Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02F3/22 F01P3/10 

Изобретение относится к машиност- i роению, в частности к конструкции поршней с неризистовой вставкой,с по лестью для охлаждения поршней маслом в районе верхних компрессионных колец,5

Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения -ох-паждения и упрощения конструкции.

На фиг. 1 изображен поршень; на фиг. 2 - вариант исполнения поршня с гофрами на кольцевой трубке канала охлаждения; на фиг. 3 - то же, поперечное сечение по вставке поршня и кольцевой трубке;, на фиг. 4 - вариант

можность создания оптимальных условий охлаждения поршня, создания нео ходимого температурного барьера.Orp ничение угла о/, наклона большей оси

при cvi

горизонтальном расположе

, т.е.

10

н

I

НИИ оси, резко уменьшается кольцева перемычка К и ослабляется тем самым механическая прочность соединения верхней 7 и нижней 8 частей поршня.

FT

Увеличение угла ot

удаляет верхнюю часть эллипса от горячей верхне

л у t-.f... ..

исполнения поршня с эллипсной трубкой - 7 части поршня и снижает эффектив- канала охлаждения; на фиг. 5 - то же, ность ее охлаждения.

25

с наружными выступами на кольцевой трубке канала охлаждения.

Поршень имеет неризистовую вставку 1 с канавой 2 под поршневое, кольцо. По внутренней поверхности вставки 1 в пазу 3 развальцована цельная кольцевая герметичная металлическая трубка 4 с каналом 5 для охлаждающей жидкости и каналами 6 (в трубке и теле поршня) для ее подвода (и-отвода).

Кольцевая неризистовая вставка 1 размещена в зоне верхнего компрессионного кольца.

30

Верхняя 7 и нижняя 8 части поршня имеют связь через кольцевую перемычку шириной К , величина которой обеспечивает тепловую связь и.механическую прочность соединения этих частей. Кольцевая трубка 4 выполнена изгибом по окружности с взаимным герметичным соединением ее концов о

В варианте исполнения поршня - (фиг. 2) трубка 4 вьшолнена с гофрами Q вдоль кольцевой поверхности в части трубки, охватываемой материалом поршня, что увеличивает поверхность соприкосновения трубки с поршнем5по35

При изготовлении неризистовой вставки 1 в ней с внутренней стороны вьтолняют канавку - паз 3, в котором закрепляют кольцевую герметичную ме- таллическУю трубку 4 с каналом 5 для охлгщдения жидкости путем разводки или развальцовки, В неризистовой вставке 1 трубку 4 можно закрепить также путем запрессовки ее с натягом без выполнения канавки. Затем нире- зистовую вставку 1 с трубкой 4 али- тируют совместно как единый узел, устанавливают в форму и производят заливку для получения верхней 7 и нижней 8 частей поршня. При этом в процессе переноса и постановки этого узла в форму его подвергают индукционному нагреву„

После получения отливки поршня из алюминиевого сплава в ней сверлят каналы 6 подвода и отвода масла,которые обеспечивают подвод и отвод охлаждающего масла к каналу 5 полости охлаждения верхней части - головки поршня и протачиваются канавки 2 под поршневое кольцо (одно или несколько).

Предлагаемая конструкция поршня ;

повьш1ает эффективность охлаждения за jsepxHocTb теплообмена, улучшая охлаж- /«л:

счет развитой поверхности охлаждения

дение поршня.

Трубка 4 может быть выполнена и с гребенкой - наружными выступами (фиг. 5) вдоль (или поперек) кольцевой поверхности в части трубки, охва- я тываемой материалом поршня, что увеличивает поверхность теплоотдачи,

В варианте исполнения поршня (фиг. 4) металлическая трубк а- 4 имеет эллипсное (овальное) поперечное сечение и размещена в пазу вставки 1 с большей осью эллипса под углом oi. к оси поршня, где oi меньше IT/2 (т.е.

полости для охлаждения при непосредственном контакте этой полости со вставкой под поршневые кольца и телом поршня.

меньше 90 ), что обеспечивает возКроме того, предлагаемый поршень значительно проще за счет относительно малотрудоемких цельной кольцевой .металлической трубки, ее соединения в пазу (или без паза с натягом) на внутренней поверхности неризистовой вставки и самой неризистовой вставки.

Изобретение существенно упрощает технологический процесс получения от

можность создания оптимальных условий охлаждения поршня, создания необходимого температурного барьера.Orpa-i ничение угла о/, наклона большей оси

при cvi

горизонтальном расположе , т.е.

