Поршень

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 13. 02.81 (21) 3245894/25-06 с присоединением заявки № (23) ПриоритетОпубликовано 07. 10 ° S2 ° Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 07.10.82 (5! )М. Кл.

F 02 F 3/14

)Ьеудерстеенеый комитет

СССР дв делам кзоеретекнй н открытей (53) УДК 621.43 (088.8) Г. Дьяченко. А. Н. Nypaenee

Д. Семченко и Г. К. Крыжйый

A. Ф. Шеховцов, В ф. И. Абрамчук, Г (72) Автор, изобретения

Харьковский ордена Ленина политехнический Институт им. В. И. Ленина (7I ) Заявитель (54) ПОРШЕНЬ

Изобретение относится к машино- . строению, а именно к двигателестроению, применительно к поршням с теплозащитными покрытиями.

Известен поршень из легкого спла5 ва для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус и выполненную в его днище камеру сгорания с размещенной в ней теплоизолирующей вставкой, поверхности которой выполнены с выступами 1

Недостатком известйого поршня является низкая надежность поршня изза перегрева вставки, ее высокой температуры и. неравномерного отвода теп- 5 лоты от вставки, а также различных значений коэффициентов линейного расширения материалов вставки и поршня; ограниченная возможность предела форсировки двигателя, вызванная 20 повышением термического сопротивления поршня с ростом тепловой нагрузки что вызывает рост температуры поверхности вставки; низкая темпера1 тура поверхности вставки на частичных нагрузках, что снижает экономичность двигателя.

Цель изобретения - повышение надежности поршня.

Указанная цель достигается тем, что вставка выполнена многослойной с основным и наружными слоями и сое динена с корпусом поршня, при помощи упругого элемента, причем размеры слоя вставки выполнены в соответствии с соотношением

Ь=-(0,1-0,5)а с<0,01 Ь дй005 Ь (=+d) I 0,5а где а - толщина основного слоя;

Ь - толщина наружного слоя; с - высота выступов со стороны камеры сгорания;

d - -высота выступов со стороны корпуса поршня;

t - толщина упругого элемента.

9642 формула изобретения

На фиг. 1 показан поршень со вставкой и упругим элементом; на фиг. 2 " донышко поршня со вставкой с двумя наружными слоями при толщине упругого элемента, равной сумме высот выступов на поверхностях наружного слоя вставки и тела донышка поршня; на фиг. 3 - то же, с одним нарун ным слоем при толщине упругого элемента больше суммы высот выступов на поверхностях вставки и тела донышка поршня.

Поршень (фиг.1) состоит из тела

1, выполненного из легкого сплава (например, силумина), донышка 2, со- И стоящего из тела поршня 1 и вставки

3, соединенной с телом поршня l упругим элементом 4. Вставка 3 образует камеру сгорания и установлена в полость 6 тела поршня 1. Встав-2о ка 3 многослойная (фиг.2) состоит из основного 7 и наружных 8 слоев или одного наружного 8 слоя (фиг.3). На поверхности наружного слоя 8 со стороны камеры 5 сгорания выполнены 25 выступы 9 и со стороны тела 1 донышка поршня-выступы 10. Между выступами ( 10 на наружном слое 8 и выступами

11 на поверхности тела донышка поршня расположен упругий элемент 4 тол= зв щиной, равной сумме высот выступов

10 и 11 (фиг.2) и больше суммы высот выступов 10 и ll (фиг.3). Вставка 3 имеет один наружный слой 8 (при выполнении основного слоя 7 из прозрачного для теплового излучения пламени материала), на поверхностях ко торого выполнены выступы 9 и 10.

Поршень работает следующим образом. 40

Подведенный к поверхности наружно»

ro слоя 8 вставки 3 тепловой поток уменьшается за счет частичного или полного отражения его лучистой составляющей. Поглощенный наружной поверхностью 8 вставки 3 тепловой поток подводится к основному слою 7 вставки без изменения, так как наружный слой 8 вставки 3 имеет высокую теплопроводность. В то же вре- М мя за счет теплопроводности тепловой поток перераспределяется вдоль поверхности вставки, что выравнивает ее температуру за счет снижения температуры в наиболее нагретых местах 55 вставки. Основной слой 7 вставки 3 подвергается воздействию уже выравненного стационарного теплового поlt 4 тока, который уменьшается за счет низкой теплопроводности основного .слоя 7 вставки 3.

Перераспределение теплоты вдоль вставки 3 основным слоем 7 не осуществляется. Основной слой 7 вставки

3 полностью гасит колебаний темпе ратуры. вызванные циклическим воздействием подводимого теплового потока и при переходных режимах нагружения. Второй наружный слой 8 выравнивает тепловой поток аналогично первому слою, подводимый к упругому элементу 4, чем предохраняет его от местных перегревов. Упругий элемент 4 снижает температуру -тела донышка поршня I и компенсирует разни= цу относительных перемещений тела поршня 1 и вставки 3, вызванных их неодинаковыми нагревом и отличием коэффициентов линейных расширений материалов. При этом упругий элемент 4 обеспечивает не зависящее от температурного состояния поршня 1 и вставки 3 значение термического сопротивления. Высота выступов 10 на поверхности наружного слоя 8 и 11, а также на поверхности тела донышка

2 обеспечивает заданную толщину слоя упругого,.элемента 4, т ° е. его термическое сопротивление. Тело донышка

2 поршня дополнительно снижает и угар.

Таким образом, предлагаемое устройство поршня увеличивает снижение потерь теплоты с ростом тепловой нагрузки. Как показал эксперимент, проведенный с предлагаемым поршнем, переход двигателя с режима холостого хода до полной нагрузки изменяет о температуру тела поршня на 10 C a у поршня штатного исполнения на 0о

70 С. Это же повышает надежность поршня.

Поршень из легкого сплава для двигателя внутреннего сгорания содержащий корпус и выполненную в его днище камеру сгорания с размещенной в ней теплоизолирующей вставкой поверхности которой выполнены с выступами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, вставка выполнена многослой«ой с основным и наружными слоями

« соединена с корпусом поршня при помощи упругого элемента, причем размеры вставки выполнены в соответствии с соотношением

Ь=(0,1-0,5)а с 0,01 Ь

d 0,5 Ь

{с +d)-f и 0,5а где а — толщина основного слоя; . Ь вЂ” толщина наружного слоя;

964211 с - высота выступов со стороны камеры сгорания;

0 - высота выступов со стороны корпуса:поршня;

f - толщина упругого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 15 19647, кл. F /В; опублик. 1978.

964211

Составитель В. Лобанов

Редактор С.Крупенина Техред М.Тепер Корректор Ю. Макаренко

» «» «» ««, ю "» 4

Заказ 7582/8 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4