Составной поршень двигателя внутреннего сгорания

Составной поршень двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: двигателестроение. повышение надежности составного поршня путем уменьшения износа опорных поверхностей тронка и головки. Сущность изобретения: составной поршень содержит тронк 1 и головку 2, связанные между собой через опорные поверхности 3 соединительными элементами 4. На опорной поверхности 3 головки 2 выполнены концентрические канавки и нанесено защитное покрытие из неметаллического материала. При работе двигателя под воздействием сил давления газов и разности температур головки 2 и тронка 1 возникают микроперемещения по опорной поверхности 3. Защитное покрытие защищает металлические опорные поверхности , исключает фреттинг-коррозию. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 02 F 3/1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820351/06 (22) 25.04.90 (46) 30.11.92. Бюл. ¹ 44 (71) Брянский институт транспортного машиностроения (72) Г.Л.Васильев, В.И.Евенко, С.Г.Назарова и В.Г.Васильева (56) Заявка ФРГ

¹ 3633134, кл, F 02 F 3/00, опублик. 1989. (54) СОСТАВНОЙ ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: двигателестроение, повышение надежности составного поршня путем уменьшения износа опорных повер„, 42„„1778346 А1 хностей тронка и головки. Сущность изобретения: составной поршень содержит тронк

1 и головку 2, связанные между собой через опорные поверхности 3 соединительными элементами 4. На опорной поверхности 3 головки 2 выполнены концентрические канавки и нанесено защитное покрытие из неметаллического материала. При работе двигателя под воздействием сил давления тазов и разности температур головки 2 и тронка 1 возникают микроперемещения по опорной поверхности 3. Защитное покрытие защищает металлические опорные поверхности, исключает фреттинг-коррозию, 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1778346

20

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, в частности к конструкции поршней двигателей внутреннего сгорания.

Известен составной поршень двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащий тронк и головку, соединенные между собой через опорные поверхности, и соединительные элементы, связывающие тронк и головку, Тронк поршня по внешней поверхности имеет покрытие из неметаллического материала на основе дисульфида молибдена.

Недостатком описанного составного поршня является износ опорных поверхностей головки и тронка, вызываемйй фреггингкоррозиеи, которая возникает иэ-эа микроперемещений опорных поверхностей при деформации головки и тронка под воздействием механических и тепловых нагрузок, При износе опорных поверхностей возникают дополнительные деформации головки, тронка, вызывающие ухудшение условий работы поршневых колец, рост напряжений s головке и тронке, а следовательно, снижение надежности поршня и его ресурса работы, Известен составной поршень ДВС, содержащий тронк и головку, соединенные между собой через опорные поверхности, и соединительные элементы, связывающие тронк и головку.

На опорных поверхностях профрезерованы сегментные улавливающие лунки, на которые подается масло для уменьшения износов, вызванных фреттинг-коррозией.

Недостатками описанного составного поршня являются непосредственный контакт металлических поверхностей, приводящий к проявлению фреттинг-коррозии; неэффективность применения сегментных улавливающих лунок на опорных поверхностях для защиты от фреттинг-коррозии.

Наиболее близким техническим решением является составной поршень, содержащий трон к и головку, соединенные между собой через опорные поверхности, защитное покрытие, нанесенное на опорную поверхность головки, и соединительные элементы, связывающие тронк и головку.

На опорную поверхность головки нанесено металлическое покрытие, содержащее

67% карбида вольфрама и 13% кобальта, способствующего снижению фреттинг-коррозии. Могут быть применены сплавы, состоящие из 55% меди, 42% никеля и 3% индия, а также состоящие на 99% из окиси алюминия.

Недостатком известного составного поршня является применение в качестве за, щитного покрытия металлического покрытия, которое не исключает фреттинг — коррозии, а следовательно, и износа опорных поверхностей головки и тронка.

Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения износа опорных поверхностей.

Цель достигается в составном поршне, содержащем тронк и головку, соединенные между собой через опорные поверхности, защитное покрытие, нанесенное на одну из

15 опорных поверхностей, и соединительные элементы, связывающие тронк и головку.

