HU177087B - Piston for reciprocating internal combustion engines chiefly for diesel engines - Google Patents

Description

A találmány tárgya löketdugattyús belsőégésű motorokhoz, főleg Diesel-motorokhoz alkalmazható dugattyú, az elégetett gázok hőjének kitett dugatytyúfenékkel és ezt csupán normál erőket felvevő vezetőrésszel összekötő dugattyúpalásttal, valamint 5 a dugattyúfenékhez csatlakozó és tömítő- és lehúzógyűrűkkel ellátott gyűrűtartóval. Ennél a gyűrűtartó a dugattyúfenéken át vezető egyenes körzetében levő szőkítési helyen át a dugattyúfenékhez van csatlakoztatva. Továbbá, a dugattyúnál 10 a dugattyúfeneket a vezetőrésszel összekötő dugattyúpalást a dugattyúfenékkel szembenfekvő végén két villa alakú szárral kiképzett dugattyúlábbal van ellátva, ahol ezek a szárak a dugattyú közepén át. fektetett síkhoz képest szimmetrikusan 15 vannak elrendezve. Ezen túlmenően a dugattyúlábakat a vezetó'résszel összekötő csapszeg számára a dugattyú furatokkal van ellátva.

Löketdugattyús belsőégésű motoroknál, például 20 Dieseí-Otto motorok modern építésénél a „dugattyú” részegységnek egyre nagyobb jelentőséget tulajdonítanak. Korábban például szokásos volt a dugattyúkat súlyosra és költségesre építeni. Manapság azonban egyre inkább a könnyű dugattyúk felé 25 mutatnak a tendenciák, amit az egyre gyorsabb járatú motorok szükségessé· tesznek, anélkül azonban, hogy ez az élettartamot csökkentené.

Qym.' gyorsjáratú löketdu^ttyús belsőégésű motorokhoz, különösen Diesel-motorokhoz alkalma- 30 zott ismert dugattyú lényegében a dugattyúfenékhez csatlakoztatott gyűrűtartóból és a dugattyúfeneket a dugattyúlábbal összekötő dugattyúpalástból van kiképezve. Ennél a dugattyúpalást csésze alakúra van kiképezve és forgásszimmetrikus égésteret foglal magában. Ezeknél a dugattyúknál az égéstér két szakaszra van osztva — az elégetési eljárástól függően is - amelyek közül az első szakasz, a dugattyúfenék égéstérnyílása felőli szakasz hőszigetelő, a dugattyúlábbal szomszédos másik szakasz pedig hővezető tulajdonságú. Annak érdekében, hogy a kívánt hőszigetelést itt fokozottabb mértékben megvalósítsák, a dugattyú hőszigetelő szakasza hőszigetelő betéttel van ellátva. Ezen túlmenően a dugattyúpalást maga, főleg a dugatytyúfenék körzetében, valamint a dugattyúláb körzetében keresztmetszetcsökkenéssel van kialakítva, amely a hőáram fojtására szolgál. Az ilyen típusú dugattyú előre meghatározott és a mindenkori égetési eljáráshoz alakalmazható hőkép szerint az égőtér igen jó temperálását teszi lehetővé. Ennélfogva a tüzelőanyag és az égési levegő közötti égéslefolyás optimalizálása mellett a gyűrűtartón elrendezett tömítő- és lehúzógyűrűk terhelése csökkenthető ezzel a megoldással. Ezek a dugatytyúk az égési eljárást, valamint a tömítő- és lehúzógyűrűk igénybevételét illetően igen jól beváltak, mégis úgy tűnik, hogy tekintettel a belsőégésű motorok egyre növekvő teljesítményére, ezek statikáját is ismételten felül kell vizsgálni. Ilyen meg177087 oldást ír le például a P 25 45 588.3-13 számú NSZK szabadalmi bejelentés.

A találmánnyal megoldandó feladat tehát főleg a bevezetőben leírt dugattyút úgy továbbfejleszteni, hogy annak statikája minden dugattyúátmérőhöz egyszerűen meghatározható legyen és ezen túlmenően a lehető legkisebb anyagráfordítást tegye lehetővé.

A kitűzött feladatot á találmány szerint a bevezetőben leírt dugattyúnál úgy oldottuk meg, hogy a dugattyú palástja a dugattyúfenék és a dugattyúláb között forgásszimmetrikus kúpként van kialakítva, ez a kúp bázisa felőli támsíkjával a dugatytyúfenékhez, másik támsíkjával pedig a dugattyúlábhoz csatlakozik, valamint a dugattyúfenékhez csatlakozó támsík átmérőjének és a dugattyúlábhoz csatlakozó támsík átmérőjének aránya közelítőleg 2:1.

