BRPI0918437B1

BRPI0918437B1 - pistão para um motor de combustão interna

Info

Publication number: BRPI0918437B1
Authority: BR
Inventors: Marquardt Michael; Kleinle Peter; hettich Thomas
Original assignee: Mahle Int Gmbh
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2009-08-12
Publication date: 2019-11-26
Also published as: WO2010017808A3; EP2329125B1; BRPI0918437A2; DE102009032379A1; EP2329125A2; WO2010017808A2; US20110174153A1; JP2011530669A

Abstract

pistão para um motor de combustão interna a presente invenção refere-se a um pistão (10) para um motor de combustão interna com uma cabeça de pistão (11), com um segmento de topo (12), com uma seção anelar circundante (13) que apresenta ranhuras anelares (14), e com uma haste de pistão (15) que apresenta duas paredes de haste (16,17) dispostas sobre o lado de pressão (ds) e sobre o lado de contrapressão (gds) e duas paredes de caixa (18,19) que ligam as paredes de haste (16, 17) uma com a outra, sendo que as paredes de caixa (18,19) estão providas de cubos de pino (21) que apresentam perfurações de cubo (22), e sendo que a parede de haste (16), disposta sobre o lado de pressão (ds), vista na direção circunferencial do pistão (10), é mais curta do que a parede de haste (17) disposta sobre o lado de contrapressão (gds). para a redução da solicitação de carga sobre o pistão, as paredes de caixa (18) pelo lado de pressão evoluem em linha reta e obliquamente, sendo que a distância das paredes de caixa (18) na região do cubo de pino (21) é maior do que na região da parede de haste (16) pelo lado de pressão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PISTÃO PARA UM MOTOR DE COMBUSTÃO INTERNA.

[001] A presente invenção refere-se a um pistão para um motor de combustão interna com uma cabeça de pistão, com um segmento de topo, com uma seção anelar circundante que apresenta ranhuras anelares, e com uma haste de pistão, a qual apresenta duas paredes de haste dispostas sobre o lado de pressão e sobre o lado de contrapressão e duas paredes de caixa ligando duas paredes de haste uma com a outra, sendo que as paredes de caixa são providas de pinos de cubo que apresentam perfurações de cubo, e sendo que a parede de haste disposta sobre o lado de pressão, vista na direção circunferencial do pistão, é menor do que a parede de haste disposta sobre o lado de contrapressão.

[002] Em um pistão do tipo mencionado ao início, a posição oblíqua de uma biela sob pressão de ignição produz um esforço de carga de força lateral, que é transmitido para a parede do cilindro através das paredes de caixa e da haste. Além disso, a pressão de ignição em combinação com uma ação de tirar o eixo, respectivamente com uma excentricidade das perfurações de cubo, leva a um momento de tombamento que aumenta o esforço de carga da força lateral. Ambos os mecanismos provocam uma solicitação de carga do pistão na região inferior próxima à borda livre, de costas para a cabeça de pistão, a junção entre haste e parede de caixa. No caso de mecanismos de manivela ilimitados, encontra-se a solicitação de carga máxima no, ou logo após o, máximo de pressão de ignição sobre o lado de pressão do pistão. A junção haste-parede de caixa sobre o lado de contrapressão do pistão, neste caso, encontra-se relativamente menos sob esforço de carga. No caso de mecanismos de manivela que estão limitados para o lado de pressão, eleva-se, comparativamente, a solicitação de carga da junção haste-parede de caixa pelo lado de contrapressão.

Petição 870190081681, de 22/08/2019, pág. 4/13

2/5 [003] Assim sendo, a presente invenção tem como objetivo reduzir a solicitação de carga da região altamente solicitada, de costas para a cabeça de pistão, da junção haste-parede de caixa pelo lado de pressão e pelo lado de contrapressão.

[004] Esse objetivo é alcançado na medida em que as paredes de caixa pelo lado de pressão evoluam em linha reta e obliquamente, sendo que a distância das paredes de caixa na região dos cubos de pino é maior do que na região da parede de haste pelo lado de pressão.

[005] Em configurações vantajosas da invenção, a espessura das paredes de caixa pelo lado de pressão pode aumentar linearmente a partir do cubo de pino na direção da parede de haste, e a espessura das paredes de caixa pode diminuir na direção da cabeça de pistão a partir de suas bordas livres de costas para a cabeça de pistão, e devido a isso resulta uma outra redução da solicitação de carga da região altamente solicitada, de costas para a cabeça de pistão, da junção haste-parede de caixa pelo lado de pressão e pelo lado de contrapressão.

[006] Com base em um simples modelo de viga é possível explicar como o esforço da força lateral pode ser descarregado da junção haste-parede de caixa, sendo que a parede de haste e a parede de caixa são representadas como estruturas de suporte planas. O esforço da força lateral, neste caso, é introduzido de modo concentrado próximo à borda livre da junção haste-parede de caixa.

[007] Nesse caso, constatou-se que paredes de caixa retas ideais com a maior posição oblíqua possível, que estão unidas na aresta externa de cubo, no caso de uma seleção realística do ponto de ataque da carga da resultante da força lateral, são solicitadas ao mínimo possível. Nesse caso, a posição oblíqua das paredes caixa são limitadas principalmente pela largura da parede de haste, que tem que ser

Petição 870190081681, de 22/08/2019, pág. 5/13

3/5 grande o suficiente para poder conduzir o pistão com segurança pela haste. Por isso, as paredes de caixa na região de sua borda inferior são configuradas em linha reta e são colocadas obliquamente. Para se obter uma grande posição oblíqua, as paredes de caixa estão unidas na aresta externa de cubo.

[008] Para que a estrutura na região inferior da junção hasteparede de caixa seja solicitada homogeneamente, é preciso que as espessuras de parede sejam projetadas de modo correspondente ao esforço de carga. Com isso garante-se, ao mesmo tempo em que desapareça uma rigidez desnecessária pelo lado da resistência, e que seja possível economizar peso.

[009] Por isso, a espessura da parede de caixa aumenta continuamente na direção da parede de haste a partir do cubo, enquanto que a espessura da parede de haste diminui na direção da cabeça de pistão a partir da extremidade de costas para a cabeça de pistão. Além disso, o aumento de espessura da parede de caixa é concretizado devido ao fato de que o perfil interno da parede de caixa é colocado mais oblíquo do que o seu perfil externo. Como efeito secundário positivo daí resultante obtém-se um leve aumento da posição oblíqua da parede de caixa.

[0010] Devido ao fato de que a junção haste-parede de caixa experimenta um elevado esforço de carga da força lateral apenas em sua região inferior, então a sua espessura será reduzida apenas até o centro da perfuração de cubo, para manter reduzido o peso do pistão.

[0011] A junção haste-parede de caixa de acordo com a invenção, descrita acima, deve ser concretizada geralmente pelo lado da pressão. Caso o lado de contrapressão deva ser mais carregado do que o lado da pressão devido a um mecanismo de manivela limitado, então será empregado o princípio de construção pelo lado da contrapressão . O lado menos carregado da junção haste-parede de caixa será então exe

Petição 870190081681, de 22/08/2019, pág. 6/13

4/5 cutado tal como aquele que é chamado de lado de contrapressão no pedido alemão de patente 10 2007 020 447.9.

[0012] Um exemplo de execução da presente invenção será explicado detalhadamente a seguir com base nas figuras. Mostra-se:

[0013] figura 1: uma forma de execução do pistão de acordo com a invenção no corte A-A na figura 2;

[0014] figuras 2 e 3: um pistão segundo a figura 1, em vista de baixo na direção da seta B na figura 1, tombado em alguns graus angulares.

[0015] As figuras de 1 a 3 mostram um exemplo de execução do pistão 10 de acordo com a invenção, o qual é apropriado especialmente para ser empregado em motores Otto sob alto esforço de carga. O pistão 10 apresenta uma cabeça de pistão 11, bem como um segmento de topo circundante 12 e uma seção anelar circundante 13 com ranhuras anelares 14.

[0016] Sobre o lado de costas para a cabeça de pistão, o pistão 10 apresenta uma haste de pistão 15, a qual é constituída por uma parede de haste 16 pelo lado de pressão (DS) e por uma parede de haste 17 pelo lado de contrapressão, sendo que as paredes de haste 16 e 17 estão ligadas uma com a outra por meio de paredes de caixa 18 e 19. As paredes de caixa 18, 19 apresentam cada uma um cubo de pino 21, cada um com uma perfuração de cubo 20.

[0017] Neste caso, a parede de haste 16 no lado de pressão (DS), vista em direção circunferencial, acha-se configurada mais curta do que parede de haste 17 no lado de contrapressão (GDS). Desse modo, as paredes de haste 16, 17 são configuradas assimétricas.

[0018] Da figura 2 fica evidente que as paredes de caixa 18 pelo lado de pressão estão projetadas em linha reta e colocadas obliquamente. A posição oblíqua é descrita pelo ângulo α que pode ser maior ou igual a zero. Nesse caso, resulta que a distância entre as paredes

Petição 870190081681, de 22/08/2019, pág. 7/13

5/5 de caixa 18 na região dos cubos de pino 21 é maior do que na região da parede de haste 16 pelo lado de pressão.

[0019] Além disso, a espessura d das paredes de caixa 18 pelo lado de pressão aumenta linearmente na direção da parede de haste 16 a partir do cubo de pino 21, como se observa na figura 2. Além disso, a espessura b das paredes de caixa 18, 19 diminui na direção da cabeça de pistão 11 a partir de suas bordas livres de costas para a cabeça de pistão, tal como se deduz da figura 1.

LISTAGEM DE REFERÊNCIA pistão cabeça de pistão segmento de topo seção anelar ranhura anelar haste de pistão parede de haste pelo lado de pressão parede de haste pelo lado de contrapressão parede de caixa pelo lado de pressão parede de caixa pelo lado de contrapressão perfuração de cubo cubo de pino

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pistão (10) para um motor de combustão interna com uma cabeça de pistão (11), com um segmento de topo (12), com uma seção anelar circundante (13) que apresenta ranhuras anelares (14), e com uma haste de pistão (15) que apresenta duas paredes de haste (16, 17) dispostas sobre o lado de pressão (DS) e sobre o lado de contrapressão (GDS) e duas paredes de caixa (18, 19) que ligam as paredes de haste (16, 17) uma com a outra, sendo que as paredes de caixa (18, 19) estão providas de cubos de pino (21) que apresentam perfurações de cubo (22), e sendo que a parede de haste (16), disposta sobre o lado de pressão (DS), vista na direção circunferencial do pistão (10), é mais curta do que a parede de haste (17) disposta sobre o lado de contrapressão (GDS), e as paredes de caixa (18) pelo lado de pressão evoluem em linha reta e obliquamente, sendo que a distância das paredes de caixa (18) na região do cubo de pino (21) é maior do que na região da parede de haste (16) pelo lado de pressão, caracterizado pelo fato de que a espessura das paredes de caixa (18, 19) diminui na direção da cabeça de pistão (11) a partir de suas bordas livres voltadas de costas para a cabeça de pistão (11).
2. Pistão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura das paredes de caixa (18) pelo lado de pressão aumenta linearmente na direção da parede de haste (16) a partir do cubo de pino (21).