Согласно изобретению на одной из опорных поверхностей выполнены концентрические канавки, а защитное покрытие, нанесенное на опорную поверхность с концентрическими канавками, выполнено из неметаллического материала, При этом в качестве защитного покрытия использован материал на основе дисульфида молибдена.

25 На фиг.1 представлен составной поршень, общий вид, продольный разрез; на фиг,2 — сечением А — А на фиг,1; на фиг.3— сечение Б-Б на фиг.2.

Составной поршень содержит тронк 1 и

30 головку 2, связанные между собой через опорные поверхности 3 соединительными элементами 4. Яа опорной поверхности 3 головки 2 (фиг.3) выполнены концентрические канавки 5 и нанесено защитное покрытие б из неметаллического материала. В качестве защитного покрытия использован материал на основе дисульфида молибдена, например ВАП-2, Перед нанесением защитного неметаллического покрытия на основе дисульфида молибдена (BAll-2) опорная поверхность головки (или тронка) с концентрическими канавками подвергается фосфатированию, Фосфатная пленка имеет высокоразвитую пористую поверхность и прочно удерживает покрытие .

Неметаллическое покрытие на основе дисульфида молибдена, нанесенного методом распыления, полимеризуется в сушильной камере с равномерным подьемом температуры и последующим охлаждением на воздухе.

В составном поршне защитное покрытие из неметаллического. материала наносится на более твердую поверхность.

Толщина защитного покрытия 15-40 мкм.

При работе двигателя под воздействием переменных сил давления газов и разности температур головки 2 и тронка 1 возникают относительные микроперемещения по

1778316 опорной поверхности 3, Защитное покрытие 6 из неметаллического материала, разделяя металлические опорные поверхности

3 тронка 1 и головки 2, исключает образование микросварок, т,е. фреттинг-коррозию 5 и износ металлических опорных поверхностей.

Низкий коэффициент трения неметаллического материала на основе дисульфида молибдена способствует уменьшению его 10 износа с течением времени, Наличие концентрических канавок 5 на опорной поверхности 3, на которую нанесено защитное покрытие 6, не только увеличивает сцепление покрытия с опорной 15 поверхностью 3, но и по мере износа основного слоя покрытия с течением времени работы двигателя "подпитывает" опорные поверхности 3 тронка 1 и головки 2 дисуль- 20 фидом молибдена, что увеличивает ресурс работы поршня за счет уменьшения износа опорных поверхностей тронка и головки.

Выполнение концентрических канавок на одной из опорных поверхностей головки 25 или тронка и нанесение защитного покрытия из неметаллического материала на основе дисульфида молибдена на опорную поверхность с концентрическими канавками позволяет исключить непосредственный 30 контакт металлических поверхностей головки и трон ка и защитить их от фреттинг-коррозии, вызывающей износ опорных поверхностей; увеличить износостойкость опорных поверхностей в связи с примене- 35

4нием защитного покрытия на основе дисульфида молибдена, обладающего низким коэффициентом трения; увеличить сцепление покрытия с поверхностью и при износе основного слоя покрытия обеспечить поступление на опорные поверхности материала покрытия (дисульфида молибдена) и уменьшить износ опорных поверхностей головки и тронка; исклю .ить применение дорогостоящих элементов: вольфрама. кобальта, никеля, индия, 8 результате повышается надежность и ресурс составного поршня.

Формула изобретения

1. Составной поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий тронк и головку, соединенные между собой через опорные поверхности, защитное покрытие, нанесенное на одну из опорных поверхностей, и соединительные элементы, связывающие тронк и головку, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения износа опорных поверхностей, на одной из опорных поверхностей выполнены концентрические канавки, а защитное покрытие, нанесенное на опорную поверхность с концентрическими канавками, выполнено из неметаллического материала, 2. Поршень по п.1, отличающийся тем, что в качестве защитного покрытия использован материал на основе дисульфида молибдена.

1778346

Составитель Г.Васильев

Техред М,Маргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 4173 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 1Q1