Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11639-2:2016 về Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 2

• Số hiệu: TCVN11639-2:2016
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2016

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11639-2:2016

ISO 6626-2:2013

ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG - VÒNG GĂNG - PHẦN 2: VÒNG GĂNG DẦU LÒ XO XOẮN CÓ CHIỀU DẦY NHỎ LÀM BẰNG GANG ĐÚC

Internal combustion engines - Piston rings - Part 2: Coil-spring-loaded oil control rings of narrow width made of cast iron

Lời nói đầu

TCVN 11639-2:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 6626-2:2013.

TCVN 11639-2:2016 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.

...

...

...

- Phần 2: Vòng găng dầu lò xo xoắn có chiều dày 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 2: VÒNG GĂNG DẦU LÒ XO XOẮN CÓ CHIỀU DẦY NHỎ LÀM BẰNG GANG ĐÚC

Internal combustion engines - Piston rings - Part 2: Coil-spring-loaded oil control rings of narrow width made of cast iron

...

...

...

Tiêu chuẩn này quy định đặc điểm kích thước chính của các vòng găng dầu lò xo xoắn làm bằng gang đúc, các kiểu DSF-C, SSF, GSF, DSF, SSF-L, DSF-NG và DSF-CNP. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các vòng găng có đường kính từ 60 mm đến 110 mm, dùng trên động cơ đốt trong kiểu pit tông chuyển động tịnh tiến sử dụng cho phương tiện giao thông đường bộ và các ứng dụng khác.

2  Tài liệu viện dẫn

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 5735-2 (ISO 6621-2), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 2: Quy tắc đo kiểm tra.

TCVN 5735-3 (ISO 6621-3), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 3: Yêu cầu đối với vật liệu.

TCVN 5735-4 (ISO 6621-4), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 4: Đặc tính kỹ thuật chung.

TCVN 5735-5 (ISO 6621-5), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Phần 5: Yêu cầu chất lượng.

3  Tổng quan

Các kiểu vòng găng dầu loại lò xo xoắn được cho trong các hình 1 đến hình 8. Các đặc điểm chung và các kích thước được cho trong bảng 1 và hình 2 và các hình 9 đến hình 11. Các đặc trưng của lò xo xoắn được cho trong các hình 12 đến hình 16. Bảng 3 đưa ra các loại áp suất tiếp xúc khác nhau. Bảng 4 đến bảng 9 đưa ra các kích thước và lực cho các kiểu vòng găng kiểm soát dầu kiểu lò xo xoắn.

...

...

...

Nhà thiết kế cũng phải tham khảo các đặc điểm và yêu cầu nêu trong TCVN 5735-3 (ISO 6621-3) và TCVN 5735-4 (ISO 6621-4) trước khi lựa chọn kiểu vòng găng.

Đối với chi tiết gang đúc, vật liệu được khuyến khích sử dụng là lớp 10 theo TCVN 5735-3 (ISO 6621-3). Đối với các ứng dụng đặc biệt, vật liệu lớp từ 20 đến 50 có thể được sử dụng.

Có thể sử dụng nhiều kết cấu khác nhau của bề mặt và rãnh lò xo, theo chỉ dẫn của từng nhà sản xuất, và có thể không mạ hoặc mạ crôm.

4  Kiểu vòng găng và ký hiệu ví dụ

4.1  Kiểu DSF-C, SSF, GSF, DSF, SSF-L, DSF-NG và DSF-CNP

4.1.1  Đặc điểm và kích thước chung

Xem Hình 1 và Bảng 4, Bảng 5, Bảng 6, Bảng 7, Bảng 8, và Bảng 9.

Hình 1 - Các kiểu DSF-C, SSF, GSF, DSF, SSF-L, DSF-NG và DSF-CNP

...

...

...

4.2.1  Đặc điểm và kích thước chung

Xem hình 2 và bảng 4.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng tham chiếu

^a Theo TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), độ không vuông góc của phần tiếp xúc

Hình 2 - Kiểu DSF-C

4.2.2  Ký hiệu vòng găng kiểu DSF-C theo TCVN 11639-2 (ISO 6626-2)

...

...

...

Vòng găng TCVN 11639-2 (ISO 6626-2) DSF-C - 80 x 2,5-MC11/S020 CR2 WK WF CSE PNM MM

4.3  Kiểu DSF-CNP - Vòng găng dầu loại lò xo xoắn có cạnh vát, mạ crôm, mặt lưng không phẳng

4.3.1  Đặc điểm và kích thước chung

Xem hình 3 và bảng 5.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng tham chiếu

^a Theo TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), độ không vuông góc của phần tiếp xúc.

...

...

...

4.3.2  Ký hiệu vòng găng kiểu DSF-CNP theo TCVN 11639-2 (ISO 6626-2)

VÍ DỤ: Một vòng găng dầu loại lò xo xoắn (DSF-CNP) có đường kính danh nghĩa là d₁ = 100 mm (100) và chiều dày danh nghĩa h₁ = 2,0 mm (2,0), gang xám không xử lý nhiệt, phân lớp 12 (MC12) bước xoắn không đổi (CSN), với lực tiếp tuyến F_t tương ứng với lớp áp suất tiếp xúc danh nghĩa thấp (PNL) được ký hiệu như sau: (Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO)).

Vòng găng TCVN 11639-2 (ISO 6626-2) DSF-CNP - 100 x 2 - MC12/CSN PNL

4.4  Kiểu SSF - Vòng găng dầu loại lò xo xoắn có xẻ rãnh

4.4.1  Đặc điểm và kích thước chung Xem hình 4 và bảng 6.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng tham chiếu

...

...

...

Hình 4 - Kiểu SSF

4.4.2  Ký hiệu vòng găng kiểu SSF phù hợp TCVN 11639-2 (ISO 6626-2)

VÍ DỤ: Một vòng găng dầu loại lò xo xoắn có xẻ rãnh (SSF) có đường kính danh nghĩa là d₁ = 80 mm (80) và chiều dày danh nghĩa h₁ = 2,5 mm (2,5), gang xám không xử lý nhiệt, phân lớp 12 (MC12) bước xoắn lò xo không đổi (CSN), với lực tiếp tuyến F_t tương ứng với lớp áp suất tiếp xúc danh nghĩa thấp (PNL) được ký hiệu sau: (Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO)).

Vòng găng TCVN 11639-2 (ISO 6626-2) SSF - 80 x 2,5 - MC12/CSN PNL

4.5  Kiểu GSF - Vòng găng dầu loại lò xo xoắn có vát hai cạnh đồng dạng

4.5.1  Đặc điểm và kích thước chung

Xem Hình 5 và Bảng 7. Đánh dấu mặt trên theo quy định tại TCVN 5735-4 (ISO 6521-4).

Kích thước tính bằng milimét

...

...

...

1 Mặt phẳng tham chiếu

2 Đánh dấu mặt trên

^a Theo TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), độ không vuông góc của phần tiếp xúc

Hình 5 - Kiểu GSF

4.5.2  Ký hiệu vòng găng dầu kiểu GSF theo TCVN 11639-2 (ISO 6626-2)

VÍ DỤ: Một vòng găng dầu loại lò xo xoắn có vát hai cạnh đồng dạng (GSF) có đường kính danh nghĩa là d₁ = 75 mm (75), và chiều dày danh nghĩa h₁ = 2,5 mm (2,5), gang xám không xử lý nhiệt, phân lớp 12 (MC12) bước xoắn lò xo không đổi (CSN), với lực tiếp tuyến F_t tương ứng với lớp áp suất tiếp xúc danh nghĩa thấp (PNL) được ký hiệu như sau: (Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO)).

Vòng găng TCVN 11639-2 (ISO 6626-2) GSF - 75 x 2,5 - MC12/CSN PNL

4.6  Kiểu DSF - Vòng găng dầu loại lò xo xoắn vát hai cạnh đối xứng

4.6.1  Đặc điểm và kích thước chung

...

...

...

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng tham chiếu

^a Theo TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), độ không vuông góc của phần tiếp xúc

Hình 6 - Kiểu DSF

4.6.2  Ký hiệu vòng găng kiểu GSF theo TCVN 11629-2 (ISO 6626-2)

VÍ DỤ: Một vòng găng dầu loại lò xo xoắn vát hai cạnh đối xứng (DSF) có đường kính danh nghĩa là d₁ = 90 mm (90), và chiều dày danh nghĩa h₁ = 2,5 mm (2,5), gang xám không xử lý nhiệt, phân lớp 12 (MC12) bước xoắn lò xo không đổi (CSN), với lực tiếp tuyến F_t tương ứng với lớp áp suất tiếp xúc danh nghĩa giảm (PNR) được ký hiệu như sau: (Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO)).

Vòng găng TCVN 11639-2 (ISO 6626-2) DSF - 90 x 2,5 - MC12/CSN PNR

...

...

...

4.7.1  Đặc điểm và kích thước chung

Xem Hình 7 và Bảng 8.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng tham chiếu

^a Theo TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), độ không vuông góc của phần tiếp xúc

Hình 7 - Kiểu DSF-NG

4.7.2  Ký hiệu vòng găng kiểu DSF-NG theo TCVN 11639-2 (ISO 6626-2)

...

...

...

Vòng găng ISO 6626-2 DSF-NG - 80 x 2,0 - MC12/CSN PNR

4.8  Loại SSF-L - Vòng găng dầu loại lò xo xoắn có chiều rộng thành danh nghĩa 0,4 mm

4.8.1  Đặc điểm và kích thước chung

Xem Hình 8 và Bảng 9.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Mặt phẳng tham chiếu

^a Theo TCVN 5735-2 (ISO 6621-2), độ không vuông góc của phần tiếp xúc

...

...

...

4.8.2  Ký hiệu vòng găng kiểu SSF-L theo TCVN 11639-2 (ISO 6626-2)

VÍ DỤ: Một vòng găng dầu loại lò xo xoắn có rãnh (SSF-L) có đường kính danh nghĩa là d₁ = 80 mm (80), và chiều dày danh nghĩa h₁ = 2,5 mm (2,5), gang đúc xám không xử lý nhiệt, phân lớp 12 (MC12) bước xoắn lò xo không đổi (CSN), với lực tiếp tuyến F_t tương ứng với lớp áp suất tiếp xúc danh nghĩa giảm (PNR) được ký hiệu như sau: (Các thông số được sử dụng trong ký hiệu vòng găng theo TCVN (ISO)).

Vòng găng TCVN 11639 (ISO 6626-2) SSF-L- 80 x 2,5 - MC12/CSN PNR

5  Đặc điểm chung

5.1  Thoát dầu bằng rãnh xẻ hoặc lỗ

5.1.1  Sắp xếp rãnh

5.1.1.1  Quy định chung

Hình 9 thể hiện sự sắp xếp các rãnh thoát dầu.

5.1.1.2  Chiều dài rãnh

...

...

...

Chiều dài rãnh, w₁, phải bằng chiều dài phần kim loại nối các rãnh, w₂.

Chênh lệch tối đa giữa w₁ và w₂ là 4 mm.

5.1.1.4  Chiều dài rãnh giảm kích thước - Mã WK

Vòng găng dầu với kích thước chiều dài rãnh giảm sẽ giữ nguyên số rãnh và khoảng cách góc. Không áp dụng giá trị chênh lệch tối đa giữa w₁ và w₂ trường hợp chiều dài rãnh tiêu chuẩn.

Xem bảng 1

a) 8 rãnh đối với 60 ≤ d₁ < 80

b) 10 rãnh đối với 80 ≤ d₁ < 100

...

...

...

Hình 9 - Sắp xếp rãnh

Bảng 1 - Chiều dài rãnh giảm kích thước

Kích thước tính bằng milimét

d₁

w₁ (khoảng giá trị danh định)

60 ≤ d₁ < 80

6 ... 11

80 ≤ d₁ < 100

8 ... 13

...

...

...

Sự sắp xếp lỗ được thể hiện trong Hình 10. Trường hợp các lỗ sắp xếp lệch nhau thì phải có sự thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

Hình 10 - Sắp xếp lỗ

5.1.2.1  Đường kính và số lỗ

Đường kính, d₁₅, và số các lỗ n phải được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng

5.2  Chiều dày lớp mạ - DSF-C và DSF-CNP (Vòng găng dầu loại lò xo xoắn vát hai cạnh đối xứng, mạ crôm)

Xem hình 11 và bảng 2.

