Поршень для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет снизить механические потери на трение. Юбка 2 выполнена в поперечном сечении овальной и имеет бочкообразный профиль 4, который выполнен в виде совокупности 4 А5 ff I верхней и нижней парабол 5 и 6. Точка сопряжения последних представляет собой вершину 7 профиля 4. Вершина 10 параболы 5 расположена на торце 8, а вершина 11 параболы 6 - на торце 9. Вершины 11 образуют овал 6 плоскости торца 9. Расстояние от вершины профиля юбки до горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец, изменение глубин профиля по дугам поперечного сечения парабол 5 и 6 по дугам поперечного сечения юбки определены в соответствии с определенными соотношениями. Вьтолнение профиля 4 в виде двух парабол обеспечивает условия эффективного гидродинамического режима смазки при осевом перемещении поршня в обоих направлениях. Положение вершины 7 в зависимости от положения центра 15 массы поршня согласно установленному соотношению обеспечивает равномерность бокового движения поршня. 3 3 . п . ф-лы, 2 ил. (Л оо оо оо . О5 Vut 1

СО10З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1111 4 & 02 Е 3/00

13 „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

КМЬ."

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4089723/25-06 (22) 23.07.86 (46) 15.02.88. Бюл. 11 6 (71) Харьковский политехнический институт им,В.И.Ленина и Головное специализированное конструкторское бюро по двигателям средней мощности (72) Г.М.Рык, И.Я.Тухман, О.С.ГалянтГоловская, И.А.Коваль, Г.Д.Савран, А.И.Верба, В.И.Филатов, Л.Т.Ковтун, В.Е.Рябинин, И.В.Лесовицкий, Н.В.Игнатьев и П.П.Погребной (53) 621.43-242.3(088.8) (56) Гинцбург Б.Я. и др. Профилирование юбок поршней. M.: Машиностроение, 1973, с.30. (54) ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет снизить механические потери на трение. Юбка 2 выполнена в поперечном сечении овальной и имеет бочкообразный профиль 4, который выполнен в виде совокупности верхней и нижней парабол 5 и 6, Точка сопряжения последних представляет собой вершину 7 профиля 4. Вершина 10 параболы 5 расположена на торце 8, а вершина 11 параболы 6 — на торце 9.

Вершины 11 образуют овал 6 плоскости торца 9. Расстояние от вершины профиля юбки до горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец, изменение глубин профиля по дугам поперечного сечения парабол 5 и 6 по дугам поперечного сечения юбки определены в соответствии с определенными соотношениями, Выполнение профиля 4 в виде двух парабол обеспечивает условия эффективного гидродинамического режима смазки при осевом перемещении поршня в обоих направлениях. Положение вершины 7 в зависимости от положения центра 15 массы поршня согласно установленному соотношению обеспечивает равномерность бокового движения поршня.

3 3 п ° ф лы, 2 ил.

1373846

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкции поршней двигателей внутреннего сгорания, имеющих бочкообразно-овальную форму боковой поверхности, Целью изобретения является снижение механических потерь на трение.

На фиг.1 показан поршень с бочкообразно-овальной формой боковой поверхностиа на фиг.2 — сечение А-А на фиг ° 1.

Поршень содержит головку 1 и юбку 2, которая снабжена отверстиями 3 для поршневого пальца. Юбка 2 выпол- )r нека в поперечном сечении овальной и имеет бочкообразный профиль 4, который выполнен в виде совокупности верхней 5 и нижней 6 парабол . Точка сопряжения ветвей парабол 5 и 6 20 представляет собой вершину 7 профиля 4. Юбка 2 поршня ограничена верхним 8 и нижним 9 торцами. Вершина 10 верхней параболы 5 расположена на верхнем торце 8, а вершина 1) нижней 25 параболы 6 — на нижнем торце 9, /

Геометрическим местом вершин 7 профиля 4, расположенных в горизонтальной плоскости, является кривая ЗО овала l2 поршня. Геометрическим местом вершин 10 верхних парабол в плоскости верхнего торца 8 юбки 2 является кривая овала 13 поршня. Аналогично вершины 11 нижних парабол 35 также образуют овал в плоскости торца 9.

Расстояние m от вершины 7 профиля 4 до горизонтальной плоскости

В-В, проходящей через ось 14 отверс- 4р тий 3 для поршневого пальца, пропорционально расстоянию 1 от этой плоскости до центра 15 массы поршня и определяют его из соотношения ш =: (0,9,...1,8)1. Длина Ь юбки 2 45 является суммой длин Ь и Ь„участков, образованных соответственно верхней 5 и нижней 6 параболами.

Глубины К и Кц профиля 4 в местах расположения вершин 10 и 11 па- 5р рабол 5 и 6 переменны по дугам поперечного сечения юбки 2. Величины глубин профиля 4 максимальны в диаметральной плоскости С-С, перпендикулярной оси 14 отверстий 3 для порш- 55 невого пальца и минимальны в диаметральной плоскости, совпадающей с осью 14. Изменение глубин К и К„ профиля 4 по дуге поперечного сечения юбки 2 определяют из следующим уравнения .

