Поршень
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик и «94?454 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 290880 (21) 2975569/25-06 р )м п з
F F 3/00 с присоединением заявки Nо
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий. (23) Приоритет
Опубликовано3007,82. Бюллетень Мо28
Дата опубликования описания 30.07.82
tS3) УДК 621. 43-242 (088. 8) 4
A.Ô.Øåõoâöîâ, А.H.Æóðàâëåâ, !О.П.Воло ин,-И.а ;Коваль, Б.С.Еременко, Н.B.Èãíàòüåâ и П.П.Гон аровский
Ф ..:Г (1
Харьковский ордена Ленина политехнический,институт им..В.И. Ленина и Головное. специаА@цщдванное - " конструкторское бюро по двигателям средней мощйости"(72) Авторы изобретения (71) Заявители
ы (54) ПОРШЕНЬ (2 - 4)a, Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестрое. нию.
Известен поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с выполненной в его днище камерой сгорания и вставку под верхнее поршневое кольцо, внутренняя поверхность которой выполнена по параболе F13
Недостатками известного поршня являются низкая надежность соединения вставки с поршнем из-за высоких температурных напряжений; высокая температура внутренней поверхности камеры сгорания, особенно кромки; высокая стоимость вставки из-за использования дорогостоящих сплавов, имеющих одинаковую температурную зависимость физико-механических свойств со свойствами материала поршня.
Цель изобретения — повышение надежности соединения вставки с поршнем путем снижения температурных напряжений.
Указанная цель достигается тем, что ось симметрии параболЫ и бис.сектриса угла между касательной к
:образующей поверхности камеры сгора ния и днищем поршня образуют между собой угол С, равный 5-30, а координаты вершины параболы располо-. жены в соответствии с соотношением с = (1,0 - 2,0)а, d « 1, 5h„, .где с и d — координаты вершины па10 раболы соответственно от боковой поверхности поршня и от верхней плоскости поршневой канавки а - глубина поршневой канавки;
15 Ь - высота поршневой канавки.Кроме того, часть внутренней поверхности вставки образована симметричными касательными к параболе, точка пересечения которых расположена
2О в соответствии с соотношением ф Ф 2h,, где f и  — координаты точки пересе25 чения соответственно от боковой поверхности поршня и от верхней плоскости поршневой канавки.
На фиг. 1 изображен поршень со вставкой под первое поршневое коль947454
4 цо; на фиг. 2 — сечение вставки под поршневое кольцо, внутренняя поверхность которой образована кривой второго порядка (параболой); на фиг. 3 то же, частью окружности и касательными к ней. 5
Поршень (фиг. 1) состоит из тела
1 rо вставкой 2 под первое поршневое кольцо, наружняя поверхность 3 вставки 2 образует часть боковой поверхности поршня и поверхность канавки 4 10 под первое поршневое кольцо. Внутренняя поверхность 5 вставки 2 образована вращением кривой второго порядка (параболы) вокруг оси б поршня. Внутренняя поверхность 5 вставки 2 сНМ- 15 метрична, причем ось 7 ее симметрии составляет с биссектрисой 8 угла, образованного пересечением боковой поверхности 9 камеры сгорания (касаТельной к ее образующей) и донышком 20
10 поршня, угол и = 5 — 30 . Вершина А кривой второго порядка, образующей внутреннюю поверхность вставки (фиг. 2 и 3), расположена íà расстоянии c = (1,5 — 2)а (где а — глубина25 канавки) для поршневого кольца от боковой поверхности .3 по направлению к оси б поршня и на расстоянии d 1 5h (где h - высота канавки) от ее верхней плоскости вверх по направлению к головке поршня. Как вариант (фиг.3) внутренняя поверхность 5 вставки 2 образована частью окружности 11 и касательными 12 к части окружности 11.
Точка пересечения В касат.ельных 12 лежит на расстоянии f = (2- 4)à и
35 на расстоянии не более Р « 2h. Точка пересечения оси симметрии вставки, образованной частью окружности 11 и касательными 12, с биссектрисой угла определена аналогично вершине образующей поверхности 5. Причем нижние предельные значения. координат точек А и В„ а также величина угла сС соответствуют поршням с закрытой камерой сгорания типа ЦНИДИ, верх- 45 иие предельные значения — открытым камерам сгорания типа Гессельман.
При работе двигателя тепловой поток распространяется от наиболее наг- о ретой части поршня — кромки 9 камеры сгорания — к менее нагретой, имеющей наибольший коэффициент теплообмена с окружающей средой — поверхности канавки 4 первого поршневого кольца. Вставка 2 имеет в этом направ. ленни минимальную толщину, а следовательно, и термическое сопротивление, что снижает темттературу поверхности камеры сгорания и головки поршня в целом. Нижняя часть вставки 2 не защищает перемычку между поршневыми кольцами от подвода теплоты, что приводит к повышению температуры перемычки и нижней части вставки
Таким. образом, указанная геомет- 65
Благодаря выполнению внутренней поверхности 5 вставки 2 в виде плавной кривой второго порядка, например параболы или части окружности 11 и касательных 12 к ней, она не имеет концентраторов напряжений, а значит снижает местную интенсивность напряжений во вставке 2 и зоне соединения ее с теплом 1 поршня.
Формула изобретения
1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с выполненной в его днище камерой сгорания и вставку под верхнее поршневое кольцо, внутренняя поверхность которой выполнена по параболе, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения температурных напряжений, ось симметрии параболы и биссектриса угла между касательной к образующей поверхности камеры сгорания и днищем поршня образуют между собой уголь(, равный 5-30, а координаты вершины параболы расположены в соответствии с соотношением
2,0) а, d 1,5h, координаты вершины параболы соответственно от боковой поверхности поршня и от верхней плоскости поршневой канавки; глубина поршневой канавки; высота поршневой канавки. с = (1,0где с и d
2. Поршень по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что часть внутренней поверхности вставки образована симметричными касательными к параболе, точка пересечения которых расположена в соответствии с соотношением (2-4)а, Р 2h, рия вставки 2 и параметры ее установки относительно поршневой канавки и камеры сгорания, а именно расположение вершины кривой, образующей внутреннюю поверхность вставки 2 и нап- равление оси 7 симметрии относительно направления теплового потока (биссектрисы 8 угла), способствуют снижению температуры внутренних слоев порш. ня в верхней части вставки 2 и увеличению — в нижней. Такое перераспределение теплоты по телу 1 поршня и вставки 2 увеличивает температурные перемещения материала поршня в нижней части и уменьшает в верхней радиальные и касательные напряжения, а следовательно, и интенсивность напря>кений в .теле 1 поршня, вставке 2 и зоне их диффузионного соединения.
947454
1. Патент Франции Р 2433141, кл. F 16 j 1/02, Ьпублик. 1980.
9 иг1.
Фиг.2
Составитель В. Лобанов
Редактор и. михеева техред:м. Рейвес корректор М, коста
Заказ 5583/52 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 где t и 9 — координаты точки пересечения соответственно от боковой поверхности поршня и от верхней плоскос:ти поршневой канавки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе