Поршень для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и предназначено для использования в поршнях форсированных дизелей. Изобретение позволяет повысить надежность путем демпфирования упругих волн. Поршень содержит юбку (Ю), выполненную в поперечном сечении в виде овала, малая ось (0) которого совпадает по направлению с 0 отверстий под поршневой палец, а большая 0 проходит к ней перпендикулярно , внутренняя поверхность Ю выполнена в поперечном сечении по гармоническому закону +Ao/ffy)/. 2 ил.

союз советских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 F 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТтВУ

1 (21) 4797251/06 (22) 28.02;90 (46) 29.02.92. Бюл. N. 8 (71) Головное специализированное конст-. рукторское бюро по двигателям средней мощности (72) А.И.Ворожейнов, В.В.Бричук. П.fl.Ïî- гребной и А,Г.Косулин (53) 621.43-242.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 601500, кл, F 16 J 1/04, 1978. (54) ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТ-.

РЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и предназначено для использования в поршнях форсированных дизелей.

В известных поршнях повышение.надежности конструкции достигается путем оптимизации поверхности контакта поршня со стенками цилиндра, что осуществляется выбором их наружной геометрии как в продольном, так и в окружном направлении.::

Такое выполнение профиля предопределяется тем, что за основной фактор, характеризующий условия: работы сопряжения поршень-гильза цилиндров, бе-. рется состояние слоя смазки между сопрягаемыми поверхностями, которое зависит от закономерностей распределения гидра, динамического давления как по образующей этих поверхностей, так и по дугам. их контакта. Гидродинамическое давление:а слое смазки способна уравновесить нагруз.ку, действующую на сопрягаемые поверхности, предотвратить их непосредственное, „Я „, 1716185 А1 (57) Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания и предназначено для использования в поршнях форсированных дизелей, Изобретение позволяет повысить надежность путем демпфирования упругих волн. Поршень содержит юбку (Ю), выполненную в поперечном сечении в виде овала, малая ось (О) которого совпадает по направлению с 0 отверстий под поршневой палец, а большая 0 проходит к ней перпендикулярно, внутренняя поверхность Ю выполнена в поперечном сечении по гармоническому закону у =pв+ А0/1(р)/. 2 ил..М соприкосновение, схватывание или заклинивание.

Однако эффективность воздействия укаэанных мероприятий на состояние поверхностей сопряжения недостаточна, так как не учитывается распространение упруаавЬ гих волн в теле юбки, что снижает надеж-, 4 ность поршня в работе.

За прототип принят поршень, который (Ь содержит юбку, выполненную в поперечном а сечении в виде овала, малая ось которого; ©р совпадает по направлению с осью отвер- аЛ стия под поршневой палец, а большая про-. водит к ней перпендикулярно. При этом приращение овала по дуге изменяется по . в синусоидальному закону, который позволяет улучшить надежность работы поршня.

Однако и это решение не учитывает за-, кономерности распространения упругих волн, что при воздействии нагрузки приво-дит к появлению микротрещин, что. в своюь очередь, снижает демпфирующие свойства юбки и надежности работы поршня.

1716185

Цель изобретения — повышение надежности поршня путем демпфирования упругих волн, Поставленная цель достигается тем, что в поршне, содержащем юбку, выполненную в поперечном сечении в виде овала, малая ось которого совпадает по направлению с осью отверстия под поршневой палец, а большая проходит к ней перпендикулярно, внутренняя поверхность выполнена по гармоническому закону в соответствии с зависимостью у — p m+ Ao /f(p)/ где р- расстояние от оси поршня до точки на поверхности демпфирования;

Ap — амплитуда поверхности демпфирования, равная

Ао <0,20h

h — толщина юбки поршня;

af (q) ) — трапециевидная гармоника поверхности демпфирования, равная

f(p ) = sin u p + ЫпЗ P где ф — угол поворота с началом отсчета s i плоскости, перпендикулярной большой оси поршневого пальца;

n — количество волн на поверхности демпфирования, равное

f(p ) - sin n p+ P sin Зп

Такое решение позволяет осуществить гашение упругих колебаний, обеспечивая надежную работу поршня.

На фиг. 1 показан общий вид поршня; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Поршень 1 для двигателя внутрвннего сгорания, содержащий юбку 2, выполненную в поперечном сечении в виде овала, малая ось которого совпадает по направлению с осью 3 отверстия под поршневой палец (см,фиг.2), а большая 4 проходит к ней перпендикулярно, внутренняя поверхность

5 выполнена в поперечном сечении по гармоническому закону в соответствии с зависимостью

Pm +Ао/f(p )/, где — расстояние от оси поршня 1 до поверхности 5 демпфирования;

Ao — амплитуда поверхности 5 демпфи. рования, равная

Ао< 0,20h, h — толщина юбки 2 поршня 1;

af(p) — трапециевидная гармоника поверхности 5 демпфирования, равная

f(p) - sin n р+/3 з! и 3п р

5 где p — угол поворота с началом отсчета в плоскости 4, перпендикулярной большой оси 3 поршневого пальца;

n — количество волн на поверхности 5 демпфирования, 10 причем 12 < n < 16;

j3- коэффициент демпфирования, равный 1/9.

Устройство работает следующим образом.

15 При работе. двигателя боковые нагрузки, действующие на юбку 2 поршня 1, являются источником периодического возбуждения упругих колебаний, которые обуславливают бегущие изгибные волны в

20 окружном направлении. Наличие в юбке 2 внутренней поверхности 5, выполненной по гармоническому закону: у= pm+ Ao /f(p)!, позволяет сглаживать амплитуду бегущей

25 иэгибной волны за счет энергетических потерь при движении по поверхности, имеющей трапециевидную форму гармоники, тем самым увеличивается демпфирующая способность юбки 2 поршня 1, обеспечивая его

30 надежную работу, Формула изобретения

Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий юбку, выполненную

35 в поперечном сечении в виде овала, причем малая ось последнего совпадает по направлению с осью отверстия под поршневой палец, а большая — проходит к ней перпендикулярно, отличающийся тем, 40 что, с целью повышения надежности путем демпфирования упругих волн, внутренняя поверхность юбки в поперечном сечении выполнена в соответствии с выражением . у =pm + Ао т (ф ) 1, 45 где р — расстояние от оси поршня до поверхности демпфирования;

Ao < 0,20h.— амплитуда поверхности демпфирования;

h — толщина юбки поршня;

50 f(у ) = sinn р +P ° sin 367- трапециевидная гармоника поверхности демпфирования;

p — угол поворота с началом отсчета в плоскости, перпендикулярной большой оси поршневого пальца; и — количество волн на поверхности демпфирования, причем 12 «< n < 16;

P — коэффициент демпфирования, равный 1/9.

Составитель А.Гладких

Редактор Н.Н.Коляда Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Ревская

Заказ 59У Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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