Поршень для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02F3/02 

(Л

со оь

N

сд х

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно двигателестрое- нию, и может быть использовайо при изготовлении поршней ДВС.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности поршня путем уменьшения величины действующих в головке температурных напряжений.

На фиг. 1 показан предлагаемый поршень, продольное сечение; на фиг. 2 - головка поршня, продольное сечение со вставкой, выполненной в виде усеченного конуса.

Поршень для ДВС имеет головку 1 с канавками 2 под поршневые кольца, огневым днищем 3, центральной 4 и периферийной 5 полостями охлаждения и кольцевую вставку 6 в виде стакана, установленную в теле головки у периферийной полости 5 (фиг. 1).

Вставка 6 может быть выполнена в виде тарелки (фиг. 2). Такая форма вставки приближена к форме огневого днища головки 1 поршня и обеспечивает более равномерное распределение напряжений в головке при различных температурах.

Вставка выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы, например никелида титана. Этот материал претерпевает мартенситное превращение с изменением температуры окружающей среды. При зтом изделие из такого материала способно изменят свою форму, если оно находится в свободном состояний, или генерироват весьма значительные внутренние напряжения, если оно находится в несвободном состоянии, например запрессовано или залито в другзпо деталь.

Поршень работает следуюш 1м образо

При запуске холодного двигателя возникающие в головке напряжения невелики и обусловлены преимущественно давлением газов в камере сгорания двигателя.

При нагреве двигателя в головке поршня резко возрастают термические

13647592

напряжения, принимающее на поверхности огневого днища характер сжатия. С ростом температуры во вставке g 6, выполненной из материала с э.ффек- том памяти формы, происходит мартен- ситное превращение, и она генерирует значительные напряжения растяжения, В результате этого суммарные напряжения на поверхности огневого днища 3 сокращаются.

10

5

0

5

0

5

0

5

С выключением двигателя и охлажде нием головки поршня во вставке 6 происходит обратное мартенситное превращение и вместо напряжений растя - жения в ней генерируются напряжения сжатия. При этом величина остаточных напряжений растяжения на поверхности огневого днища значительно уменьшается, что способствует ликвидации

причин появления трещин.

(

При последующем запуске холодного двигателя цикл работы головки поршня повторяется.

Формула изобретения

1.Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащими. головку, снабженную канавками под поршневые кольца, огневым днищем, центральной и периферийной полостями охлаждения и кольцевой вставкой, установленной

в теле головки у периферийной полости охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности и долговечности путем уменьшения величины действующих в головке температурных напряжений, вставка вьтол- нена из материала с эффектом памяти формы.

2.Поршень по п. 1, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде усеченного конуса.

3.Поршень по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, обладающего эффектом памяти

.формы, использован никелид титана.

Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность поршня, путем уменьшения величины действующих в головке т-рных напряжений. Дпя этого кольцевая вставка 6 выполнена из материала с эффектом памяти формы (никелид титана) и имеет форму усеченного конуса. С ростом т-ры во вставке 6 происходит мартенситное превращение и она генерирует напряжения растяжения, что сокращает суммарные напряжения на поверхности огневого днища 3. При охлаждении головки во вставке 6 происходит обратный процесс, при этом величина остаточных напряжений растяжения на поверхности огневого днища уменьшается, что исключает появление трещин. 2 з.п. , 2 ил. с tC

fffUZ.Z