A fenti intézkedésekkel olyan dugattyút hozunk létre, amely nem csak a találmánnyal kitűzött feladatot oldja meg maradéktalanul, hanem ezen túlmenően egyes szakaszainak forgásszimmetrikus kialakítása következtében igen egyszerű gyártást tesz lehetővé.

Az így kialakított dugattyút mind forgácsolással, mind pedig öntéssel egyszerű módon le lehet gyártani, valamint ezeknek a gyártásmódoknak megfelelően kiegyensúlyozottabban készíthető. Mivel ezáltal a kiegyensúlyozatlanság és más negatív hatások ilyen gyártásmódoknál kiküszöbölhetők, az így gyártott dugattyú a hengerben egzaktabb futási tulajdonságokat is biztosíthat.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példaként! kiviteli alakját vázlatosan tüntettük fel. A rajzon:

Az 1. ábra dugattyú hosszmetszete, a 2. ábrán 1-1 síkban metszve;

A 2. ábra az 1. ábra szerinti dugattyú felülnézete.

Amint a rajzon feltüntettük, 1 dugattyú lényegében 2 dugattyúfenékből, ehhez csatlakozó 3 gyűrűtartóból, valamint a 2 dugattyúfeneket és a 3 gyűrú'tartót 4 dugattyúlábbal összekötő 5 dugattyúpalástból van kialakítva. Az 5 dugattyúpalást ennél forgásszimmetrikus csonkakúpként van kialakítva, amely bázisával a 2 dugattyúfenékhez, másik végével pedig a 4 dugattyúlábhoz csatlakozik. Az 5 dugattyúpalást 1. ábrán alsó részén az 1 dugattyú közepén át vezető X hossztengelyhez képest szimmetrikusan 6 és 7 szárak vannak elhelyezve. Ezek a rajzon fel nem tüntetett, csupán vékony eredmény vonallal jelzett 10 csapszeg számára 8 és 9 furatokkal vannak ellátva és a dugattyún át a 10 csapszeg segítségével 11 vezetorésszel vannak összekötve. A 11 vezetőrész előnyösen gyűrűként van kialakítva és a 10 csapszegek számára 12 és 13 ágyazáshellyel van ellátva. Ezen túlmenően a 11 vezetőrész a belsőégésű motor 14 hengerfalára normálerőket átadó 15 köpennyel van ellátva, amellyel az I dugattyú, itt főleg annak 3 gyűrűtartója a 14 hengerfalon van vezetve. A 3 gyűrűtartónak és a 2 dugattyúfenékkel ellátott 5 dugattyúpalástnak, (ez zel a megosztásával), másrészt a 11 vezetőrésszel lehetővé válik, hogy a 3 gyűrűtartót mentesítsük olyan normálerőktől, amelyek a 14 hengerfalra ferdén hatnak. így a 3 gyűrűtartó tömítő- és lehúzógyűrűinek csökkentett igénybevétele folytán sajátos feladatainak jobban eleget tud tenni.

Azért, hogy az 1 dugattyúnak statikáját tekintve hosszabb élettartamot biztosító előfeltételeket kölcsönözzünk, az 5 dugattyúpalást nem csupán a fent említett csonkakúp alakú, hanem a 2 dugattyúfenéken ez úgy támaszkodik fel, hogy a dugattyúfenék felőli 18 támsíkja a dugattyú 20 átmérőjének 19 súlyköre körzetében a dugattyúfenéken felfekszik. A 19 súlykör alatt ennél az 1 dugattyú Y forgástengelye körüli osztókör értendő, amely a dugattyú 20 átmérőjének mintegy 0,7-szeresének felel meg. Az 5 dugattyúpalást második 21 támsíkja a 4 dugattyúláb körzetében keresztsíkban fekszik, amely a dugattyúpalást és a 6 és 7 szárak csatlakozási helyénél helyezkedik el és a dugattyú csonkakúpjával van meghatározva. Ennek a keresztsíknak az Y forgástengelyen átmenő kiteijedésének hossza - amelyet a rajzon 22 hivatkozási számmal jelöltünk - az 5 dugattyúpalástnak a 2 dugattyúfenékhez csatlakozó 18 támsíkja, illetve a 19 súlykör mintegy 0,5-szörös átmérőjének felel meg. A 2 dugattyúfenékhez és a 4 dugattyúlábhoz csatlakozó 18, illetve 21 támsíkok előnyösen azonos felületűek lehetnek, úgyhogy azok főleg a gáznyomás által egyenletesen is terhelhetők az 5 dugattyúpalást nyomás hatására bekövetkező törése nélkül. Az 1 dugattyú ábrázolt példaként! kiviteli alakjánál az 5 dugattyúpaláston belül 23 égéstér van kiképezve és ez az égéstér az egyszerűség kedvéért gömb alakú. Ez természetesen nem záija ki, hogy az 1 dugattyút az 5 dugattyúpalástján belüli 23 égéstér nélkül alakítsuk ki.

