Поршень,автоматически регулирующий степень сжатия двигателя внутреннего сгорания

 

ПОРШЕНЬ, АВТОМАТИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЩИЙ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО , содержащий оболочку, установленную с возможностЪю перемещения на вставке, связанной с шатуном через опорные поверхности поршневого пальца, камеру переменного объема, выполненную между оболочкой и вставкой, канал подвода масла к камере переменного .объема, снабженный обратным клапаном, и канал слива масла из камеры, снабженный редукционным клапаном, отличающийся тем, что, с целью повыше , НИН надежности, камера переменного объема связана с опорной поверхностью пальца, причем связь выполнена при помощи капиллярных каналов, выполненных во вставке, а площадь торцовой стенки камеры переменного объема выполнена меньше площади опорной поверхности пальца. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) зв F 02 В 75/04 в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к в в тоссвсвв сввсвтввстви

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3500244/25-06 (22) 14.10.82 (46) 30.12.84.Бюл.У 48 (72) А.В.Левитский (71) Государственный проектно-конструкторский институт рыбопромыслового флота (53) 621.43 (088.8)(56) 1. Демидов В. П. "Двигатели с переменной степенью сжатия. М., "Машиностроение", 1978, с. 45. (54) (57) ПОРШЕНЬ, АВТОМАТИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЮЩИЙ СТЕПЕНЬ СЖАТИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕ ГО СГОРАНИЯ, содержащий оболочку, установленную с возможностью перемещения на вставке, связанной с шатуном через опорные поверхности поршневого пальца, камеру переменного объема, выполненную между оболочкой и вставкой, канал подвода масла к камере переменного .объема, снабженный обратным клапаиом, и канал слива масла из камеры, снабженный редукционным клапаном, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, камера переменного объема связана с опорной поверхностью пальца, причем связь выполнена при помощи капиллярных каналов, выполненных во вставке, а площадь торцовой стенки камеры переменного объема выполнена меньше площади опорной поверх-

PQ ности пальца.

I!320

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в конструкциях тронковых двигателей внутреннего сгорания. 5

Известен поршень, автоматически регулирующий степень сжатия двигателя внутреннего сгорания, содержащий оболочку, установленную с возможностью перемещения на вставке, свя- t0 занной с шатуном через опорные поверхности поршневого пальца, камеру переменного объема, выполненную между оболочкой и вставкой, канал подвода масла к камере .переменного объе- IS ма, снабженный обратным клапаном, и канал слива масла as камеры, снабженный редукционным клапаном (Ij .

Однако при работе известного поршня расстояние между днищем порш- 20 ня и осью пальца уменьшается путем выпуска масла из камер переменного объема в картер двигателя, при этом масло сливается, не улучшая смазку соединений. Таким образом масло, по- 25 даваемое в соединение пальца со втулкой из системы смазки двигателя, не попадает на поверхность втулки, воспринимающей. давление пальца, что приводит к повьппенномуизносу,умень- ЗО шению ресурса ДВС и снижению надежности его работы.

Цель изобретения — повьпнение ресурса и надежности работы двигателя за счет улучшения смазки пальца порш- .

Зэ ня.

Поставленная цель достигается тем, что в поршне, автоматически

Регулирующем степень сжатия двигате- 40 ля внутреннего сгорания, содержащем оболочку, установленную с возможностью перемещения на вставке, связанной с шатуном через опорные поверх- ности поршневого пальца, камеру пе- 45 ременного объема, выполненную между оболочкой и вставкой, канал подвода масла к камере переменного объема, снабженный обратным клапаном, и канал слива масла из камеры, снабженный редукционным клапаном, камера переменного объема связана с опорной поверхностью пальца, причем связь выполнена при помощи капиллярных каналов, выполненных во вставке, а пло-55 щадь торцовой стенки камеры переменного объема выполнена меньше площа,ди опорной поверхности пальца.

39 2

На фиг. 1 показан поршень, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.l.

Поршень состоит из вставки 1 и оболочки 2. Во вставке 1 имеются две втулки 3, в которых подвижно установлен палец 4, неподвижно закрепленный в шатуне 5. В камере переменного Ьбъема 6 подвижно установлена стенка 7, прикрепленная к оболочке 2. Капиллярные каналы 8 соединяют камеру переменного объема 6 со втулками 3. Канал 9 с подвижной втулкой 10 и невозвратным клапаном 11 соединен с камерой переменного объема 6 и с масляным каналом 12 шатуна 5. Заглушки 13 закрывают отверс-. тия во вставке 1, предназначенные для установки втулок. 3 и пальца 4.

