СОСТАВНОЙ ПОРШЕНЬ Российский патент 1995 года по МПК F02B75/30 F02F3/24 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в двухтактных двигателях внутреннего сгорания.

Широко известны поршни двигателей внутреннего сгорания, состоящие из днища, головки с уплотнительным поясом, юбки и шатуна (см. например, Михайловский Е. В. Серебряков К.Б. и Тур Е.Я. Устройство автомобиля. М. Машиностроение, 1979, с. 38-41).

Такие поршни при использовании в двухтактных двигателях обладают существенным недостатком: у них отсутствует возможность пропуска газов через поршень из подпоршневого пространства в надпоршневое, что усложняет конструкцию двигателя необходимостью устройства перепускных каналов и ухудшает его экономичность за счет потерь горючего при перепуске.

Известен поршень двигателя внутреннего сгорания, состоящий из днища, головки с уплотнительным поясом, клапана, юбки и шатуна (Моделист-конструктоp, 1982, N 1, с. 17-18, мотор "Гном").

Расположение клапана в днище поршня обеспечивает перепуск смеси, но снижает надежность и долговечность двигателя из-за большой тепловой нагрузки на клапан и утяжеляет поршень.

Известен составной поршень, состоящий из внешнего и внутреннего коаксиальных стаканов с уплотнительным пояском на наружной боковой поверхности внешнего стакана и ограничителем перемещения, причем внутренний стакан связан с шатуном (патент США N 2404467).

В такой конструкции поршня отсутствует возможность перепуска газов из подпоршневого пространства в надпоршневое.

Целью изобретения является повышение надежности, долговечности и упрощение конструкции цилиндра двухтактного двигателя за счет новой конструкции поршня, которая обеспечивает самонастраиваемый перепуск газов из подпоршневого пространства в надпоршневое.

Для этого в днищах внешнего и внутреннего стаканов выполнено одно или несколько отверстий, причем отверстия в днище внутреннего стакана смещены относительно отверстий в днище внешнего, а ограничитель перемещения выполнен в виде упора на свободном торце внешнего стакана.

На чертеже схематически показан предлагаемый поршень.

Поршень состоит из внешнего стакана 1 с уплотнительным поясом 2 и отверстиями 3 в днище 4, внутреннего стакана 5 с отверстиями 6 в его днище 7 и юбки 8. Внутренний стакан 5 связан с шатуном 9. Ограничитель перемещения 10 выполнен в виде упора на свободном торце внешнего стакана 1.

Поршень работает следующим образом.

При ходе шатуна 9 вверх под действием сил трения о стенки цилиндра (не показан) стакан 1 смещается вниз и своим днищем 4 перекрывает отверстия 6 стакана 5, а днищем 7 стакана 5 перекрывает отверстия 3 в днище стакана 1, герметизируя надпоршневое пространство.

При ходе шатуна 9 вниз отверстия 3 и 6 будут перекрыты до тех пор, пока силы трения стакана 1 о стенки цилиндра не уравняются с силой давления как сверху, так и снизу на днище 4 стакана 1, и силой трения стакана 1 о стакан 5, после чего стакан 1 остановится, а стакан 5 с шатуном 9 продолжат движение вниз, открывая отверстия 3 и 6, что создаст возможность прохождения газов через эти отверстия из порпоршневого пространства в надпоршневое, обеспечивая продувку цилиндра. Затем стакан 5 упирается в ограничитель перемещения 10 и стакан 1 далее движется со стаканом 5.

Предлагаемый поршень можно реализовать, например, в любом двухтактном двигателе.

Применение предлагаемого поршня в двухтактных двигателях упрощает их конструкцию, поскольку отпадает необходимость в перепускных каналах и окнах, повышает его экономичность за счет улучшения продувки. Отсутствие перепускных окон облегчает работу поршневых колец уплотнительного пояса, что повышает надежность и долговечность двигателя в целом.

Использование: в двухтактных двигателях. Сущность изобретения: составной поршень из установленных коаксиально внешнего 1 и внутреннего 5 стаканов, перемещающихся относительно друг друга. Стаканы 1 и 5 имеют в днищах по одному ( или несколько) несовпадающих отверстий. Внешний стакан 1 снабжен уплотнительным поясом 2 и ограничителем перемещения 10 в виде упора на его свободном торце. При движении поршня вверх отверстия в днищах его стаканов перекрыты. При движении поршня вниз в конце рабочего хода внешний стакан сместится относительно внутреннего, откроются отверстия в его днищах и произойдет продувка. 1 ил.

СОСТАВНОЙ ПОРШЕНЬ, содержащий установленные коаксиально с возможностью перемещения внешний и внутренний стаканы, причем внешний стакан снабжен уплотнительным пояском на наружной боковой поверхности, а внутренний связан с шатуном, и ограничитель перемещения, отличающийся тем, что в днищах внутреннего и внешнего стаканов выполнено по меньшей мере одно отверстие, при этом отверстия в днище внутреннего стакана смещены относительно отверстий в днище внешнего, а ограничитель перемещения выполнен в виде упора на свободном торце внешнего стакана.