Поршень двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и касается усовершенствования конструкции поршня. Поршень содержит головку, юбку и среднюю часть - область размещения бобышек с отверстиями под поршневой палец. В предварительно увеличенные отверстия бобышек установлено средство, снижающее виброактивность поршня. Указанное средство является упругим элементом и выполнено в виде втулки из стального троса или пакета стальных цилиндрических пластин. Изобретение позволяет улучшить виброакустические характеристики двигателя. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, и может быть использовано в конструкции поршня, и направлено на улучшение виброакустических характеристик двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известен поршень ДВС, содержащий цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку, юбку и среднюю часть - область размещения бобышек поршня с отверстиями под поршневой палец, бобышки, поршневой палец, поршневые кольца и установленное в предварительно увеличенные отверстия бобышек поршня средство, снижающее виброактивность поршня, в виде втулки (Скуридин А. А., Михеев Е.М. Борьба с шумом и вибрацией судовых ДВС, Л., Судостроение, 1970, с. 97).

Втулка устанавливается в соответствующие отверстия бобышек таким образом, чтобы эксцентричность отверстия относительно продольной оси поршня была максимальной, т.е. чтобы дезаксаж отверстия был максимальный.

Поршневой палец устанавливается в эксцентричное отверстие втулки и тем самым обеспечивается дезаксаж поршневого пальца, который способствует уменьшению ударного импульса и момента кантующего поршня в пределах теплового зазора между поршнем и втулкой цилиндра.

Однако изменение величины дезаксажа поршневого пальца от 0,5 до 6 мм вызывает изменение вибрации и шума по общим уровням не более чем на 3 дБ.

Указанный эффект может быть увеличен.

Задача изобретения - повышение виброакустической характеристики поршня.

Поставленная задача достигается тем, что в поршне ДВС, содержащем цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку, юбку и среднюю часть - область размещения бобышек с отверстиями под поршневой палец, бобышки, поршневой палец, поршневые кольца и установленное в предварительно увеличенные отверстия бобышек поршня средство, снижающее виброактивность поршня, в виде втулки, последняя выполнена из стального троса с крепежными элементами или из пакета стальных цилиндрических пластин или из упругодемпфирующего сетчатого элемента, полученного холодной прессовкой из плетеной стальной проволоки.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показан поршень, продольный разрез; на фиг.2 - примеры выполнения втулки.

Поршень содержит цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку 1, юбку 2 и среднюю часть 3 - область размещения бобышек 4 с отверстиями под поршневой палец 5, поршневые кольца 6 и средство, снижающее виброактивность поршня, в виде втулки 7.

Втулка 7 может быть выполнена из стального троса (фиг.1 и 2а) с крепежными элементами. Последние выполнены в виде цилиндрической втулки 8 с фланцем А, шайб 9, 10, винтов (или болтов) 11 (фиг.1). Вместо шайб и винтов может быть использовано кольцо 12 (фиг.2а).

Втулка 7 может быть выполнена из пакета стальных цилиндрических пластин (колец) (фиг.2в). Втулка 7 может быть выполнена из упругодемпфирующего сетчатого элемента, полученного холодной прессовкой из плетеной тонкой стальной проволоки (фиг.2с) (металлическая резина).

На фиг.2в и 2с позицией 13 обозначен стакан, а поз. 14 - заглушка.

Установленная в предварительно увеличенные отверстия бобышек поршня втулка 7 образует виброакустический барьер между шарнирной парой "поршень - палец поршня".

При работе двигателя вследствие перекладки и кантования поршня в пределах теплового зазора возникают интенсивные вибрации цилиндровой втулки и блока, которые передаются через пару "шатун - поршневой палец-поршень".

Но благодаря установке между парами "поршневой палец - поршень" упругой втулки 7, последняя способствует существенному снижению энергии ударов поршня при перекладках и кантовании, образуя таким образом виброакустический барьер. Показанная на чертеже (фиг.1, 2) упругая втулка 7, особенно для фиг. 1, 2а, 2с, может работать как демпфер, для чего масляные каналы (фиг.1) непосредственно связаны с местом размещения упругой втулки 7.

При этом маслом заполняются все свободные объемные промежутки пространства, где размещена упругая втулка 7, и при работе двигателя за счет вибрации и соответствующих виброперемещений одновременно с упругой деформацией упругой втулки происходит дросселирование масла через узкие щели, отверстия, оказывая таким образом воздействие на уменьшение энергии ударов поршня через трение, т.е. поглощая часть энергии возмущающих сил и моментов, превращают ее в тепло, которое отводится от механизма.

Кроме того, трения возникают также между жилами троса (фиг.1, 2а) и пластинами (фиг.2б), a y сетчатого элемента еще больше, чем и вызвано название "металлическая резина".

Целесообразность применения конкретного решения с указанными возможностями зависит от особенностей двигателя, например, быстроходности, тактности, конструкции и материала поршня, метода смазки КШМ и других параметров.

Данное техническое решение существенно улучшает виброакустические характеристики ДВС, поскольку наиболее интенсивным источником вибрации и, как следствие, шума двигателей механического происхождения являются колебания цилиндровых втулок и блоков двигателей, возникающие в результате перекладок и кантования поршней в пределах теплового зазора.

Формула изобретения

Поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку, юбку и среднюю часть - область размещения бобышек с отверстиями под поршневой палец, бобышки, поршневой палец, поршневые кольца и установленное в предварительно увеличенные отверстия бобышек поршня средство, снижающее виброактивность поршня, в виде втулки, отличающийся тем, что втулка выполнена из стального троса с крепежными элементами, или из пакета стальных цилиндрических пластин, или из упругодемпфирующего сетчатого элемента, полученного холодной прессовкой из плетеной стальной проволоки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2