К = (0,)2,. ° .0,24) — 0,03м, К„ = (0,05,...0,10) — 0,0)g,, где К вЂ” глубина профиля 4 в месте расположения вершины 10 параболы 5, измеряемая по оси Y в плоскости торца 8 юбки 2;

К „ — глубина профиля 4 в месте расположения вершины 1) параболы 6, измеряемая по оси

Y в плоскости торца 9 юбки 2;

04 — угловая координата по дуге поперечного сечения поршня с началом отсчета от диаметральной плоскости С-С изменяется в пределах

II

0 а М а

Поскольку поршень имеет две вертикальные плоскости симметрии, то изменение величин К и К„ рассмотрено только в одной четверти, т.е. при изменении угла от 0 до /2. В остальных четвертях К и К„ изменяются аналогичным образом.

Показатели степени П и П„ пара бол 5 и 6 переменны по дугам поперечного сечения юбки 2 и величины их максимальны в диаметральной плоскости С-С, перпендикулярной оси 14 отверстий 3 для поршневого пальца, и минимальны в диаметральной плоскости, совпадающей с осью 14. Изменение показателей степени Пs и Пц по дуге поперечного сечения юбки 2 определяют из следующих уравнений:

Пв = ()ю8в ° ° ° ° 3 5) — Oв20 э

П = (2,5, ° ° ° 3 5 ) — 0,05ь|, где П и П ц — показатели степени соответственно верхней 5 и нижней 6 парабол.

Исходными для построения криволинейной боковой поверхности юбки поршня являются координаты кривой 12 овала поршня, длина юбки и положение центра 15 массы поршня относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось 14 отверстий для поршневого пальца.

На основе этих данных определяют положение вершины 7 профиля 4 и в зависимости от угла сс — величины Ке, К„, П и П .Затем находят текущие

1373846 ординаты верхней Х и нижней Х„ парабол профиля юбки 2 по формулам х !/п,1 — Кв 1 — (---) J npu L х 0; 5 в

L - x 1пн1

Y = К 1 — (- --) )при Ь х Ь ч н ь м В. и

Во время работы двигателя поршень 10 совершает возвратно-поступательное осевое движение и в пределах зазора в цилиндре — боковое перемещение.

При этом за счет выполнения профиля 4 предлагаемого поршня в виде совокупности двух парабол 5 и 6 обеспечиваются условия эффективного гидродинамического режима смазки при осевом перемещении поршня в обоих направлениях. 20

Равномерность бокового движения поршня реализуется вследствие выбранного положения вершины 7 профиля 4 в зависимости от положения центра 15 массы поршня согласно установленному 25 соотношению.

Формула и з обре т е н и я

1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку и юбку, снабженную отверстиями под поршневой палец, выполненную в поперечном сечении овальной и имеющую бочкообразный профиль, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения механических потерь на трение, бочкообразный профиль юбки образован совокупностью двух парабол, верхней и нижней, и его вершина расположена в точке пересечения ветвей последних и отстоит вниз от горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец, на расстоянии, пропорциональном удалению от той же плоскости центра массы поршня, а глубины профиля в местах расположения вершин верхней и нижней парабол и показатели степени этих парабол переменны по дугам поперечного сечения юбки и их величины максимальны в диаметральной плоскости, 50 перпендикулярной оси отверстий под поршневой палец, и минимальны в диаметральной плоскости, совпадающей с этой осью.

2, Поршень по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что расстояние от вершины профиля юбки до горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец, выполнены в соответствии в соотношением

m = (0,9,...1,8)1, где m — расстояние от вершины профиля по горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец;

1 — расстояние от центра массы поршня до той же плоскости.

3. Поршень по п.l о т л и ч а юшийся тем, что изменение глубин профиля по дугам поперечного сечения юбки определено в соответствии с уравнениями

K5 = (0,12, ° ..,0,24) — Оэ03вЕ

Кн (Îэ051 ° ° ° эОэ10) О 01в где Кв и К„ - глубины профиля в местах расположения вершин соответственно верхней и нижней парабол; в4 — угловая координата по дуге поперечного сечения поршня с началом отсчета от диаметральной плоскости, перпендикулярной оси отверстий под поршневой палец, изменяется в пределах

О oc< н /2.

4, Поршень по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что. изменение показателей степеней верхней и нижней парабол по дугам поперечного сечения юбки определены в соответствии с уравнениями в = (1,8 ° ...,3,5)

Ii„ (2,5,...,3,5) — 0,05 aL где П 8 и П„ - показатели степени соответственно верхней и нижней парабол.

)373846

Составитель М.Бондарев

Техред М.Дидык Корректор М.Пожо

Редактор А.Долинич

Заказ 546/26

Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4