CS201727B1 - Píst pro spalovací motory s úpravou pro řízení tepelné expanze - Google Patents

Description

Vynález se týká pístu pro spalovací motory a úpravou pro „řízení tepelné expanze.

Používané písty spalovacích motorů jsou velmi namáhané tepelně i mechanicky. Pro dnešní spalovací motory ae písty vyrábějí z lehkých slitin, jejichž mechanické vlastnosti jsou závislé na teplotě. Vzhledem ke tvaru a charakteru tepelného zatíženi je teplota pístu na různých místech značně rozdílná a maximální rozdíl dosahuje běžné teploty 200°C. U rychloběžných motorů je píst namáhán nejen v ose tlakem plynů, ale při užívaných poměrech zdvihu pístu a délky ojnice i značnými bočními tlaky. Uvedené silové poměry jsou zvláště výrazné u vznětových motorů a přímým vstřikem. Boční přítlak při výkyvu ojnice na píst vyžaduje dodržení odpovídající opěrné plochy a mazání pístu.Vedení v ojniční části pístu zajiěluje vodicí plocha, mající při pracovním cyklu již natolik nízkou teplotu, že nečiní potíže jeho mazáni. Odpovídající rozložení tlaku na vodicí plochy vyžaduje však velmi přesné sladění tuhosti a tvarové přesnosti ojniční Části pístu, nebol nepřesnosti vedou k zadíráni, deformacím a hlavně k potížím ve spotřebě oleje. Nedostatkem u tohoto provedení pistu je odlehčení hlavové části, která v kompresním prostoru umožňuje pronikání plynů o vysoké teplotě až k hornímu pístnímu kroužku. Tlak plynů zvyšuje přítlak horního pístního kroužku jednak na stěnu válce a jednak na dolní plochu drážky tohoto pístního kroužku, což za zvýšené teploty a podmínek, vzniklých zhoršeným mazáním i chemickým působením spalin, zvyšuje opotřebení této části válce. Postupné kokovatění mazacího oleje na pistu, proniklého ned kroužkovou část, vytváří v odpovídající

201 727

201 727 výěce válce izolační vrstvu, která zhoršuje přestup tepla a znehybňuje horní pístní kroužek, čímž jej vyřazuje z činnosti. Salším nedostatkem je vůle na hlavová části pístu, umožňující různým tvrdým nečistotám vniknout do vytvořené mezery a při zdvihu pístu vzniká porýhování funkční činná plochy válce. Nečistoty tvoří karbon nebo hrubší neodfiltrovené částice.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje píst pro spalovací motory s úpravou pro řízení tepelné expanze, sestávající z hlavové části, z kroužkové části a ojniční části. Na pístu jsou vytvořeny vodicí plocha a dvě opěrné plochy. Podstatou je opěrné plocha, vytvořená jednak na hlavové části, v níž jsou vytvořeny obvodové drážky, a jednak na spodní partii ojniční části. Zbývající partie ojniční části tvoři vodici plochu. Obvodové drážky mají tver rovnoběžníka nebo lichoběžníka, otevřeného směrem k válci. Obvodová drážka má poměr hloubky k šířce nejméně 2,0.

Výhodou uspořádání pístu podle vynálezu je vytvořeni opěrné plochy na hlavové části, přičemž se zmenší síly z klopného momentu a rovněž zatížení se rozvede na větší plochu. Zmenšená vůle sníží pronikání plynů k hornímu pístnímu kroužku, čímž se odstraní zvětšené opotřebení především v horní úvrati a odstraní se i vytloukáni drážky horního pístního kroužku ne spodní ploše. Stykem teplejší hlavové části pístu s válcem se odvede značné množství tepla a teplotně ae odlehčí horní pístní kroužek. Delší výhodou je vytvoření obvodových drážek na hlavové části pístu, plnicích funkci labyrintové ucpávky, což několikrát sníží tlak, teplotu i množství plynů, pronikajících k hornímu pístnímu kroužku. Zmenšené zatížení na tento pístní kroužek vytvoří podmínky pro přechod na menší počet pístních kroužků, což příznivě ovlivní výrobní i provozní náklady. Obvodová drážky o profilu lichoběžníka, otevřeného ke stěně válce, zajistí jejich samočinná čištění od pronikajícího oleje setrvačnými silami a dále potom zajistí mazáni hlavové části pístu. Obvodové drážkování pístu však zvětší objem kompresního prostoru, což zhorší spouštění zvláště studeného motoru. K zachování dobrých vlastností při spouštění motoru je nutno vytvořeným drážkováním připustit zhoršení kompresního poměru maximálně o čtyřnásobek povolené tolerance.

Příklad provedení pístu podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkrese, kde na obr.l je plst v nárysném pohledu, na obr. 2 je směr tisků na horní pístní kroužek, na obr. 3 a 4 jaou obvodové drážky v příčnám řezu o profilu rovnoběžníka a lichoběžníka.

Píst 1 sestává z hlavová části £, kroužkové části J a ojniční části £, která je rozdělena na vodicí plochu i a na opěrnou plochu &. Hlavová Čáat £ je upravena jako opěrná plocha &, na níž jsou vytvořeny obvodové drážky χ. Obvodová drážka 2 je vytvořena profilem rovnoběžníka nebo lichoběžníka, otevřeného směrem ke stěně válce 10. Horní pístní kroužek £ je tlačen radiálně na válec χθ a axiálně na spodní plochu IX kompresním tlakem £·

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VI N Á LE Z U

   1. Píst pro spalovací motory s úpravou pro řízení tepelné expanze, sestávající z hlavové části, z kroužkové části a ojnični části, na němž je vytvořena vodicí plocha a dvě opěrné plochy, vyznačený tím, že opěrná plocha (6) je vytvořena jednak na hlsvové části (2), v níž jsou vytvořeny obvodové drážky (7), a jednak na spodním dílu ojnični části (4), přičemž zbývající partie ojnični části (4) tvoří vodicí plochu (5)·
2. 2. Píst pro spelovací motory podle bodu 1, vyznačený tím, že obvodová drážka (7) má profil ve tvaru rovnoběžníka nebo lichoběžníka, otevřeného směrem k válci (10).
3. 3. Píst pro spalovací motory podle bodu 1, vyznačený tím, že obvodová drážka (7) má poměr hloubky k šířce nejméně 2,0.