Головка цилиндра

Головка цилиндра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Сов.Н. Оалай, Г.Н. Волошин, А.Б. Менакер, В.Н, Кузьмичев, А.Г. Морозов, А.Н. сапов, Ю.С. Косте

Б.В. Ильин и В.П. Горбунов - N .1Щ339фЧ1 .

1Н1РЛ1" 1Производственное объединение "Киевт рвкторрщдль" и Владимирский тракторный ввод

Б;.1БЛИ Л " (71) аявнтелм

РР (54) ГОЛОВКА ЦИЛИНДРА

Изобретение относится к машино-строению, а именно к двигателестроению.

Известна головка цилиндра,из алюминиевого сплава для двигателя внутрен- ° него сгорания, содержащая впускной и выпускной каналы, отверстия клапанов и кольцевую плоскость газового стыка головки и цилиндра с выполненным в основании головки упрочненным

so износостойким слоем $13.

Однако указанный слой упрочненного металла имеет незначительную толщину (до О, 01 дюйма ) и недостаточную прочность связи с основным металлом голов"дз ки. В результате в местах. уплотнения стыка, где температура головки пре вышает 220"230оС происходит смятие.материала головки под нанесенным упрочняющим слоем и нарушение уплотнения. Ж

Цель изобретения - повышение надежности уплотнения газового стыка.

Поставленная цель достигается тем, что упрочненный слой охватывает отвер" стие канала выпускного клапана на угол менее 100 имеет толщину не менее мм и изготовлен в виде наплавки, величина которой выполнена в соответ ствии с соотношением а ) (1,2-1,5)Ь | где а - ширина износостойкого слоя;

Ь - ширина газового стыка.

Кроме. того, материал упрочненного слоя может быть выполнен из алюминиевого сплава с легирующими элементами .

На фиг. 1 показана головка цилинд" ра из алюминиевого сплава, в основании которой выполнен упрочненный слой, имеющий в разрезе форму полуокружности; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. l; на фиг. 3 - часть головки и цилиндра в месте уплотнения.

Головка цилиндра из алюминиевого сплава (Фиг. 1) содержит впускной патрубок 1, выпускной патрубок 2 и ос3 95458 нование 3, Впускной патрубок 1 и выпускной патрубок 2 снабжены охлаждающими ребрами 4. В основании 3 выполнены: отверстие 5, которое плавно переходит в канал 6 впускного патрубка 1, и отверстие 7, которое плавно переходит в канал 8 выпускного патрубка 2 °

B основании 3 в месте стыка голов" ки с цилиндром 9 выполнен упрочнен- 10 ный слой 10, который охватывает отверстие 7 канала 8 выпускного патрубка на угол не менее 100 (фиг. 2), имеет толщину не менее 2 мм и изготовлен в виде наплавки. -1lS

Упрочненный слой 10 выполняется шириной а, большей в 1,2"1,5 раза зоны уплотнения . Так как упрочняющий слой лежит в теле головки, выполненной из алюминиевого сплава, ко щ торый при нагреве размягчается, то для того, чтобы не происходило смятия основного материала под упрочненным слоем его толщина в сечении должна быть не менее 2 мм, а ширина 25 должна превышать зону уплотнения.

Увеличение ширины приводит к уменьшению удельной нагрузки, передаваемой на основной металл, за счет увеличения площади поверхности контакта. 5в

Выполнение упрочненного слоя 10 мо" жет быть осуществлено путем переплавления материала в основании 3 источником тепловой энергии.

Предварительно головку цилиндра на.

35 гревают до температуры, лежащей в ин" тервале температур 100-300оС. Далее осуществляют переплавление материала в основании 3 головки цилиндра путем вращения головки цилиндра вокруг ее оси относительно неподвижно установленного источника тепловой энергии, в качестве которого использована плазменная горелка. Одновременно с пере45 плавлением материала в основании 3 головки цилиндра в расплавляемый алюминиевый сплав подают в качестве легирующего материала композиционную проволоку из- алюминия и никеля.

В процессе переплавления темпера" туру предварительного нагрева головки цилиндра поддерживают постоянной в указанном интервале температур 100300оС посредством охлаждения головки цилиндра сжатым воздухом.

После окончания процесса переплавления основания 3 головки цилиндра и охлаждения ее в теле основания 3 об7 4 разуется упрочненный слой 10, имеющий форму части кольца, Основу материала упрочненного слоя 10 составляет алюминиевый сплав головки цилиндра, при этом в результате реакции взаимодействия никеля с алюминиевым сплавом головки цилиндра образуются алюминиды никеля, которые в виде мелкодисперсных частиц равномерно распределены в упрочненном слое 10. Кроме того, предварительный нагрев головки цилиндра до заданной температуры и поддержание ее постоянной в процессе проплавления основания 3 головки цилиндра позволяет обеспечить одинаковую глубину проплавления основания 3 цилиндра и равномерное распределение легирующего материала по всей длине упрочненного слоя 10, что обеспечивает равномерную прочность по всей длине указанного шва.

Предварительный нагрев также обеспечивает выравнивание и снижение остаточных напряжений в упрочненном слое 10 при охлаждении головки циЛиндра после окончания проплавления

Основания 3, что повышает прочность соединения материала упрочненного слоя 10 с алюминиевым сплавом головки цилиндра.

Возможно выполнение упрочненного слоя 10 в основании 3 головки цилиндра и другим способом сварки, например в теле основания 3 в месте стыка головки с цилиндром предварительно выполняют проточку, в которую затем наплавляют алюминиевый сплав с одновременным введением в него в качестве легирующего материала порошка никеля, Основу материала уплотненного сварного шва 10 в этом случае составляет алюминиевый сплав, наплавленный в проточку, при этом в результате реакции взаимодействия никеля с наплавляемым алюминиевым сплавом образуются алюминиды никеля, которые в виде мелкодисперсных частиц равномерно распределены в упрочненном сварном шве.

Повышение надежности уплотнения головки с цилиндром поршневой машины ведет к увеличению надежности работы поршневой машины. формула изобретения

1. Головка цилиндра из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащая впускной и выпускной каналы, отверстия каналов и кольцевую плоскость газового стыка

9 4587 головки и цилиндра с выполненным в основании головки упрочненным износостойким слоем, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения газового стыка, упрочненный слой охватывает отверстие выпускного канала на угол не менее 100 имеет толщину не менее 2 мм и изготовлен в виде наплавки, величина которой выполнена в соответствии с со- 10 отношением а у (1;2-1,"))о 1 где а - ширина износостойкого слоя;

b - ширина газового стыка.

2. Головка по и. 1, о т ли ч аю щ а я с я тем, что материал износостойкого слоя выполнен из алюминиевого сплава с легирующими элементами, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании У 1324444, кл. Г 1 В, опублик. 1973.

954587, Мф Ф

Составитель В, Лобанов

Редактор С. Юско Tex e И ° "адь

Заказ 6357/30 Тираж 552 реа . д Корректор А. Ференц

ПОдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-3 Раушская наб.,д,.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная