Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК F02F3/14 

Изобретение относится к двигателе строенгао и касается поршней с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры сгорания.

Цель изобретения - повышение долговечности.

На фиг.1 показан предлагаемый пор шень, общий вид; на фиг.2 - жаропрочное кольцо, общий вид.

Поршень 1 для двигателя внутреннего сгорания содержит жаропрочное кольцо 2 установленное в горловине 3 камеры 4 сгоранчя. При этом жа- ропрочное кольцо 2 имеет поверхность

5контактирования, а горловина 3 - соответствующую поверхность 6 контактирования. На поверхности 5 контактирования жаропрочного кольца 2 выполнена канавка 7, а иа поверхности

6контактирования горловины 3 - соответственно буртик 8. Поверхность

5 контактирования жаропрочного кольца 2 представляет,собой цилиндрическую поверхность с диаметром в холод- ном состоянии, равным d,. Диаметр горловины 3 камеры 4 сгорания по буртику 8 в разогретом до рабочей температуры поршне 1 равен d. Жаропрочное кольцо, 2 имеет винтовй разрез 9, Ось винтовой линии которого совпадает с осью 10 горловины 3 камеры 4 сгорания. Винтовой разрез 9 жаропрочного кольца 2 на.поверхности 6 контактирования горловины 3 образует поверхность 11 контактирования рабочего тела с горловиной 3, Поперечное сечение поверхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной. 3 равно Ь. Угол подъема винтовой линии р 3-15° , а ширина вин- тового разреза 9 в плоскости, перпендикулярной оси 10 горловины 3, определяют из условия 6 ir(,j) .

Во время сборки поршень 1 разогревают до рабочей температуры и, сжима жаропрочное кольцо 2 до момента полного выбирания ширины о винтового разреза 9, вставляют его в горловину 3 камеры 4 сгорания. При этом канавк 7 жаропрочного кольца 2 охватывает буртик 8 горловины, и происходит сопряжение поверхности 5 контактирования жаропрочного кольца 2 с поверх- ностью 6 контактирования горловины 3. Во. время работы происходит интенсивный разогрев жаропрочного кольца 2, его термическое расширение компенсируется уменьшением ширины S винтового разреза 9, а окружные напряжения в жаропрочном кольце 2 при его - свободной деформации незначительны, что повьш1ает долговечность поршня.

Однако через разрез 9 происходит контактирование рабочего тела с горловиной 3 камеры 4 сгорания. Но

0 вследствие того, что разрез 9 жаропрочного кольца 2 выполнен винтовым, - ось винтовой линии которого совпадает с осью 10 горловины 3 камеры 4 сгорания, то поперечное сечение h по5 верхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной 3 значительно меньше ширины о винтового разреза 9 в плоскости, перпендикулярной оси 10. Поверхность 11 оказывается распредеQ ленной по поверхности 6 контактирования горловины 3 с жаропрочным кольцом 2. При этом угол/3 3-15 обеспе- чивает уменьшение поперечного сечения h поверхности 11 в 4-10 раз и

5 распределяет поверхность 11 по поверхности 6 контактирования горловины 3 в пределах одного витка разреза 9. Это обеспечивает для применяемых поршней выполнение поперечного сечения разреза 9 в пределах 0,3-1,5 мм, что гарантирует эффективньй .теплоот- вод от поверхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной 3 в тело алюминиевого поршня 1. При этом не возникает локальньй перегрев поверхности 6 контактирования горловины 3, вызывающий ее местное деформирование в районе разреза 9.

В таких условиях поверхность 5 контактирования жаропрочного кольца 2 при его термическом расширении отслеживает поверхность 6 контактирования горловины 3 камеры 4 сгорания без нарушения контакта между жаропрочным кольцом 2 и горловиной 3, что не приводит-к перегреву жаропрочного кольца 2 и повьш1ает долговеч- кость поршня..

0

0

5

Вследствие выполнения ширины 8 разреза 9 жаропрочного кольца 2 в плоскости, перпендикулярной оси 10 горловины 3, согласно формуле § ir(d,-d ) ,

где d, - наружный диаметр жаропрочного кольца 2 в холодном состоянии;

d - диаметр горловины 3.камеры 4 сгорания по буртику 8 в

разогретом до рабочей температуры поршне 1,

жаропрочное кольцо 2 находится прижаты под действием сил упругости к горловин 3 на всех температурных режимах поршня 1. Так, в разогретом до рабочей температуры поршне 1 жаропрочное колцо 2 также при работе расширяется и силами «своей упругости прижимается к горловине 3. При более низких температурах поршня t происходит дополнительное прижатие жаропрочного кольца 2 к горловине 3. При, этом выбирается ширина & разреза 9. Так как жаропроч нов кольцо 2 остается постоянно прижтым к горловине 3 камеры 4 сгорания, то обеспечивается надежный отвод тепла в тело поршня 1 на всех режимах его работы, кольцо не перегревается и в нем не возникают большие термические напряжения, что повьшает дол

говечность поршня.

Формула изобретения

.1. Поршень из aJmминиeвoгo сплава щя двигателя внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания в головке

„ , ТОБОЙ

и разрезное жаропрочное кольцо, установленное в ее горловине, причем в горловине камеры сгорания выполнен буртик, а в жаропрочном кольце - канавка, сопряженные между собой, о т- личающийся тем, что,с целью повышения долговечности, разрез жаропрочного кольца выполнен винтовым, , а ось его винтовой линии совпадает с осью горловины камеры сгорания.

I ..-...

2. Поршень ПОП.1, отличающийся тем, что угол подъема вин „ , ТОБОЙ

линии разреза жаропрочного кольца составляет 3-15,

3..- Поршень по nn.t и2, отличающийся тем, что ширину разреза в плоскости, перпендикулярной оси горловины камеры сгорания, определяют из vcлoвия

(d,-d2),

где d, - наружный диаметр жаропрочного кольца в холодном состоянии;d - диаметр горловины камеры

сгорания по буртику в поршне, разогретом до рабочей температуры.

Изобретение относится к двигателестроению и касается поршней с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры сгорания. Цель изобретения - повышение долговечности. Поршень для двигателя внутреннего сгорания содержит жаропрочное кольцо 2, установленное в горловине камеры сгорания. При этом жаропрочное кольцо 2 имеет поверхность контактирования 5, а горловина - соответствующую поверхность контактирования. На поверхности контактирования 5 жаропрочного кольца 2 выполнена канавка 7, а на поверхности контактирования горловины - соответственно буртик. Поверхность контактирования 5 жаропрочного кольца 2 представляет собой цилиндрическую поверхность с диаметром в холодном состоянии, равном α₁. Диаметр горловины 3 камеры сгорания 4 по буртику 8 в разогретом до рабочей температуры поршня 1 равен α₂. Жаропрочное кольцо 2 имеет винтовой разрез 9, ось винтовой линии которого совпадает с осью 10 горловины камеры сгорания 4. Винтовой разрез 9 жаропрочного кольца 2 на поверхности контактирования горловины образует поверхность 11 контактирования рабочего тела с горловиной. Поперечное сечение поверхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной равно H. Угол подъема винтовой линии *98в=3-15°, а ширина δ винтового разреза 9 в плоскости, перпендикулярной оси 10 горловины, определяют из условия δ=φ (D₁-D₂). 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Физ.г