Охлаждаемый поршень двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК F02F3/16 

Изобретение относится к двигателестрое- нию и может быть использовано в форсированных дизелях с повышенной максимальной температурой цикла.

Целью изобретения является повышение долговечности поршня путем выравнивания поля его температур.

На фиг. 1 показан охлаждаемый поршень, п родольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

Поршень содержит головку 1 и юбку 2. В головке выполнены центральный канал 3 и расположенная под дницхем 4 центральная полость 5 охлаждения. В юбке 2 выполнены отверстия 6 под поршневой палец и каналы 7 охлаждения, размещенные между отверстия 6 под поршневой палец и сообщенные с полостью 5. В центральном канале 3 установлен обратной клапан 8. Каналы 7 выполнены в виде размешенных ярусами вдоль эквидистантных винтовых линий полостей 9, последовательно сообщенных друг с другом отверстиями 10, выполненными в наиболее удаленных от головки 1 частях 11 перегородок 12, разделяюших полости 9. Верхние 13 и нижние 14 поверхности соответственно полостей 9 наклонены под острыми углами а и р к оси 15 поршня. Вершины углов аир обращены в сторону головки 1. Площадки сечений полостей 9 в продольном разрезе поршня увеличиваются в направлении торца 16 юбки 2 (фиг. 1). Отверстия 10 снабжены выступающими в нйжерасположенную полость 9 экранами 17, которые могут быть выполнены в виде выступающих концов трубок, установленных в отверстиях 10. Для упрощения тех- нологиии изготовления поршень выполнен составным с поверхностью разъема, проходящей через центральную полость 5 охлаждения головки и полости 9 охлаждения юбки. Центральная полость 5 сообщена с близлежашей полостью 9 отверстием 18. Последняя по ходу охлаждающей жидкости полость 9 сообщена с картером ДВС отверстием 19. Отверстие 18 также снабжено экраном 17, выступающим в нижерасположенную полость 9. Сечение полостей 8 в продольном разрезе поршня имеет С-образную форму с винтовыми выступами 20, примыкающими к наружной боковой поверхности порщня. Верхние поверхности выступов 20 наклонены под острым углом коси 15 поршня, Верщина этого угла обращена в сторону головки 1.

При работе ДВС масло или другая охлаждающая жидкость поступает под давлением в центральный канал 3 и перемещается по центральной полости 5 от центра поршня к его периферии. Возвратно-поступательное движение поршня вызывает взбалтывание масла в этой полости, что способствует более интенсивному охлаждению днища 4 порщня. Обратный клапан 8

предотвращает вытекание охлаждающей жидкости из полости 5 по центральному каналу 3 при возвратно-поступательном движении поршня. При движении порщня вверх из

полости 5 масло под действием сил инерции поступает по отверстию 18 в нижележащую полость 9 на наиболее удаленную от головки 1 часть выступа 20. При движении поршня вниз .масло под действием сил инер. ции перемещается внутри полости 9 вверх, попадает на поверхность 13 и движется вдоль нее вверх и влево (фиг. 3). При этом экран 17 предотвращает возврат масла в полость 5. Следующее движение порщня вверх вызывает перемещение масла вниз и вправо

5 (фиг. 3) вдоль поверхности 14, при этом часть масла по отверстию 10 поступает в следующую нижележащую полость 9. Закон перемещения масла во всех следующих полостях 9 повторяется. Выполнение каналов 7 охлаждения юбки в виде эквидистантных

винтовых сегментных полостей 9, расположенных одна над другой в зонах, размещенных со стороны рабочих поверхностей юбки, увеличивает путь охлаждающей жидкости вдоль нагревае.мой части юбки. Выполнение

5 полостей 9 с С-образным поперечным сечением (с выступом 20, образующим С-образную форму) предотвращает прямоточное движение охлаждающей жидкости сверху вниз вдоль образующей порщня. Рещению этой задачи способствует размещение верх0 ней поверхности выступа 20 под острым, обращенным вершиной к головке углом. Размещение поверхностей 13 и 14 под такими же углами к оси поршня в совокупности со всеми упомянутыми признаками обеспечивает направленное взба лтьшание масла внут5 ри полостей 9 и движение его из одной полости 9 в другую. Это приводит к полному омыванию их поверхностей. Увеличение площадей сечений полости 9 в направлении торца 16 юбки 2 обеспечивает интенсификацию теплообмена в нижней части юбки поршня. За счет этого тепло, отбираемое масло от горячей головки, отводится затем в более холодную юбку. Температура 11орЦ1-ня вдоль юбки выравнивается.

0

45

Формула изобретения

1. Охлаждаемый поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку, юбку с отверстиями под поршневой палец, центральный канал и полость охлаждения, 0 выполненные в головке и сообщенные друг с другом, С-образные каналы охлаждения с разделительными перегородками, сообщенные с центральной полостью, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности-путем выравнивания поля температур, он дополнительно снабжен обратным клапаном, установленным в центральном канале головки, каналы охлаждения выполнены в виде эквидистантных винтовых сегментных

5

полостей, размещенных одна над другой в зонах, расположенных со стороны рабочих поверхностей юбки, и последовательно сообщенных между собой при помощи соединительных отверстий, выполненных в нижней части каналов, в перегородках, причем верхние и нижние поверхности полостей наклонены к оси порщня под острым углом с верщиной, направленной в сторону

головки, причем поперечные сечения полостей выполнены переменными с увеличением площади к торцу юбки.

2. Порщень по п. 1, отличающийся тем, что соединительные отверстия, выполненные в перегородках, разделяющих полости, выступают в нижерасположенную полость экраном.

Изобретение м.б. использовано в форсированных дизелях с повышенной максимальной температурой цикла. Цель изобретения- повышение долговечности поршня путем выравнивания поля его температур. В центральном канале 3 головки 1 поршня установлен обратный клапан 8. С-образные каналы 7 охлаждения сообщены с центральной полостью 5 охлаждения и выполнены в виде эквидистантных винтовых сегментных полостей (ВСП) 9. ВСП 9 размешены одна над другой в зонах, расположенных со стороны рабочих поверхностей юбки, и последовательно сообщены между собой при помощи соединительных отерстий 10. Последние выполнены в нижней части каналов в перегородках 12. Верхние 13 и нижние 14 поверхности ВСП 9 наклонены к оси 15 поршня под острым углом, вершина которого направлена в сторону головки 1. Йлощадь поперечных сечений ВСП 9 увеличивается к торцу 16 юбки, что обеспечивает интенсификацию теплообмена в нижней части юбки. В результате такого выполнения поршня увеличивается путь охлаждающей жидкости вдоль нагреваемой части юбки. Направленное взба лтывание масла внутри ВСП 9 и движение его из одной ВСП 9 в другую приводит к полному омыванию их поверхностей. I з.п- ф-лы, 3 ил. 16 ю 00 СЛ со СО со 19

20

фиг. 2

18

Составитель А. Гладких

Редактор Л. ЛангазоТехред И. ВересКорректор И. Муска

Заказ 5325/30Тираж 504Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4