Составной охлаждаемый поршень двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК F02F3/20 F01P3/10 

Изобретение относится к ДВС, а именно к составным охлаждаемым поршням двигателей.

Известен составной поршень, содержащий тронк и головку, соединенные при помощи центрального узла крепления, выполненного в виде болта с гайкой и упругим элементом, помещенным во втулку с внутренним и наружным буртами на торцах, размещенную в отверстии тронка и опирающуюся на него наружным буртом.

Отсутствие охлаждения указанного поршня обуславливает высокую разность температур между поверхностью камеры

сгорания и тронком, что, в свою очередь, определяет высокую интенсивность теплового потока через узел крепления головки и высокую температуру его элементов. Последнее вызывает падение механических свойств (твердости, предела пропорциональности и др.) материала болта, гайки и упругого элемента. Все это определяет пониженную надежность поршня.

Известен также составной поршень, содержащий тронк и головку соединенные при помощи центрального узла крепления. выполненного в виде болта с гайкой и упругим элементом, опирающимися на тронк, а

VJ

О

Ю

О

также центральную полость, прммыгающую к болту и соединенную с внутренней поверхностью тронка каналом (монтажным зазором между узлом крепления и тронком).

Указанная конструкция поршня также обладает пониженной надежностью из-за отсутствия охлаждения и высокой температуры узла крепления головки Полость, примыкающая к болту, служит теплоизолирующей воздушной прослойкой, т. е. дополнительно повышает температуру головки и уз- ла крепления и, следовательно, дополнительно снижает надежность поршня

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности охлаждения поршня.

Указанная цель достигается тем, что в составном охлаждаемом поршне ДВС, содержащем тронк и головку, соединенные при помощи центрального узла крепления. выполненного Б виде бопта с гайкой и упругим элементом, помещенным во втулку с внутренним и наружным буртами на торцах, размещенную в отверстии тронка и опира ющуюся та него наружным буртом, а также центральную полость охлаждения, примыкающую к стержню болта и размещенную между гоповкой и тронком и соединенную каналом с внутренней поверхностью тронка. Этот канал образован радиальным зазором между TDOHKOM и наружной поверхностью втулки, отверстиями в стенке втулки и радиальным ЗРЧООПМ мехду внутренней ппверх- ртупки 1 элементами узла крепления телочки, а ТЭКЖР тем, что узел крепления юлоэки дополнитепьно содержит выполненную преимущественно из матермала с низкой теплопроводностью и помещенную между гайкой и упругим элементом Ксоме того, диаметр внуреннего бурта чтулкм может составлять 0,8 0,9 диаметра упругого элемента с образованием зазора относительно болта крепления головки.

На чертеже изображена конструкция предлагаемого поршня.

Составной охлаждаемый поршень содержит тронк 1, головку 2, которые соедине- ни при помо щи центрального узла крепления, выполненного в виде болта 3 с гайкой 4 и упругим элементом 5, помещенными во вт /лку 6 с внутренним и наружным буртами на торцах Втулка размещена в отверстии тронка 1 и опирается на него наружным буртом. Поршень содержит также центральную полость охлаждения 7, размещенную между головкой 2 и тронком 1 и соединенную с внутренней поверхностью тройка каналом. образован радиальным зазором 8 между громком и наружной

поверхностью втулки 6, отверстиями 9 в стенке втулки и радиальным зазором 10 между внутренней поверхностью втулки и элементами крепления головки Узел креп- ления головки содержит шайбу 11, выполненную преимущественно из материала с низкой тептопровсдностью и помещенную между гэйкой 4 и упругим элементом 5.

