Поршень для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению . Цель изобретения - уменьшение расхода масла на угар. Поршень содержит корпус 1, выполненный из легкого металла, например алюминиевого сплава, камерусгорания 2 с кромкой 3 и вставку 4 в головке поршня 5. Вставка 4 выполнена жаропрочной. Внутри вставки выполнены отверстия 6, а у днища 7 - конусообразное углубление 8, заполненное тем же материалом, из которого выполнен корпус поршня 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4442497/25-06 (22) 20.06.88 (46) 23.07.90. Бюл. № 27 (71) Киевское производственное объединение «Киевтрактородеталь» (72) В. М. Павлиский, Ю. П. Максименко, Т. Ф. Малашкина, Г. А. Капась, С. Г. Голубчик, Ю. Н. Сыропоршнев, Я. И. Шерман, И. Н. Павлюк, В. И. Гамалей и В. Б. Шайников (53) 621.443(088.8) (56) Патент Франции № 2512114, кл. F 02 FЗ/12,,опублик. 1983.

„„ЯЦ„„ 158ОО50 А 1 (51) 5 F 02 F 3/00 (54) ПОРШЕНЬ ДгЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТ

РЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к двигателестроению. Цель изобретения — уменьшение расхода масла на угар. Поршень содержит корпус 1, выполненный из легкого металла, например алюминиевого сплава, камеру сгорания 2 с кромкой 3 и вставку 4 в головке поршня 5. Вставка 4 выполнена жаропрочной. Внутри вставки выполнены отверстия 6, а у днища 7 — конусообразное углубление 8, заполненное тем же материалом, из которого выполнен корпус поршня. 1 з. и. ф-лы, 2 ил.

12 6

1580050

20 контакта

Формула изобретения

55.

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к изготовлению поршней двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — уменьшение расхода масла на угар.

На фиг. 1 показан поршень, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху.

Поршень двигателя внутреннего сгорания содержит корпус 1, выполненный из легкого металла, например алюминиевого сплава, камеру 2 сгорания с кромкой 3 и вставку 4 в головке 5 поршня. Вставка 4 выполнена жаропрочной, например, из чугуна.

Внутри чугунной вставки 4 выполнены отверстия 6, а у днища 7 — конусообразное углубление 8, заполненное тем же материалом, из которого выполнен корпус поршня.

По периметру внутренней поверхности вставки 4 выполнены выточки 9 и 10. На боковой стенке головки поршня выполнена кольцевая канавка 11. В местах крепления вставки кромки 12 выполняются закругленными.

Площадь алюминиевого сплава на поверхности днища составляет 70 — 90%, а в плоскости канавки под верхнее кольцо 50—

90 об

Поршень может быть изготовлен литьем или изотермической штамповкой.

Во время работы двигателя, укомплектованного поршнем, происходит более интенсивный теплоотвод от головки поршня 5.

Конусообразное углубление 8 и отверстия 6, заполненные алюминием, интенсифицируют теплоотвод от днища 7 за счет большего коэффициента теплопроводности алюминия по сравнению с чугунным материалом вставки 4. Тепловой поток от днища поршня 7 наиболее интенсивен в районе углубления 8 и отверстий 6, что вызывает понижение температуры алюминиевого сплава в этих областях. Благодаря такому интенсифицированию теплового потока понижается температура воздуха в камере 2 сгорания, что приводит к увеличению количества кислорода, участвующего в окислении топлива, и вызывает понижение удельного расхода топлива. Этому способствует более высокая температура кромки 3 камеры 2 сгорания, выполненной из чугуна, имеющего низкую теплопроводность. Удельный расход топлива понижается благодаря интенсифицированию процесса сгорания в районе горяей поверхности чугунной кромки 3.

При работе поршня растягивающие напряжения, возникающие в отверстиях 6, оказываются неопасными с точки зрения отрыва головки 5 поршня и его разрушения благодаря снижающим концентрации напряжений скругленным кромкам 12 и конусообразным углублениям 8. При работе двигателя напряжения сжатия, вызывающие пластические деформации алюминия в местах контакта алюминия и чугунной вставки 4, минимальны и не приводят к расслоению и разрушению поршня. При этом в месте контакта алюминиевого корпуса и чугунной вставки 4 в районе днища 7 поршня нерасслоение во время работы обеспечивается углом выхода алюминия в конусообразном углублении 8 на поверхность днища 7 и выточками 9, а в месте контакта под вставкой 4 нерасслоение обеспечивается канавкой 11 и выточками 10.

Кольцевая канавка 11 на боковой поверхности алюминиевого тела поршня позволяет алюминию в месте контакта со вставкой. 4 упруго деформироваться в районе боковой поверхности, опасной с точки зрения расслоения и разрушения поршня, чем избегаются пластические деформации.

Угол выхода алюминия в конусообразном углублении 8 на поверхность днища 7 создает в алюминиевом теле поршня минимальные напряжения сжатия, неопасные для появления пластических деформаций. Снижение пластических деформаций происходит благодаря появлению возможности у алюминия упруго деформироваться в районе конусообразного углубления и благодаря переводу сжимающих напряжений в месте контакта алюминиевого тела поршня со вставкой 4 в сдвиговые напряжения вдоль поверхности

В месте контакта металлов на поверхности днища и на боковой поверхности поршня под вставкой сдвиговые напряжения минимальны и допустимы для нерасслоения металлов благодаря концентрации сдвиговых напряжений преимущественно в блокирующих выточках 9 и 10.

Благодаря предлагаемой конструкции вставной детали обеспечен необходимый теплоотвод и надежность конструкции поршня, что способствует улучшению и стабильности зкономических показателей работы двигателя. При этом применение чугунной вставки не увеличивает значительно вес поршня.

1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания из алюминиевого сплава, содержащий головку с канавками, для поршневых колец, камеру сгорания и жаропрочную вставку, причем канавка под верхнее поршневое кольцо размещена на вставке, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода масла на угар, во вставке выполнены сквозные отверстия и углубления, заполненные алюминиевым сплавом, причем площадь последнего на поверхности днища составляет 70 — 90% площади днища и 50 — 90% площади поперечного сечения поршня в плоскости канавки для верхнего поршневого кольца.

2. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что на боковой поверхности поршня под вставкой выполнена кольцевая канавка.

1580050

Соста вител ь М. Бонда рев

Редактор О. Головач Техред А. Кравчук Корре кто р М. Са м бор с к а я

Заказ 997 Тираж 45l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытияги прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101