BR112013003256B1 - pistão para um motor de combustão interna - Google Patents
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Abstract
PISTÃO PARA UMA MÁQUINA DE COMBUSTÃO INTERNA. A invenção refere-se a um pistão (3) para um motor de combustão interna, que compreende uma parte superior, um colar (7) formado sobre a mesma, uma nervura anular (12) formada sobre o mesmo, uma parte inferior (2), que tem uma parede (20) e um suporte (250 radialmente dentro da parede (20) sendo que a parte superior (1) está conectada à parte inferior (2) por meio do processo de solda de fricção, sendo que as superfícies de extremidade 9(16,17,23,26) da nervura anular (12), do colar (7) da parede (20) e do suporte (25) formam superfícies de solda de fricção. São formados um canal de refrigeração (9) e uma câmara de refrigeração (14). A fim de abastecer o canal de refrigeração (9) e a câmara de refrigeração (14) com óleo de refrigeração, furos radiais (15), que conectam o canal de refrigeração (9) à camada de refrigeração (14) são indroduzidos na nervura anular (12). Portanto, está garantido que uma quantidade residual adequada de óleo de refrigeração é coletada no canal de refrigeração (9) e na câmara de refrigeração (14), sendo que a referida quantidade residual é continuamente renovada e leva a uma boa refrigeração da cabeça de pistão (5).
Description
[0001] A invenção refere-se a um pistão para um motor de combustão interna, com uma parte superior, cujo lado superior forma o fundo do pistão, com um colar circundante, moldado radialmente por fora no fundo de pistão, apontado para baixo na direção afastada do fundo do pistão, sobre cujo lado externo radial está disposta uma ranhura de compressão, com uma nervura anular circundante, disposta sobre o lado inferior da parte superior, radialmente por dentro do colar, sendo que o comprimento axial do colar é menor do que a distância da superfície terminal inferior da nervura anular do fundo de pistão, com uma parte inferior, que apresenta radialmente por fora uma parede circundante, apontada para cima, em cujo lado externo radial estão moldadas ranhuras anulares, e cuja superfície terminal superior apresenta a mesma distância radial do eixo de pistão como a superfície terminal inferior do colar, com um suporte circundante, moldado na parte inferior, apontado para cima, disposto radialmente por dentro da parede cuja superfície terminal superior tem a mesma distância do eixo de pistão como a superfície terminal inferior da nervura anular, e cuja superfície terminal superior apresenta uma distância axial do plano definido pela superfície terminal da parede, que corresponde à diferença entre a distância da superfície terminal inferior da nervura anular do fundo de pistão e o comprimento do colar, de modo que na conexão da parte superior com a parte inferior por meio do processo de solda de fricção, as superfícies terminais da nervura anular, do colar, da parede e do suporte formam superfícies de solda de fricção, sendo que radialmente por fora é formado um canal de refrigeração anular, fechado, limitado pelo colar e pela parede e radialmente por dentro, pela nervura anular e pelo suporte, sendo que a região entre o suporte é formada por uma nervura, com uma abertura situada no centro, que forma o limite inferior de uma câmara de refrigeração situada no centro, sendo que a câmara de refrigeração está limitada, em cima, pelo fundo do pistão e radialmente por fora, pelo suporte e pela nervura anular, e sendo que sobre o lado inferior da parte inferior estão dispostos dois elementos de haste opostos um ao outro, que estão conectados um ao outro por meio de dois cubos de pino opostos um ao outro, em cada caso com um furo de pino.