Hình 11 - Chiều dày lớp mạ

...

...

...

Kích thước tính bằng milimét

Mã

Độ dày^a

Min.

CR0

0,03

CR1

0,05

CR2

...

...

...

^a Dung sai của chiều dày được nêu tại ISO 6621-4

5.3  Mặt lưng ở vị trí khe hở miệng của vòng găng dầu mạ crôm

Xem các đặc điểm và kích thước tại TCVN 5735-4 (ISO 6621-4).

6  Lò xo xoắn

6.1  Các kiểu lò xo xoắn

Tất cả các giá trị nêu trong các bảng của Điều 8 đều dựa trên cơ sở lò xo xoắn hình trụ dây lò xo tròn. Ba kết cấu thể hiện trên các hình 12 đến Hình 14 là loại phổ biến, sử dụng các kết cấu khác tùy theo sự thống nhất giữa khách hàng và nhà sản xuất. Kết cấu và kích thước rãnh chứa lò xo theo đó cũng có thể thay đổi nếu cần thiết.

CHÚ DẪN

1 Đường kính của dây lò xo

...

...

...

CHÚ DẪN

1 Đường kính của dây lò xo

2 Xấp xỉ 0,8 lần đường kính của vòng dây lò xo

Hình 13 - Lò xo xoắn kiểu CSG có bước xoắn đều (đường kính vòng lò xo, d₇, phẳng)

CHÚ DẪN

1 Đường kính của dây lò xo

2 Xấp xỉ 0,8 lần đường kính của vòng dây lò xo

...

...

...

Kích thước bằng milimét

CHÚ DẪN

1 Khoảng hở lò xo

2 Khu vực bước xoắn nhỏ

^a Chốt độ dài tự do

^b Chốt độ dài cố định

Hình 15 - Vị trí của vùng bước xoắn nhỏ

6.2  Khoảng chệch của lò xo xoắn (khe hở mở rộng)

...

...

...

6.3  Vị trí của khoảng hở lò xo và cách cố định

Khoảng hở lò xo phải xấp xỉ 180° tính từ khe hở miệng vòng găng và các điểm cuối của khoảng hở lò xo được cố định với điểm nối hoặc một chốt nối.

Hình 16 - Khoảng chệch của lò xo xoắn

6.4  Vật liệu

Lò xo xoắn làm từ dây lò xo xu páp, qua xử lý nhiệt trong dầu. Vật liệu phù hợp chế tạo lò xo xoắn là phân lớp 62 và phải theo yêu cầu của TCVN 5735-3 (ISO 6621-3).

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.

...

...

...

7  Lực tiếp tuyến và áp lực tiếp xúc danh nghĩa

7.1  Lực tiếp tuyến

Lực tiếp tuyến của vòng găng dầu loại lò xo xoắn phụ thuộc chủ yếu vào lực lò xo. Bản thân chi tiết bằng gang đúc có lực tiếp tuyến rất nhỏ do chiều rộng vòng găng nhỏ và tỷ số "Khe hở miệng ở trạng thái tự do/đường kính danh nghĩa” nhỏ.

Chỉ sử dụng phương pháp đo lực tiếp tuyến vì các chi tiết bằng gang của vòng găng dầu loại lò xo xoắn có nhiều kết cấu khác nhau.

7.2  Hệ số lực

Các chi tiết làm từ gang đúc ít tham gia vào lực tiếp tuyến nên không cần có hệ số lực khi có thêm các yếu tố đặc trưng hoặc vật liệu khác hoặc cả hai (khác với gang xám đúc với môđun đàn hồi 100 GN/m^2).

7.3  Lực tiếp tuyến, Ft

7.3.1  Quy định chung

Lực tiếp tuyến, F_t, của một vòng găng dầu loại lò xo được xác định bởi

...

...

...

b) Chiều dày thành tiếp xúc h₅ tính theo milimét

c) Áp lực tiếp xúc danh nghĩa cần thiết, p_o, tính theo niu-tơn trên milimét vuông (N/mm^2) được tính theo công thức (1):

(1)

Chiều dày thành tiếp xúc h₅ phụ thuộc vào loại vòng găng, đường kính và chiều dày vòng găng. Áp lực tiếp xúc danh nghĩa p_o có thể được lựa chọn trên một dải rộng để phù hợp với ứng dụng và hiệu quả gạt dầu cần thiết.

