624-2), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 2: Vòng găng tiết diện nửa hình chêm làm bằng gang đúc
[10] TCVN 11637-3 (ISO 6624-3), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 3: Vòng găng tiết diện hình chêm làm bằng thép
[11] TCVN 11637-4 (ISO 6624-4), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 4: Vòng găng tiết diện nửa hình chêm làm bằng thép
[12] TCVN 11638 (ISO 6625), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Vòng găng dầu
[13] TCVN 11639-2 (ISO 6626-2), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 2: Vòng găng dầu lò xo xoắn có chiều dày nhỏ làm bằng gang đúc
[14] TCVN 11640 (ISO 6627), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Vòng găng dầu có vòng đệm đàn hồi.