CS248679B1 - Píst spalovacího motoru s tepelnou zábranou - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je píst spalovacího motoru s tepelnou zabranou s komůrkou v pistu pro přímý vstřik paliva. Podstata řešeni spočívá v tom, že kovový plášf chrání tepelně izolační vrstvu, snižuje její tepelné, mechanické a chemické namáháni tím, že není v přímém styku a plameny a plyny spalovacího prostoru. To umožňuje provedeni silnější izolační vrstvy a tím zvýšeni účinnosti tepelné zábrany.

Description

(54) Píst spalovacího motoru s tepelnou zábranou

Účelem řešení je píst spalovacího motoru s tepelnou zabranou s komůrkou v pistu pro přímý vstřik paliva.

Podstata řešeni spočívá v tom, že kovový plášf chrání tepelně izolační vrstvu, snižuje její tepelné, mechanické a chemické namáháni tím, že není v přímém styku a plameny a plyny spalovacího prostoru.

To umožňuje provedeni silnější izolační vrstvy a tím zvýšeni účinnosti tepelné zábrany.

248 679

248 879

Vynález se týká pístu spalovacího motoru s tepelnou zábranou s komůrkou v pístu pro přímý vstřik paliva.

Teplo, které vzniká spálením paliva ve spalovacím prostoru zážehového motoru, zčásti se mění v mechanickou práci, zčásti jako ztrátové teplo odchází výfukovými plyny, zčásti je odváděno stěnami hlavy a válců do chladicího media a vnitřními stěnami pístu do motorového oleje. Teplo odváděné do chladícího media a do motorového oleje představuje teplo ztrátové, nevyužité k přeměně v mechanickou práci. Vynález *se týká omezení přestupu tepla do dna pístu a jeho dalšího odvodu pístními kroužky do válce motoru a vnitřními stěnami pístu do motorového oleje. Pro omezení přestupu tepla do dna pístu jsou známy následující tepelné žábra ny. Celé dno pístu je vyrobeno z 'keramického materiálu s nízkou tepelnou vodivostí a je přišroubováno k tělesu pístu nebo je do něj zalito při odlévání pístu. Technologie výroby dna pístu keramického materiálu je. složité a drahá, dále klade mimořádně vysoké požadavky na jakost keramického materiálu. V dalším známém provedení na dno pístu je plazmaticky nanesena slabá vrstava keramického materiálu, obvykle kysličníku zirkoničitého asi o síle 0,5 mm. U silnější vrstvy klesá její pevnost, takže při tepelném a mechanickém zatížení dochází k jejímu popraskání,případně ohlupování. ^slabá vrstva však nedává dostatečnou tepelnou zábranu.

V jiném známém řešení je proveden píst dvoudílný, přičemž mezi jeho horní díl a spodní dí! je upravena tepelně izolační vrstva. V tomto provedení je nutné podstatně zvětšit rozměr mezi osou pístního čepu a dnem pístu, což má za následek zvýšení celé· ho motoru a jeho hmotnosti. Zvětšený objem spáry mezi horním dílem pístu a válcem motoru má negativní vliv na termodinamickou účinnost..

248 878

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny pístem spalovacího motoru s tepelnou zábranou podle vynálezu. Dno pístu sestává z tenkého kovového pláště, na který je z vnitřní strany nanesena izolační vrstva, např. plazmaticky vrstva keramická. Takto vyrobená součást je připevněna k tělesu pístu, nejlépe zalitím při odlévání pístu. Pro snížení součinitele přestupu tepla za spalovacího prostoru je výhodné nanést na plochy pláště komůrky a pláště koruny pístu na straně spalovacího prostoru velmi slabou vrstvu snižující součinitel přestupu tepla.

Výhoda pístu spalovacího motoru s tepelnou zábranou podle vynálezu spočívá v tom, že kovový plášť chrání tepelně izolační vrstvu, snižuje její tepelné, mechanické a chemické namáhání tím, že není v přímém styku s plameny a plyny spalovacího prostoru.

