Энергоаккумулирующий поршень

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателям внутреннего сгорания. Технический результат состоит в повышении надежности энергоаккумулирующего поршня двигателя внутреннего сгорания. Поршень включает корпус, в полости которого размещается вставка, имеющая скользящее сопряжение с внутренней поверхностью корпуса поршня, и несущая поршневой палец, размещенный в выполненных в ней подшипниках, и жестко связанный с шатуном, причем поршень снабжен энергоаккумулирующим элементом, выполненным в виде постоянных магнитов, один из которых размещен и закреплен на днище поршня, а другой - на торце вставки, и одноименные полюса их направлены навстречу друг другу и удерживаются в напряженном состоянии за счет упора выступов, выполненных на нижнем срезе вставки под подшипниками поршневого пальца, на полки, выполненные на внутренней стороне корпуса поршня, причем выступы и полки имеют клинообразную, повторяющую друг друга, форму. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к двигателям внутреннего сгорания.

Известен поршень [патент RU N 1714175, МКИ F 02 В 75/04], в котором в полости корпуса поршня размещена вставка, имеющая скользящее сопряжение с внутренней поверхностью корпуса поршня и несущая поршневой палец, размещенный в выполненных в ней подшипниках и жестко связанный с шатуном. Поршень снабжен энергоаккумулирующим элементом, выполненным в виде сильфона, наполненного сжатым газом. Сильфон помещен между днищем поршня и торцом вставки и удерживается в напряженном состоянии посредством опоры вставки на цилиндрическое кольцо, закрепленное в канавке, выполненной на внутренней стороне юбки поршня.

Однако надежность поршня по указанному изобретению недостаточна, поскольку энергоаккумулирующий элемент подвергается непрерывным изгибающим деформациям, которые сравнительно быстро могут привести к усталостным поломкам сильфона.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности энергоаккумулируюшего поршня. В этом состоит технический результат.

Предлагается энергоаккумулирующий поршень, включающий корпус, в полости которого размещается вставка, имеющая скользящее сопряжение с внутренней поверхностью корпуса поршня, и несущая поршневой палец, размещенный в выполненных в ней подшипниках и жестко связанный с шатуном, отличающийся тем, что поршень снабжен энергоаккумулирующим элементом, выполненным в виде постоянных магнитов, один из которых размещен и закреплен на днище поршня, а другой на днище вставки, одноименные полюса их направлены навстречу друг другу и удерживаются в напряженном состоянии за счет упора выступов, выполненных на нижнем срезе вставки под подшипниками поршневого пальца, на полки, выполненные на внутренней стороне юбки поршня, причем выступы и полки имеют повторяющую друг друга клинообразную форму.

Пример конкретного исполнения предлагаемого энергоаккумулирующего поршня показан на чертеже.

В полости корпуса 1 поршня размешена вставка 2, имеющая скользящее сопряжение с внутренней поверхностью корпуса 1 поршня. В устроенных в ней подшипниках 3 размещен поршневой палец 4, на котором закреплен шатун 5. Верхняя часть вставки 2 имеет днище 6, куполообразная нижняя поверхность которого вмещает головку шатуна 5, а на верхней закреплен постоянный магнит 7. На днище 8 корпуса 1 поршня также закреплен постоянный магнит 9 так, что его полюс, обращенный к магниту 7, одноименен с полюсом магнита 7, обращенным к нему. То есть полюса магнитов направлены встречно. Нижний срез вставки 2 имеет два клинообразных выступа 10, опирающихся на клинообразные же, повторяющие форму выступов полки 11 устроенные на внутренней стороне корпуса 1 поршня. Отверстия 12 служат для подачи масла.

Энергоаккумулирующий поршень работает следующим образом.

Полки 11 выступами 10 удерживают вставку 2 и магнитные поля магнитов 7 и 9 в напряженном состоянии. В конце такта сжатия, при приближении к верхней мертвой точке, происходит воспламенение горючей смеси, находящейся в цилиндре над поршнем. Быстро растущее давление продуктов сгорания будет смещать корпус 1 поршня вниз относительно вставки 2, сближая магниты. При этом их магнитные поля будут сжиматься и деформироваться, порождая силу противодействия сжатию, и поглощая значительную часть энергии сгорания топлива, за счет чего будут снижены пиковые значения температуры и давления. Это приведет к уменьшению потерь энергии на тепловое рассеяние и образование вредных окислов азота и окиси углерода. Последующее движение шатуна 5 и связанной с ним вставки 2 вниз увлекает с собой и корпус 1 поршня. Объем продуктов сгорания при этом будет увеличиваться, давление их падать, что приведет к разжиманию магнитных полей и переходу энергии, заключенной в них в энергию движения вставки 2 с шатуном 5 и коленчатого вала двигателя. Так как поршень не содержит деталей, подвергающихся механическим деформациям, то он имеет меньшую вероятность поломки и соответственно большую надежность. Выполненные на вставке клинообразные выступы, плотно опирающиеся на повторяющие их форму полки на внутренней стороне корпуса 1 поршня обеспечивают большую надежность удержания вставки в напряженном состоянии. Клинообразная форма выступов и полок обеспечивает возвращение корпуса 1 поршня в исходное положение при его случайных поворотах относительно вставки 2, что также повышает надежность поршня.

Формула изобретения

Поршень, включающий корпус, в полости которого размещена вставка, имеющая скользящее сопряжение с внутренней поверхностью корпуса поршня, и несущая поршневой палец, размещенный в выполненных в ней подшипниках и жестко связанный с шатуном, отличающийся тем, что поршень снабжен энергоаккумулирующим элементом, выполненным в виде постоянных магнитов, один из которых размещен и закреплен на днище поршня, а другой на днище вставки, одноименные полюса их направлены навстречу друг другу и удерживаются в напряженном состоянии за счет упора выступов, выполненных на нижнем срезе вставки под подшипниками поршневого пальца, на полки, выполненные на внутренней стороне юбки поршня, причем выступы и полки имеют повторяющую друг друга клинообразную форму.

РИСУНКИ

Рисунок 1