Диаметр внутреннего бурта втулки 6 выполнен равным 0,8-0,9 наружного диаметра с упругого элемента 5 с образованием зазора относительно болта 3 крепления головки. Поршень содержит также периферийкую полость охлаждения 12, соединенную с центральной полостью 7 каналами 13 и 14 (канал подзода охлаждающего масла). Болт и выполнен за одно целое с головкой, а упругий элемент 5 выполнен в виде пакета

тарельчатых пружин. При работе поршня охлаждающее масло подается через канал 4 в полость 13, далее в полость 7, охлаждается поверхность голозки, тронка и болта и сбрасывает в полость картера двигателя через канал, образованный зазором 8, отверстиями 9 и зазором 10, омывая при этом элементы крепления головки поршня - болт, гайку и упругий элемент. Последним обеспечивается эффективное охлаждение элементов крепления головки и повышает надежность и ресурс поршня. Упругий элемент 5, компенсирующий термические и механические деформации, возникающие при работе поршня, а также износы в сопряжениях головки и тронка и, тем самым, определяющий надежность и ресурс поршня дополнительно защищен шайбой 11 от нагрева тепловым потоком, идущим из головки в тронк болт, гайку, упругим

элемент и втулку. Постановка шайбы 11 на пути теплового потока уменьшает последний и снижает температуру упругого элемента. Максимальный эффект достигается |фи изготовлении шайбы из материала с

низким коэффициентом теплопроводности. Диаметр внутреннего бурта втулки 6, выполненный равным 0,8-0,9 с образованием зазора относительно болта крепления головки, обеспечивает доступ охлаждающе0 масла к упругому элементу, дополнительно снижая его температуру. При этом ВРличина диаметра бурта обеспечивает необходимую и достаточную площадь опоры гдпя тэрельчатых пружин, равную площади

Ь их опорной кромки.

Описываемая конструкция составного охлаждаемого поршня позволяет обеспечить эффективное охлаждение узла крепления головки и высокую надежность соединения головой с тронком. Ожидаемый

эффект от использования предлагаемой конструкции составит 4 тыс. руб. на дизель. Формула изобретения 1. Составной охлаждаемый поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку и тронк, соединеннее при помощи центрального зла крепления, выполненного в пиде болта с гайкой и упругим элементом помещенными во втулку с внутренним и наружным буртами на торцах, размещенную в отверстии тронка и опирающуюся на него наружным буртом, а также центральную полость охлаждения, примыкающую к стержню болта и размещенную между головкой и тронком и соединенную с внутренней поверхностью тронкз каналом, отличающийся тем, что. с целью

0

повышения надежности и эффективности охлаждения, канал образован радиальным зазором между тронком и наружной поиор хностью втулки, отверстиями в стенке втулки и радиальным зазором между внутренней поверхностью втулки и элемен тамг узлэ крепления головки.

2.Поршень по п. 1,отличающийся тем, что поршень снабжен шайбой, выполненной преимущественно из материала с низкой теплопроводностью и размещенной между гайкой и упругим элементом.

3.Поршень по пп. 1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что диаметр внутреннего бурта втупки выполнен равным 0,8-0,9 ру :- метра упругого элемента и образует зазор относительно болта крепленая головки.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к составным охлаждаемым поршням двигателей. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности охлаждения поршня. Составной охлаждаемый поршень ДВС содержит тронк и головку, соединенные при помощи центрального узла крепления, выполненного в виде болта с гайкой и упругим элементом, помещенных во втулку с внутренним и наружным буртами на торцах, раз- мещенную в отверстии тронка и опирающуюся на него наружным буртом, а также центральную полость охлаждения, примыкающую к стержню болта и размещенную между головкой и тронком и соединенную с внутренней поверхностью тропка каналом, образованным радиальным зазором между тронком и наружной поверхностью втулки отверстиями в стенке втулки и радиальным зазором между внутренней поверхностью втулки и элементами узла крепления головки, узел крепления дополнительно содержит шайбу, выполненную из материала с низкой теплопроводностью и помещенную между гайкой и упругим элементом, а диаметр внутреннего бурта составляет 0.8-0,9 диаметра упругого элемента. 1 ил.

0,8-0, 9 d

-