Поршень для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК F02F3/00 F16J1/08 

;2

tsD

СО

О5 ел

fruet

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в конструкции поршней высокофорсированных двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение долговечности поршня путем уменьп1ения отложений нагара в кольцевой выемке и стабилизации показателей двигателя по расходу топлива и масла.

На фиг. 1 изображена верхняя часть поршня, сечение; на фиг. 2 профиль кольцевой выемки в поршне в полярной системе координат.

Поршень 1 имеет канавки 2 и 3 для поршневых колец 4 и 5 и кольцевую выемку 6, рас циряющуюся в направлении наружной боковой повер.хности 7 поршня 1. Выемка 6 отделена от канавок 2 и 3 верхней 8 и нижней 9 перемычками поршня 1. Поршень 1 помешен в цилиндр 10. Боковая поверхность кольцевой выемки 6 в радиальном сечении поршня I представляет собой образующую 11, которая вьшолнена по лемнискате 12 Бернулли. Лемниската 12 ориентирована относительно образующей 13 поршня 1 таким образом, что боковая поверхность верхней части выемки 6 образует со стенкой 14 цилиндра 10 криволинейный кольцевой диффузор 15. Угол между касательной к криво- . Инейно образующей 1 1 диффузора 15 в лю- б(.)й ее точке и образующе 13 порп1ня пред- став,1яет собой локальны yro.i расширения диф(}1узора 15. Этот угол IK.) длине диффузора 15 монотонно уменьшается до нуля. Лемниската 12 нредстав.1ена в п(),1ярной системе координат с нолюсом О и полярной осью 16. Уз;|()ая ючка 17 лемнискаты 12 размешена на верхней перемычке 8 поршня 1. Угол а. раскрытия диффузора 15 является частным случаем локального угла расширения на входе в диффузор. Он представляет собой yro.i между касательной 18 к образуклцей 11 в узловой точке 17 лемнискаты 12 и образующей 13 нор1ння 1 . 1иб() стенкой 14 цилиндра 10. Угол а задан в интервале 30-45°.

Радиус-вектор (i точки Я (О, ц, лежащей на образующей 1 1 К(злы;евой выемки 6, определяется из уравнения, которое получено из уравнения лемнискаты 12 Бернулли и может быть применено для профилирования образующей коль 1евой выемки

1 /.

О)

sin 2/За

где /г - глубина кольцевой выемки 6, которую определяют из соотношения ,015 -0,()80)D,

0

5

0

5

0

5

0

5

0

где D - диаметр порщня;

(f - полярный угол, т. е. угол между полярной осью 16 и радиусрм-век- тором р;

а - угол раскрытия кольцевого диффузора 15.

Исходными для построения образующей 1 1 кольцевой выемки 6 являются угол а раскрытия диффузора 15 и глубина h кольцевой выемки 6. Угол а определяет диапазон изменения полярного угла ф, равный 45° - .

Во время работы двигателя газ из над- поршневого пространства через зазоры между стенкой 14 цилиндра 10 и поршнем 1 и зазоры в уплотнении верхнего компрессион- Hoi o кольца 4 периодически проникает в кольцевую выемку 6. В верхней части выемки 6 струя газа расщиряется в криволинейном кольцевом диффузоре 15 и благодаря плавно спрофилированной образующей 11 выемки 6 «смывает масло с ее боковой поверхности, тем самым препятствуя отложению нагара на ней. Выбранные угол ос раскрытия диффузора 15 и глубина h кольцевой выемки 6 реализуют рациональный ее объем, при котором у;|учц аются условия работы кольцевого уплотнения и показатели двигателя по расходу топлива и масла.

Формула изобретения

1.Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий канавки для порщне- вых колец и кольцевую выемку на наружной боковой поверхности, расщиряющуюся в направлении наружной боковой поверхности поршня, размещенную между канавками и отделенную от них верхней и нижней перемычками, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем уменьшения нагарообразования в межкольцевом пространстве, боковая поверхность кольцевой выемки в поперечном сечении выполнена по лемнискате Бернулли и образует со стенкой цилиндра в верхней части выемки криволинейный кольцевой диффузор с уменьшающимся по его длине локальным углом расширения, а узловая точка лемнискаты размещена на верхней перемычке.

2.Поршень по п. 1, отличающийся тем, что угол раскрытия диффузора выполнен равным 30-45.

3.Поршень по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что глубина кольцевой выемки определена соотноп ением Л(0,015 - 0,03)D, где D - диаметр поршня.

J7

/3

16

(риг. 2

Изобретение м. б. использовано в высокофорсированных двигателях внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение долговечности поршня. Кольцевая выемка (KB) 6 выполнена на боковой поверхности 7 поршня 1 и отделена от канавок 2 и 3 верхней и нижней перемычка.ми 8 и 9. Боковая поверхность KB в поперечном сеченин выполнена по лемнискате Бернулли и образует со стенкой 14 цилиндра 10 в верхней части KB криволинейный кольцевой диффузор 15 с уменьшающимся по его длине локальным углом расширения. Узловая точка лемнискаты размешена на перемычке 8, угол раскрытия диффузора выполнен равным 30-45°. а глубина KB определяется соотношением /г(0,015 0,03)D, где D - диаметр поршня. Такое выполнение препятствует отложению нагара на KB и позволяет рационально использовать ее объем, улучшая условия работы кольцевого уплотнения и показатели двигателя по расходу топлива и масла. 2 з п. ф-лы, 2 ил. с S (Л