н

I

НИИ оси, резко уменьшается кольцевая перемычка К и ослабляется тем самым механическая прочность соединения верхней 7 и нижней 8 частей поршня.

FT

Увеличение угла ot

удаляет верхнюю часть эллипса от горячей верхней

.. ..

7 части поршня и снижает эффектив- ность ее охлаждения.

5

0

Q

5

При изготовлении неризистовой вставки 1 в ней с внутренней стороны вьтолняют канавку - паз 3, в котором закрепляют кольцевую герметичную ме- таллическУю трубку 4 с каналом 5 для охлгщдения жидкости путем разводки или развальцовки, В неризистовой вставке 1 трубку 4 можно закрепить также путем запрессовки ее с натягом без выполнения канавки. Затем нире- зистовую вставку 1 с трубкой 4 али- тируют совместно как единый узел, устанавливают в форму и производят заливку для получения верхней 7 и нижней 8 частей поршня. При этом в процессе переноса и постановки этого узла в форму его подвергают индукционному нагреву„

После получения отливки поршня из алюминиевого сплава в ней сверлят каналы 6 подвода и отвода масла,которые обеспечивают подвод и отвод охлаждающего масла к каналу 5 полости охлаждения верхней части - головки поршня и протачиваются канавки 2 под поршневое кольцо (одно или несколько).

Предлагаемая конструкция поршня ;

полости для охлаждения при непосредственном контакте этой полости со вставкой под поршневые кольца и телом поршня.

Кроме того, предлагаемый поршень значительно проще за счет относительно малотрудоемких цельной кольцевой .металлической трубки, ее соединения в пазу (или без паза с натягом) на внутренней поверхности неризистовой вставки и самой неризистовой вставки.

Изобретение существенно упрощает технологический процесс получения отливок поршней за счет того, что вместо сложного процесса изготовления охлаждающей полости поршня, образованной неризистовой вставкой и кольцом, с выполнением отводов для вывод газов, изготавливают сравнительно ; простую кольцевую герметичную металлическую трубку известным способом (например, гибкой трубки в кольцо с последующей сваркой стыка или пайкой его специальным припоем), При изготовлении предлагаемой конструкции поршня отпадает необходимость в выводе газов из трубки, так как в процессе заливки весь газ остается внутри кольцевой герметичной металлической трубки. Давление газа в этой трубке при заливке поднимается до 4- 5 кгс/см, трубка такое давление гарантированно выдерживает.

Формула изобретения

1. Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с кольцевым каналом охлаждения и упрочняющую вставку под

4

« O 5 0

5

верхнее кольцо, размещенную в корпусе на уровне кольцевого канала охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения охлаждения, канал охлаждения вьшолнен в виде цельной кольцевой металлической трубки, в упрочняющей вставке со стороны корпуса выполнен кольцевой паз, а кольцевая трубка размещена в последнем и связана со вставкой при помощи развальцовки.

2., Поршень поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что стенка кольцевой трубки со стороны корпуса вьтолнена гофрированной.

3.Поршень ПОП.1, отличающийся тем, что кольцевая трубка в поперечном сечении вьтолнена в форме эллипса, большая ось которого расположена под острим углом к оси поршня.

4.Поршень ПОП.1, отличающийся тем, что наружная поверхность кольцевой трубки со стороны корпуса выполнена в виде гребенки.

Изобретение относится к двигате- лестроению и позволяет повысить надежность путем улучшения охлаждения и упрощения конструкции. Кольцевая не- ризистовая вставка 1 размещена в зоне верхнего компрессионного кольца. Верхняя и нижняя части 7 и 8 имеют связь через кольцевую перемычку, величина которой обеспечивает тепловую связь и механическую прочность соединения этих частей. Кольцевая трубка 4 вьшолнена изгибом по окружности с взаимным герметичным соединением ее концов. Трубка 4 может быть выполне- на с эллипсным поперечным сечением, с гофрами вдоль кольцевой поверхности в части трубки или с гребенкой со стороны корпуса. При изготовлении такой конструкции поршня отпадает необходимость в вьшоде газов из трубки, т.к. в процессе заливки весь газ остается внутри кольцевой герметичной металлической трубки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. I (Л N3 ГО Фиг.1

Фи.г.5

Редактор О. Бугир

Составитель В. Лобанов

Техред М.Ходанич - Корректор С. Шекмар

Заказ 1946/30 Тираж 504Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ж.

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4