Increasing the sealing efficiency of the piston ring-cylinder liner interface by reducing the errors in calculating the shape of the ring in its free state
Abstract
Currently, the Russian Federation is actively working to reduce its dependence on imported components in all sectors of the national economy. In particular, the dependence on imported components and technologies in the piston engine manufacturing industry. One of the most important components in ensuring the proper functioning of the cylinder-piston group is the piston rings. These rings provide a reliable seal between the combustion chamber and the crankcase. The authors have shown that the methods of calculating the shape of rings in a free state, known from the open literature, have significant errors that affect the quality of their manufacture and the efficiency of their operation during the operation of the power unit. Therefore, the purpose of this study is to find ways to improve the accuracy of calculating the shape of piston rings in a free state, in order to develop technical solutions and suggestions for manufacturers of piston rings for internal combustion engines.The upper piston ring of the KAMAZ-740 engine was selected as the object of research. In this work, the authors propose some ways to improve the accuracy of calculations, which have a positive effect on the efficiency of sealing the combustion chamber of a piston internal combustion engine.
About the Authors
Pavel D. Nikitin
RUDN University
Russian Federation
Russian Federation
assistant
Artur R. Asoyan
MADI; RUDN University
Russian Federation
Russian Federation
Doctors of Sciences (Technical), Associate Professor
Dmitry A. Nikitin
SSU GBE
Russian Federation
Russian Federation
Doctors of Sciences (Technical), Associate Professor
Valentin V. Safonov
SSU GBE
Russian Federation
Russian Federation
Doctors of Sciences (Technical), Professor
Vasily V. Chekmarev
SSU GBE
Russian Federation
Russian Federation
Doctors of Sciences (Technical), Associate Professor
Igor A. Аsoyan
RUDN University
Russian Federation
Russian Federation
Postgraduate student
References
1. Загребин, Г. Г. Научное обоснование процесса формообразования поршневых колец судовых дизелей : специальность 05.02.08 "Технология машиностроения" : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Загребин Герман Георгиевич. – Саратов, 1999. – 405 с. – EDN QDBTZF.
2. Моделирование теплового состояния и расчет на заедание пар трения базовых теплонапряженных деталей поршневых двигателей : Серия: Научная мысль / В. Г. Заренбин, Н. Д. Чайнов, С. Ю. Руссинковский, М. П. Р. Вальехо. – Москва : Общество с ограниченной ответственностью «Научно-издательский центр ИНФРА-М», 2024. – 202 с. – ISBN 978-5-16-019033-4. – DOI 10.12737/2083543. – EDN WRLTUT.
3. Руссинковский, С. Ю. Моделирование теплового состояния базовых теплонапряженных деталей двигателей внутреннего сгорания при согласованных граничных условиях теплообмена в сопряжениях / С. Ю. Руссинковский, Н. Д. Чайнов, М. С. Новиков // Двигателестроение. – 2025. – № 2(300). – С. 14-22. – EDN ZRSHKI.
4. Симдянкин, А. А. Повышение качества поршневых колец технологическим обеспечением приспособляемости кольца к цилиндру: специальность 05.02.08 «Технология машиностроения»: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Симдянкин Аркадий Анатольевич ; СГТУ. – Саратов, 1992. – 23 с.
5. Егурнов, Н. В. Математическое моделирование приспособляемости поршневых колец к стенке гильзы двигателя внутреннего сгорания / Н. В. Егурнов., А. А. Симдянкин // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2000. – № 2. – С. 114-119.
6. Расчет условий теплообмена в зоне поршневых колец при моделировании теплового состояния деталей цилиндропоршневой группы двигателей / С. Ю. Руссинковский, Н. Д. Чайнов, В. Г. Заренбин, М. С. Новиков // Двигателестроение. – 2025. – № 4(302). – С. 16-23. – EDN ZKANUI.
7. Повышение износостойкости и эффективности работы поршневого уплотнения двигателей внутреннего сгорания / А. К. Каукаров, Г. Б. Бакыт, Б. У. Жаманбаев [и др.] // Вестник Евразийского национального университета имени Л.Н.Гумилева. Серия: Технические науки и технологии. – 2024. – № 3(148). – С. 253-264. – DOI 10.32523/2616-7263-2024-148-3-253-264. – EDN BIJUDA.
8. Piston rings Kolbenringe. – URL: https://www.enginepartsuk.net/sites/default/files/goetze-rings-cat.pdf (дата обращения: 15.12.2025).
9. Yamamoto, K. Dynamic Contact Analysis of Piston Ring in Distorted Cylinder Bore / K. Yamamoto, M. Ochiai // Transactions of Society of Automotive Engineers of Japan. – 2019. – Vol. 50, No. 1. – P. 61-66. – DOI 10.1299/jsmemecj.2016.J0720201.
10. Liu, Y. Development and application of ring-pack model integrating global and local processes. Part 1. / Y. Liu, T. Tian // SAE International Journal of Engines. – 2017. – Vol. 10, No. 4. – P. 1927-1939. – DOI 10.4271/2017-01-1043.
11. Оценка целесообразности корректировки формы поршневых колец при их изготовлении на токарно-фрезерном станке HCFX-2 путем использования масштабного устройства / П. Д. Никитин, А. Р. Асоян, Д. А. Никитин [и др.] // Наука в центральной России. – 2025. – № 6(78). – С. 66-72. – DOI 10.35887/2305-2538-2025-6-66-72. – EDN HVZKSY.
12. Курицын, С. Ю. Методика расчета определения размеров конструктивно доработанного поршневого кольца нового уплотнения деталей цилиндропоршневой группы судового дизеля / С. Ю. Курицын, Ю. И. Матвеев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2025. – № 3. – С. 43-50. – DOI 10.24143/2073-1574-2025-3-43-50. – EDN YDVFFQ.
13. Influence of the Piston Ring Shape in a Free State on the Efficiency of Sealing the Combustion Chamber / D. A. Nikitin, P. D. Nikitin, A. R. Asoyan [et al.] // 2021 Intelligent Technologies and Electronic Devices in Vehicle and Road Transport Complex, TIRVED 2021 - Conference Proceedings, Moscow, 11–12 ноября 2021 года. – Moscow, 2021. – DOI 10.1109/TIRVED53476.2021.9639210. – EDN SJNSOF.
Review
Рецензент: И.А. Якубович, д-р техн. наук, проф., МАДИ
Views:
42
JATS XML
