ГИЛЬЗА ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2007 года по МПК F02F1/18 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в поршневых машинах.

Известна гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания, внутренняя поверхность которой подвергнута хонингованию на финишной операции, снижающей трение поршневых колец о стенку гильзы цилиндра [1].

К недостаткам данного устройства следует отнести возникновение сухого или близкого к сухому трения рабочих поверхностей поршневых колец и гильзы, проявляющихся в процессе эксплуатации в виде блестящих площадок ("натертостей") вдоль образующих гильзы между точками, соответствующими нижнему и верхнему положениям поршневых колец.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания, имеющая на рабочей поверхности две встречно выполненные винтовые канавки (правая и левая резьба), величина шага которых не превышает расстояния между верхним компрессионным и нижним маслосъемным кольцами, при этом канавки заполнены цветным металлом заподлицо с внутренней поверхностью гильзы [2]. Заделанный (заплавленный) в стенку известной гильзы цветной металл снижает трение поршневых колец о ее стенку за счет натирания цветного металла поршневыми кольцами на рабочую поверхность гильзы. При этом форма и размеры канавок обусловливают равномерность распределения натираемого цветного металла или сплава по рабочей поверхности гильзы.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, а именно сложность операции наплавки цветного металла в винтовые канавки, находящиеся в неудобном для сварных работ месте, внутри гильзы.

Задачами изобретения являются упрощение конструкции гильзы и снижение теплонапряженности цилиндропоршневой группы.

Задачи решаются следующей совокупностью признаков изобретения. Предлагаемая гильза, как и известная, содержит заделанные в стенку гильзы заподлицо с ее внутренней поверхностью элементы цветного металла или сплава. В отличие от известной в предлагаемой гильзе элементы цветного металла или сплава выполнены в виде стержней, установленных с гарантированным натягом в сквозных радиальных отверстиях стенки гильзы, при этом стержни расположены рядами по образующим гильзы, причем друг относительно друга в шахматном порядке, обеспечивающем перекрытие боковин обращенных внутрь гильзы окончаний нижних стержней боковинами вышележащих.

Техническими результатами изобретения являются равномерное распределение натираемого цветного металла или сплава по рабочей поверхности гильзы при относительной простоте ее конструкции и увеличение отвода тепла из камеры сгорания в рубашку охлаждения.

Технические результаты имеют причинно-следственную связь с признаками изобретения.

Получение равномерного слоя цветного металла или сплава на рабочей поверхности гильзы обусловлено расположением стержней, при котором слой цветного металла или сплава равномерно разносится как вдоль гильзы, за счет рядов стержней по ее образующим, так и по окружностям гильзы, за счет шахматного расположения стержней с перекрытием их боковин, при этом упрощается конструкция гильзы отсутствием операции наплавления внутри гильзы цветного металла или сплава.

Улучшенный теплоотвод из камеры сгорания обеспечивается за счет открытых в рубашку охлаждения стержней из цветного металла или сплава, обладающих большей теплопроводностью относительно основного металла гильзы. Что снижает теплонапряженность цилиндропоршневой группы.

В частном варианте исполнения периферийные окончания стержней имеют относительно наружной поверхности гильзы выступы с ребристой поверхностью. Такое исполнение увеличивает отвод тепла через стержни.

На чертеже упрощенно изображена предлагаемая гильза.

Гильза устроена следующим образом.

В стенке 1 гильзы выполнены сквозные отверстия 2, образующие на внутренней ее поверхности 3 регулярный макрорельеф. То есть по поверхности 3 гильзы отверстия 2 распределены в определенной последовательности, а именно рядами по образующим гильзы, причем в шахматном порядке друг относительно друга, образуя перекрытия боковин 4 нижних отверстий боковинами 5 вышележащих. В отверстиях 2 установлены с гарантированным натягом стержни 5, выполненные из цветного металла или сплава. При этом обращенные внутрь гильзы торцы 7 стержней 6 образованы заподлицо с внутренней поверхностью 3 гильзы, а периферийные окончания стержней имеют относительно наружной поверхности гильзы выступы 8 с ребристой поверхностью, образованной, например, проточками треугольного профиля.

Гильза работает следующим образом.

В процессе прохождения поршневых колец торец 7 стержня 6 участвует в формировании слоя цветного металла (сплава) на поверхности 3 гильзы за счет пластической деформации материала, образующего стержень. Часть цветного металла (сплава), снятого с торца 7 стержня 6, перемешивается в процессе трения с маслом, выносится из зоны трения и попадает на другие трибосопряжения: коленчатый вал с подшипниками, масляный насос и пр. Пополнение масла цветным металлом (сплавом) и его нанесение на поверхность 3 гильзы сопровождает весь период эксплуатации цилиндропоршневой группы двигателя. При этом за счет более высокой теплопроводности материала стержней 6 относительно основного металла гильзы происходит улучшенный теплоотвод через открытые в рубашку охлаждения стержни.

Достоинством предлагаемой гильзы является сравнительная простота ее конструкции и улучшенный теплоотвод из камеры сгорания в рубашку охлаждения.

Источники информации

1. Надежность и ремонт машин / Под ред. В.В.Курчаткина. - М.: Колос, 2000 г, с.338 рис.4.16.

2. Патент РФ №2186234, кл. F02F 1/20, бюл. №21 от 27.07.2002 (прототип).

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в поршневых машинах. В сквозных радиальных отверстиях стенки гильзы установлены с гарантированным натягом стержни из цветного металла или сплава заподлицо с внутренней поверхностью гильзы. Стержни расположены рядами по образующим гильзы в шахматном порядке друг относительно друга, при этом боковины обращенных внутрь гильзы окончаний нижних стержней перекрываются боковинами вышележащих. Технический результат - равномерность распределения натираемого поршневыми кольцами цветного металла или сплава по рабочей поверхности гильзы при относительной простоте ее конструкции и увеличении отвода тепла из камеры сгорания в рубашку охлаждения за счет открытых в последнюю стержней из цветного металла или сплава. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гильза цилиндра двигателя внутреннего сгорания, содержащая заделанные в стенку гильзы заподлицо с ее внутренней поверхностью элементы цветного металла или сплава, отличающаяся тем, что элементы цветного металла или сплава выполнены в виде стержней, установленных с гарантированным натягом в сквозных радиальных отверстиях стенки гильзы, при этом стержни расположены рядами по образующим гильзы, причем друг относительно друга в шахматном порядке, обеспечивающем перекрытие боковин обращенных внутрь гильзы окончаний нижних стержней боковинами вышележащих.2. Гильза по п.1, отличающаяся тем, что периферийные окончания стержней имеют относительно наружной поверхности гильзы выступы с ребристой поверхностью.