Поршень для двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F16J1/04 

t/

с

Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения - повышение надежности поршня за счет снижения потерь на трение. Поршень содержит головку 1 с юбкой 2 и пальцевым отверстием 3. Осесим- метричная образующая 4 юбки 2 имеет срезы 5 в плоскостях, перпендикулярных оси отверстия 3, и выполнена в виде трех сопряженных участков одинаковой длины: трапе- цеидального 6, цилиндрического 7 и конического А. Участок 6 выполнен в виде равнобокой трапеции с отношением оснований 3:1. Сопряжения участков 6-8 выполнены по радиусу. Величины высоты трапеции и радиуса сопряжения выбраны в пределах 0,33 h 0,25 и 0,1D г 0,050, где h - высота трапеции; г - радиус сопряжения участков образующей, D - максимальный диаметр юбки поршня. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДЁС).

Цель изобретения - повышение надежности поршня за счет снижения потерь на трение.

На чертеже представлен общий вид поршня.

Поршень содержит головку 1 с юбкой 2. в которой выполнено пальцевое отверстие 3. Осесимметричная образующая 4 юбки 2 имеет срезы 5 в плоскостях, перпендикулярных оси пальцевого отверстия 3, выполнена в виде ломаной кривой, состоящей из трех сопряженных участков одинаковой длины L2: трапецеидального 6, цилиндрического 7 и конического 8. Трапецеидальный участок 6 выполнен в виде равнобокой трапеции, большим основанием обращенной к оси

поршня. Длина L2 большего основания трапеции превышает длину La ее меньшего основания в три раза. Участки 6, 7 и 8 сопряжены отрезками окружности радиуса г. Величины высоты h трапеции и радиуса г сопряжения выбраны в соответствии с зависимостями

0,33 h 0,25

0,10 ,050

где D - максимальный диаметр юбки поршня, равный величине максимального сечения трапецеидального участка.

Трапецеидальный, цилиндрический и конический участки 6-8 расположены в указанной последовательности от свободного края 9 юбки 2.

Работа поршня происходит следующим образом.

После запуска ДВС образующая 4 юбки поршня в результате температурно-линей

О

о

Сл) ГО 00

ного расширения в соответствии с характером распределения температур подлине Li юбки трансформируется в образующую 10, состоящую из двух одинаковых бочкообразных 11 и заключенного между ними цилин- дрического 12 участков. При прямом ходе поршня несущее гидравлическое давление смазки в зазоре между юбкой и цилиндром формируется сразу на двух бочкообразных участках 11 каждой стороны юбки относи- тельно оси пальцевого отверстия 3 в зонах сужения зазора навстречу вектору потока смазки, т.е. в зонах а и b участков 11. При обратном ходе поршня несущее гидродинамическое давление создается на участках 11 в зонах end. Согласно теории гидродинамической смазки наличие между двумя бочкообразными участками 11 сопряженного с ними цилин дрического участка 12 обеспечивает увеличение-несущей способности юбки поршня, вызывающее рост толщины слоя смазки в зазоре между ней и цилиндром. В итоге это приводит к снижению потерь на трение поршня и повышению его надежности, Формула изобретения Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с юбкой,

7

имеющей пальцевое отверстие и осесиммет- ричную образующую наружной поверхности со срезами в плоскостях, перпендикулярных оси пальцевого отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности поршня за счет снижения потерь на трение, образующая выполнена в виде ломаной линии, включающей три сопряженных участка одинаковой длины: трапецеидальный,цилиндрический и конический, расположенные в указанной последовательности от свободного торца юбки, причем трапецеидальный участок имеет форму разнобокой трапеции с большим основанием, обращенным к оси поршня и имеющим длину, превышающую длину меньшего основания в три раза, и высотой, выбранной в соответствии с зависимостью

0,33 Ю ЧЭ hЈ0,25 где D - максимальный диаметр юбки поршня,

при этом участки образующей сопряжены между собой отрезками окружности, радиус которой выбран в соответствии с зависимостью

0.1D r 0.05D