В полости 14, расположенной в нижней части вставки I, подвижно в осевом направлении установлено кольцо 15, прикрепленное шпильками 16 к оболоч" ке 2. Камера переменного объема соединена с картером двигателя каналом слива, снабженного редукционным клапаном 17.

При этом площадь подвижной торцовой стенки 7 камеры переменного объема меньше. площади опорной поверхности пальца на 10-70Х.

Это объясняется тем, что оптимальной является подача масла в зону наибольших контактных давлений. Однако ввиду того, что средние контактные давления между пальцем и . втулкой находятся в пределах

13-35 ИПа, достигая 80 ХПа у особо напряженных двигателей, для подачи масла в эту зону требуется различное давление. б

Уменьшая площадь подвижной стенки камеры переменного объема, можно повысить давление в камере до любой, теоретически необходимой величины, но при этом повышаются требования к уплотнению подвижных поверхностей и к прочности стенок камеры переменного объема. Однако в случае, если масло не может проникнуть между контактными почерхностями в момент наибольших контактных напряжений, оно может проникнуть на поверхность втулки, передающую наибольшие кон-. тактные давления, при повороте пальца и смещении направления действующих усилий. При обратном повороте

Таким образом, использование предлагаемого устройства улучшает смазку.соединения поршня с шатуном и

4О. амортизирует резкое повышение давления в цилиндре двигателя. Это -позволит допустить работу двигателя при более высоких давлениях горения, что повысит его экономичность и мощность.

3 1132 пальца это масло частично останется на поверхности.

Таким образом слой масла будет увеличен к моменту наибольших напряжений. 5

Поршень работает следующим образом.

Во время наполнения цилиндра двигателя свежим зарядом при действии сил инерции в направлении от паль- 1р ца 4 в сторону оболочки 2 масло из шатуна 5 через подвижную втулку 10, канал 9 и невозвратный клапан 11 поступает в камеру переменного объема 6 и давит на торец стенки 7, прик- 1 репленной к,оболочке 2. Под действием силы давления масла, сил инерции и силы трения поршневых колец расстояние между оболочкой 2 и пальцем 4 увеличивается. Вместе с оболоч- gp кой 2 в полости 14 движется кольцо 15, прикрепленное к ней шпильками 16. Движение оболочки 2 со стенкой 7 кольцом 15 и .шпильками 16 и наполнение камеры переменного объема 2 маслом из системы смазки двигателя .продолжается до упора кольца 15 в торец полости 14..После воспламенения топлива давление масла в камере переменного объема 6 повышается. Невозвратный клапан 11 закрывается, препятствуя выходу масла в канал 9.

Вследствие того, что площадь тор.ца стенки 7 меньше поверхности втулки 3, воспринимающей давление пальца 4, давление масла в камере переменного объема 6 превышает контактные напряжения между поверхностями втулки 3 и пальца 4. Для достижения этого эффекта необходимо, чтобщ площадь торца-стенки 7 была меньше площади поверхности втулки 3 Hà IO70Х. Масло, преодолевая сопротивление капиллярных .каналов и контактные давления поверхностей втулки 3

039 и пальца 4, разделяет эти поверхности и обесгечивает смазку и жидкостное трение между ними. Заглушки 13 препятствуют попаданию ма<.ла с поверхностей пальца 4 и втулки 3 на стенки цилиндровой втулки двигателя внутреннего сгорания.

Вытеснение масла из камеры переменного объема через клапан 18 и каналы 8в моментдействия напоршень давления расширякицихся газов уменьшает ее объем, приближает днище поршня к оси пальца и тем самым амортизирует резкое повышение давления в цилиндре двигателя.

Использование изобретения позволит нагнетать смазку в зазор между втулкой поршня и пальцем, передающим усилие от поршня к шатуну. В связи с тем, что подвижная стенка камеры переменного объема меньше опорной поверхности пальца на 10-707, давление смазки будет всегда больше давления взаимодействия пальца и втулки. Это позволит обеспечить разделение указанных поверхностей слоем смазки и тем самым обеспечить переход от граничного к жидкостному трению в этом соединении, за счет чего снизить износ поверхностей до износов подшипников коленчатого вала, а также снизить требования к антифрикционным свойствам материала втулки.

1132039

I l 32039 л-А

ВНИИПИ Заказ 974 l /28 Тирах 523 Подписное

Фнлиал ППП "Патеит", г.: Ухгород-,ул.Проектная, 4