[0002] Um pistão do tipo citado incialmente é conhecido do pedido PCT WO 02/33291. Esse êmbolo apresenta um canal de óleo disposto próximo ao fundo da câmara de refrigeração, que conecta a câmara de refrigeração com o canal de refrigeração e que, particularmente na câmara de refrigeração, impede a formação de um acúmulo de óleo e, com isso, a deterioração da refrigeração do fundo de pistão altamente solicitado termicamente, porque o óleo que se encontra na câmara de refrigeração pode correr de volta ao canal de refrigeração através do canal de óleo e o óleo só corre do canal de refrigeração para o canal de refrigeração, quando o nível de óleo do óleo que se encontra no canal de refrigeração é mais alto do que o nível que se encontra na câmara de refrigeração. Desse modo, além disso, a passagem de óleo do canal de refrigeração através da câmara de refrigeração para a abertura de descarga de óleo é impedida, o que reduz a realimentação de óleo frio e, comisso, a uma deterioração adicional da refrigeração do fundo de pistão.
[0003] É tarefa da presente invenção evitar essa desvantagem do estado da técnica, e aperfeiçoar a refrigeração do fundo de pistão altamente solicitado termicamente.
[0004] A tarefa é solucionada pelo fato de que na nervura anular estão inseridos furos situados radialmente, distribuídos uniformemente sobre o perímetro, que conectam o canal de refrigeração com a câmara de refrigeração, que estão distanciados da superfície terminal inferior da nervura anular, a uma distância tal que entre os furos e a superfície terminal da nervura anular permanece espaço suficiente para um rebordo de solda formado na solda de fricção, e estão distanciados axialmente de um plano definido pela superfície terminal do colar, de tal modo que a nervura apresenta uma forma que se estreita conicamente para cimas e que entre o canal de refrigeração e o espaço interno de pistão está disposta pelo menos uma abertura de alimentação de óleo.
[0005] Nesse caso, a posição distanciada do fundo da câmara de refrigeração dos furos entre o canal de refrigeração e a câmara de refrigeração e a forma conicamente estreitada para cima da nervura que forma a limitação inferior da câmara de refrigeração, possibilita a formação de um acúmulo de óleo, que nos movimentos rápidos de vaivém do pistão na operação do motor leva a uma boa refrigeração do fundo de pistão altamente solicitado termicamente, pelo fato de que o óleo do acúmulo de óleo é lançado a intervalos regulares sobre o lado inferior do fundo de pistão (efeito de vibração). Além disso, quando o nível do óleo que se encontra no canal de refrigeração atinge os furos entre o canal de refrigeração e a câmara de refrigeração, óleo é guiado do canal de refrigeração através dos furos à câmara de refrigeração, o que aperfeiçoa a passagem de óleo e, comisso, a refrigeração do fundo de pistão altamente solicitado termicamente.
[0006] É vantajoso, nesse caso, quando a abertura da nervura é fechada por um disco abaulado para cima com uma abertura situada no centro, que está conectada com a nervura através de uma conexão por engate, com o que a montagem do pistão é facilitada.
[0007] Um exemplo de modalidade da invenção é descrito a seguir por meio dos desenhos.
[0008] A Fig. 1 mostra a parte superior e a parte inferior de um pistão em duas partes para um motor de combustão interna, antes da montagem no passo.
[0009] A Fig. 2 é uma imagem em corte do pistão, que consiste em duas metades, sendo que a metade esquerda mostra um corte ao longo do eixo do furo de pino, e a metade direita mostra um corte perpendicular ao eixo do furo de pino.
[00010] As Figs. 1 e 2 mostram um pistão 3 constituído de uma parte superior 1 e uma parte inferior 2, para um motor de combustão interna em corte, sendo que as imagens em corte consistem, em cada caso, em duas metades. As metades esquerdas das imagens em corte estão situadas sobre o eixo do furo de pino 4, enquanto as metades direitas estão posicionadas perpendicularmente sobre o eixo do furo de pino 4.
[00011] A parte superior 1, que consiste em aço, apresenta em seu lado superior um fundo de pistão 5 com uma cava de câmara de combustão 6. Radialmente por fora está moldado no fundo de pistão 5 um colar 7 circundante, apontado para baixo, que limita radialmente por fora um entalhe 8 circundante, que no pistão 3 acabado de acordo com a Fig. 2 forma a parte superior de um canal de refrigeração 9 circundante radialmente por fora e na proximidade do fundo de pistão. Em seu lado externo radial, o colar oferece espaço para uma nervura corta fogo 10 e uma ranhura anular de compressão 11.
[00012] Além disso, a parte superior 1 apresenta em seu lado inferior afastado do fundo de pistão 6 uma nervura anular 12 circundante, que forma a limitação interna da parte superior do canal de refrigeração 9 e a limitação radialmente externa da parte superior 13 de uma câmara de refrigeração 14 posicionada centralmente. Na nervura anular 12 estão inseridos furos 15 situados radialmente, distribuídos uniformemente sobre o perímetro, que no pistão montado acabado de acordo com a Fig. 2, conectam o canal de refrigeração 9 com a câmara de refrigeração 14. No presente exemplo de modalidade, o pistão 3 apresenta quatro furos 15. Esses furos 15 podem apresentar uma forma de formbohrung, que se alarga para dentro e para fora
[00013] Para que os furos 15 possam ser inseridos sem problemas, antes da montagem do pistão 3, de radialmente por fora na nervura anular 12, o comprimento axial “a” do colar 7 é menor pro uma medida do que a distância “b” da superfície terminal inferior 16 da nervura anular 12 do fundo de pistão 5, que está composta pela distância “d” dos furos 15, uma distância ”s” dos furos 15 da superfície terminal inferior 16 da nervura anular 12 e por uma distância ”c” dos furos 15 da superfície terminal 17 do colar 7. Nesse caso, a distância “c” deve garantir que a furadeira na inserção dos furos 15 tenha espaço suficiente em relação ao colar 7. A distância “s” dos furos 15 da superfície terminal inferior 16 da nervura anular 12 corresponde à medida axial do rebordo de solda 18, que se forma quando a parte superior 1 e a parte inferior 2 são conectadas uma à outra por solda de fricção. Por essa distância “s” deve ser impedido que o rebordo de solda 18 chegue à região dos furos 15 na solda da parte superior 1 com a parte inferior, e, com isso, impede a passagem do óleo de refrigeração pelos furos 15.
[00014] A parte inferior 2 do pistão 3, que também consiste em aço consiste em um elemento de fundo 19, sobre cujo lado superior voltado para o fundo de pistão está disposta radialmente por fora uma parede 20 circundante, na qual estão moldadas radialmente por fora ranhuras anulares 21, 22. A superfície terminal superior 23 da parede 20 tem a mesma distância do eixo de pistão 24 como a superfície terminal inferior 17 do colar 7 de modo que as superfícies terminais 7 e 23, na solda da parte superior 1 com a parte inferior 2, formam superfícies de solda de fricção.
[00015] Radialmente por dentro, anexa-se à parede 20 um suporte 25 circundante, que tem a mesma distância do eixo d pistão 24 como a nervura anular 12, e cuja superfície terminal superior 26 tem uma distância axial do plano formado pela superfície terminal 23 da parede 20, que corresponde à medida (c+d+s), pela qual a distância “a” da superfície terminal 17 do colar 7 do fundo de pistão 5 é menor do que a distância “b” da superfície terminal 16 da nervura anular 12 do fundo de pistão. Daí resulta o fato de que na solda da parte superior 1 com a parte inferior 2, as superfícies de solda de fricção formam não só as superfícies terminais 17 e 23 como também as superfícies terminais 16 e 26.
[00016] Entre o suporte 25 e a parede 20, está moldado no elemento de fundo 19 um entalhe 27 circundante, que no pistão 3 montado acabado de acordo com a Fig. 2 forma a parte inferior do canal de refrigeração 9. Radialmente por dentro do suporte 25, o elemento de fundo 9 está formado como nervura 28 circundante, que se estreita conicamente para ciam, e que apresenta uma abertura 29 circular, situada no centro, sendo que a área 38 entre a nervura 28 e o suporte 25 está formada como um canal aberto em cima. Com isso, a câmara de refrigeração 14 está limitada em cima pelo fundo de pistão 5, radialmente por fora, pela nervura anular 12 e pelo suporte 25 e, embaixo, pela nervura 28.
[00017] Radialmente por dentro, a borda 32 da abertura 29 da nervura 28 (Fig. 1) apresenta em corte a forma de um ”V” aberto radialmente para dentro, o que possibilita fixar na abertura 29 por meio de uma conexão por engate um disco 30 em forma de concha, abaulado para cima, com uma abertura 29 situada no centro, com uma medida externa, que corresponda à media interna da abertura 29, e com uma borda externa radial que está formada complementarmente à borda 32 da abertura 29. Para que a borda do disco apresente a flexibilidade necessária para esse fim, estão inseridas na borda fendas 33 situadas radialmente, sendo que a borda do disco 30 está formada na forma de abas de chapa elasticamente flexíveis. Isso possibilita que, depois do acabamento do pistão 3, o disco 30 seja comprimido, de baixo, na abertura 29 da nervura 28 e fixar o mesmo através da conexão por engate resultante.
[00018] Através de uma abertura de alimentação de óleo 34, o canal de refrigeração 9 está conectado com o espaço interno de pistão 35. Além disso, sobre o lado inferior do elemento de fundo 19 estão dispostos dois elementos de haste 36, 36’ opostos um ao outro, que estão conectados um ao outro por meio de dois cubos de pino 37, 37’ opostos um ao outro, em cada caso com um furo de pino 39, 39’.
[00019] Na operação do motor, óleo de refrigeração é introduzido através da abertura de alimentação de óleo 34 no canal de refrigeração 9, que, devido aos movimentos de vaivém rápidos do pistão 3, é lançado contra o lado inferior da região radialmente externa do fundo de pistão 5 e contra a parte do pistão 3 formada pela parede 20 e pelo colar 7 e ali tem efeito refrigerante (efeito de vibração). Nesse caso, uma parte do óleo chega através dos furos 15 à câmara de refrigeração 14, sendo que na região radialmente externa 38 da câmara de refrigeração 14, sendo que na região radialmente externa 38 da câmara de refrigeração 14 forma-se um acúmulo de óleo, que devido à posição afastada do elemento de fundo 19 do furo 15 permanece na câmara de refrigeração 14, é lançada contra o lado inferior do fundo de pistão 5 na região da cava da câmara de combustão 6 e tem aqui efeito refrigerante. Uma parte desse óleo chega subsequentemente através da abertura 31 do disco 30 ao espaço interno de pistão 35.
[00020] Desse modo, resulta como vantagem a posição dos furos 15 afastada do elemento de fundo 19 e a forma abaulada da nervura 28 e do disco 30, com o que na região radialmente externa 38 da câmara de refrigeração 14 pode formar-se um acúmulo de óleo, uma aceleração do fluxo de óleo pelo canal de refrigeração 9 e pela câmara de refrigeração 14 e, com isso, leva a um aperfeiçoamento da refrigeração do pistão 3, porque quando o nível do óleo que se encontra no canal de refrigeração 9 atinge os furos 15, o óleo corre exclusivamente do canal de refrigeração 9 para a câmara de refrigeração 14 , de lá, através da abertura 31 do disco 30, ao espaço interno de pistão 35. Lista de Sinais de Referência a,b,c,d,s distâncias 1 parte superior do pistão 2 parte inferior do pistão 3 3 pistão 4 eixo do furo de pino 5 fundo de pistão 6 cava da câmara de combustão 7 colar 8 entalhe 9 canal de refrigeração 10 nervura corta fogo 11 ranhura anular de compressão 12 nervura anular 13 parte superior da câmara de refrigeração 14 14 câmara de refrigeração 15 furo 16 superfície terminal inferior da nervura anular 12 17 superfície terminal inferior do colar 7 18 rebordo de solda 19 elemento de fundo 20 parede 21, 22 ranhura anular 23 superfície terminal do suporte 25 27 entalhe 28 nervura 29 abertura da nervura 28 30 disco 31 abertura do disco 30 32 borda da abertura 29 33 fenda 34 abertura de alimentação de óleo 35 espaço interno do pistão 36,36’ elemento de vareta 37,37’ cubo do pino 38 região externa da câmara de refrigeração 14, canal 39,39’ furo do pino
Claims (2)
1 . Pistão para um motor de combustão interna - com uma parte superior (1), cujo lado superior forma o fundo do pistão (5), - com um colar (7) circundante, moldado radialmente por fora no fundo de pistão (5), apontado para baixo na direção afastada do fundo de pistão, sobre cujo lado externo radial está disposta uma ranhura de vedação (11), - com uma nervura anular (12) circundante, disposta sobre o lado inferior da parte superior (1), radialmente por dentro do colar (7), sendo que o comprimento axial (a) do colar (7) é menor do que a distância (b) da superfície de extremidade inferior (16) da nervura anular (12) do fundo de pistão (5), - com uma parte inferior (2), que apresenta radialmente por fora uma parede (20) circundante, apontada para cima, em cujo lado esterno radial estão moldadas ranhuras anulares (21, 22), e cuja superfície de extremidade superior (23) apresenta a mesma distância radial do eixo de pistão (24) como a superfície de extremidade inferior (17) do colar (7), ^com um suporte (25) moldado na parte inferior (2),j apontado para cima, disposto radialmente por dentro da parede (20), cuja superfície de extremidade superior (26) tem a mesma distância do eixo de pistão (24) como a superfície de extremidade inferior (16) da nervura anular (12), e cuja superfície de extremidade superior (26) apresenta uma distância axial do plano definido pela superfície de extremidade (23) da parede (20),que corresponde à diferença entre a distância(b) da superfície de extremidade inferior (16) da nervura anular (12) do fundo de pistão (5) e o comprimento (a) do colar (7), de modo que na conexão da parte superior (16, 17, 23, 26) da nervura anular (12) do colar (7), da parede (20) e do suporte (25) formam superfícies de solda de fricção, sendo que radialmente por fora é formado um canal de refrigeração anular, fechado, limitado pelo colar (7) e pela parede (20) e radialmente por dentro, pela nervura anular (12) e pelo suporte (25), - sendo que a região entre o suporte (25) é formada por uma nervura (28), com uma abertura (29) situada no centro, que forma o limite inferior de uma câmara de refrigeração (24) situada no centro, sendo que a câmara de refrigeração (14) está limitada, em cima, pelo fundo do pistão (5) e radialmente por fora, pelo suporte (25) e pela nervura anular (12), e - sendo que sobre o lado inferior da parte inferior (2) estão dispostos dois elementos de haste (36, 36’) opostos um ao outro, que estão conectados um ao outro com, em cada caso, um furo de pino (39, 39’) por meio de dois cubos de pino (37, 37’) opostos um ao outro, caracterizado pelo fato de que - na nervura anular (12) estão inseridos furos situados radial-mente,distribuídos sobre a circunferência, que conectam o canal de refrigeração (9) com a câmara de refrigeração (14), que estão distanciados da superfície de extremidade inferior (16) da nervura anular(12), de tal modo que entre os furos (15) e a superfície de extremidade (16) da nervura anular (12) permanece espaço suficiente para um rebordo de solda formado na solda de fricção, e que estão distanciados axialmente de um plano definido pela superfície de extremidade (17) do colar (7), - que a nervura (28) apresenta uma forma que se estreita conica- mente para cima de modo que os furos possam ser introduzidos radialmente do lado de fora na nervura anular (12) antes da montagem do pistão, e - que entre o canal de refrigeração (9) e o espaço interno do pistão (35) está disposta pelo menos uma abertura de admissão e óleo (34).
2 .Pistão (3) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a abertura 929(29) da nervura (28) é fechada por um vidro (30) abaulado para cima, com uma abertura (31) situada no centro, que está conectado através de uma conexão de engate com a nervura (28).
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