To umožňuje provedeni silnější izolační vrstvy, a tím zvýšení účinnosti tepelné zábrany.

Na obr. 1 je znázorněna horní část pístu vznětového motoru s přímým vstřikem a. vyosenou komůrkou se dnem pístu z kovového materiálu. Na obr. 2 je půdorys obr. 1. Na obr. 3 je uvedeno podobné provedení jako na obr. 1 s osou komůrky totožnou s osou pístu. Na abr. 4 je půdorys obr. 3·

U vyosené komůrky 2, kde osa £ pístu 1 není totožná s osou £ komůrky 2, kovový plášť pístu 1 sestává z technologických důvodů ze dvou dílů; z pláště £ komůrky 2 a z pláště 6 koruny 2 pístu 1. Plášť 6, koruny 2 na vnějším průměru pístu J. je zakončen nosičem 8 prvního pístního kroužku, část povrchu pláště £ mezi vnějším průměrem pístu a pláštěm £ komůrky 2 je dno 11 pístu 1. Spojení pláště £ komůrky 2 a pláště 6 koruny 2 j^e provedeno sváremnebo nalisovénim. Na vnitřní stranu plochy pláště £ komůrky 2 a na část plochy vnitřní strany pláště 6 koruny 2 naproti dnu 11 pístu 1 je nanesena tepelně izolační vrstva 10, např. známou metodou plazmat i ckého nanášení.

J · ·

U centrální komůrky 2, kde osa J pístu 1 je totožná s osou £ komůrky 2, je výhodné provedení kovového pláště pístu 1 z jednoho ku3u bez dělení. Plášť 6 koruny 2 pístu 1 je zachycen v odlitku pístu 1 nosičem 8 prvního pístního kroužku. Zesílení uchycení je provedeno čepem 12, který je spojen s pláštěm £ komůrky 2.

248 879

Po vstřiknutí paliva před horní úvrati pístu do komůrky 2 dojde k jeho vznícení a hoření. Tepelně izolační vrstva podstatně omezí ztráty přestupem tepla do pístu 1 povrchem pláště komůrky 2 a dnem 11 pístu 1. Tím se zvýší výkon a sníží spotřeba paliva. Sníží se teplota oblasti pístních kroužků, což se projeví příznivě jejich odolností oproti zapečení a zvýší se mez výkonového vytížení motoru. Vyšší teplota povrchu pláště % komůrky 2 zkvalitňuje spalovací proces. Kovový plást pístu 1 snižuje tepelně mechanické a chemické namáhání tepelně izolační vrstvy.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Píst spalovacího motoru s tepelnou zábranou a s komůrkou vytvořenou v pístu pro přímý vstřik paliva, vyznačený tím, že píst (1) je opatřen kovovým pláštěm, který sestává z pláště (5) komůrky (
2. 2) a z pláště (6) koruny (7) pístu (1), který na vnějším průměru pístu (1) je zakončen nosičem (8) prvního pístního kroužku, přičemž na vnitřní stranu plochy pláště (5) komůrky (2) a na část plochy vnitřní strany pláště (6) koruny (7) naproti dnu (11) pístu (1) je nanesena tepelně izolační vrstva (10), která je umístěna mezi kovovým pláštěm pístu (1) a odlitkem pístu (1).

   ' 2. Píst spalovacího motoru s tepelnou zábranou a s komůrkou vytv řenou v pístu pro přímý vstřik paliva dle nároku 1, vyznačený tím, že plášť (5) komůrky (2) s pláštěm (6) koruny (7) pístu (1) je vytvořen jako jeden celek.
3. 3. Píst spalovacího motoru s tepelnou zábranou a s komůrkou vytvořenou v pístu pro přímý vstřik paliva dle návrhů 1 a 2, vyznačený tím, že plášť (5) komůrky (2) je opatřen čepem, zalitým v pístu (1).