7.3.2  Lực tiếp tuyến riêng phần, F_tc

Lực tiếp tuyến riêng phần F_tc là lực tiếp tuyến để vòng găng dầu loại lò xo tạo ra áp lực tiếp xúc đơn vị cần thiết, p_ou, là 1 N/mm^2 theo công thức (2)

(2)

...

...

...

7.3.3  Lực tiếp tuyến thực tế, F_t, và dung sai

Lực tiếp tuyến thực tế của vòng găng dầu loại lò xo được tính toán theo giá trị F_tc và áp lực tiếp xúc danh nghĩa cần thiết sử dụng công thức (3):

(3)

Dung sai của F_t là giá trị thực tế của F_t ± 20%. Giá trị thực tế của lực tiếp tuyến nên được làm tròn lên hoặc xuống theo quy định tại TCVN 5735-4 (ISO 6621-4).

7.4  Phân mức áp lực tiếp xúc danh nghĩa, po

Áp lực tiếp xúc danh nghĩa, p_o, giảm khi đường kính danh nghĩa d₁ tăng. Mối quan hệ giữa p_o và d₁ đối với áp lực tiếp xúc trung bình (Mã PNM) được tính theo công thức (4):

p_o = -0,010 . d₁ + 2,5

(4)

...

...

...

Bảng 3 - Mức áp lực tiếp xúc danh định, p_o

Mã

Hệ số

Công thức

Ý nghĩa

PNV

1,60

p_o = -0,0160 . d₁ + 4,000

Rất cao

...

...

...

1,25

p_o = -0,0125 . d₁ + 3,125

Cao

PNM

1,00

p_o = -0,0100 . d₁ + 2,500

Trung bình

PNR

0,80

...

...

...

Giảm nhẹ

PNL

0,60

p_o = -0,0060 . d₁ + 1,500

Thấp

PNE

0,45

p_o = -0,0045 . d₁ + 1,125

Rất thấp

...

...

...

Hình 17 - Giá trị của p_o theo d₁

8  Kích thước và lực tiếp tuyến

Các kích thước và lực tiếp tuyến được đưa ra trong các bảng 4 đến 9. Kích thước B3 phải được thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

Kích thước trong các bảng 4 đến 9 được tính theo milimét.

Bảng 4 - Kích thước và lực tiếp tuyến của vòng găng dầu có lò xo xoắn DSF-C có chiều dày vòng găng nhỏ

Bảng 4 (Tiếp theo)

...

...

...

Bảng 4 (Kết thúc)

Bảng 5 - Kích thước của vòng găng dầu có lò xo xoắn có cạnh vát, mạ crôm, mặt lưng không phẳng

Bảng 5 (Tiếp theo)

Bảng 5 (Tiếp theo)

...

...

...

Bảng 6 - Kích thước của vòng găng dầu có lò xo xoắn SSF có chiều dày vòng găng nhỏ

Bảng 6 (kết thúc)

Bảng 7 - Kích thước của vòng găng dầu có lò xo xoắn GSF và DSF có chiều dày vòng găng nhỏ

Bảng 8 - Kích thước của vòng găng dầu có lò xo xoắn DSF - NG có chiều dày vòng găng nhỏ

...

...

...

Bảng 8 (Tiếp theo)

Bảng 8 (Kết thúc)

Bảng 9 - Kích thước của vòng găng dầu có lò xo xoắn SSF - L có chiều dày vòng găng nhỏ

Thư mục tài liệu tham khảo

...

...

...

[2] TCVN 11635 (ISO 6622), Động cơ đốt trong - Vòng găng.

[3] TCVN 11636 (ISO 6623), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Vòng găng tiết diện lưỡi cạo làm bằng gang đúc

[4] TCVN 11637 (ISO 6624), Động cơ đốt trong- Vòng găng - Phần 1: Vòng găng tiết diện hình chêm làm bằng gang đúc

[5] TCVN 11638 (ISO 6625), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Vòng găng dầu

[6] TCVN 11640 (ISO 6627), Động cơ đốt trong - Vòng găng - Vòng găng dầu có vòng đệm đàn hồi.