Annak érdekében, hojjy a 23 égéstérböl az ábrázolt esetben az 5 dugattyúpaláston belül a 3 gyűrűtartóra irányuló höáramlást messzemenőleg megakadályozzuk, a 19 súlykör körzetében a 2 dugattyúfenéken gyűrű alakú 24 szűkítéshely van kiképezve. Ezen a szűkítéshelyen -át van a 3 gyűrűtartó a 2 dugattyúfenékkel összekötve. A 24 szűkítéshely segítségével létrehozott hőszigeteléssel a 23 égéstér közepének körzetéből származó hőáram radiálisán kifelé annyira le van fojtva, hogy a 3 gyűrűtartó az égési hőtől lényegesen kevésbé van igénybevéve. így az első 16 tömítőgyűrűt amely a 2 dugattyúfenéken átmenő 25 síkhoz a legközelebb fekszik, ettől csak kissé távolabb kell elhelyezni, mint az 5 dugattyúpalást 18 támsíkja ₍ A 24 szűkítéshely a 18 támsík körzetében, jelen esetben a 19 súlykör körzetében fekszik, vastagsága pedig kisebb lehet, mint a 3 gyűrűtartó első 16 tömítőgyűrűjének az említett 25 síktól való távolsága. Olyan esetekben, amelyekben az 5 dugattyúpalást csak csésze alakúra és vékonyabb falvastagságúra készíthető, a 18 és 21 támsíkok felületein a 2 dugattyúfenéken és a 4 dugattyúlábon azonosak, illetőleg közelítőleg azonosak legyenek. Olyan megoldás is lehetséges, amelynél a dugattyúpalást falvastagsága csupán oly módon van megváltoztatva, hogy a 18 támsíknál a fal keresztmetszete kisebb, mint a 4 dugattyúlábnál levő 21 támsíknál az 5 dugattyúpalástnak a fal keresztmetszete. Az 5 dugattyúpalást 27 hossza a 18 és 21 támsíkok közötti távolságnak felel meg, és a 19 súlykor helyzetével, valamint a támsík okon átmenő körök, például 28 és 23 körök 20 és 22 átmérőinek viszonyával egyenlőtől közelítőleg 2 :1-ig adódik.

Claims (8)

1. Dugattyú löketdugattyús belsőégésű motorokhoz, főleg Diesel-motorokhoz, az elégetett gázok melegének kitett dugattyúfenékkel, és ezt csupán normál erőket felvevő vezetőrésszel összekötő dugattyúpalásttal, valamint a dugattyúfenékhez csatlakozó és tömítő- és lehúzógyűrú'kkel ellátott gyűrűtartóval, amely a dugattyúfenéken át vezető egyenes körzetében levő szűkítéshelyen át a dugatytyúfenékhez van csatlakoztatva, valamint amely dugattyúnál a dugattyúfeneket a vezetőrésszel összekötő dugattyúpalást a dugattyúfenékkel szembenfekvő végén két villa alakú szárral kiképzett dugattyúlábbal van ellátva, ahol ezek a szárak a dugattyú közepén át vezető síkhoz képest szimmetrikusan vannak elrendezve és a dugattyúlábat a vezetőrésszel összekötő csapszeg számára furatokkal vannak ellátva, azzal jellemezve, hogy a dugattyú (1) palástja (5) dugattyúfenék (2) és a dugattyúláb (4) között forgásszimmetrikus kúpként van kialakítva, ez a kúp bázisa felőli támsíkjával (18) a dugattyúfenékhez (2), másik támsíkjával (21) pedig a dugattyúlábhoz (4) csatlakozik, valamint a dugattyúfenékhez (2) csatlakozó támsík (18) átmérőjének és a dugattyúlábhoz (4) csatlakozó támsík (21) átmérőjének aránya közelítőleg 2:1.

2. Az 1. igénypont szerinti dugattyú kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a dugattyúfenéknél (2) levő támsík (18) a dugattyúfenéken (2) át fektetett síkhoz (25) közelebb fekszik, mint a dugattyú (1) gyűrűtartójának (3) ehhez legközelebbi tömítési helye.

3. Az 1. igénypont szerinti dugattyú kiviteli

5 alakja, azzal jellemezve, hogy a dugattyúfenéknél (2) levő támsík (18) a dugattyúfenék (2) és a gyűrűtartó (3) közötti szűkítéshely (24) körzetében kezdődik és legalább a palást (5) keresztmetszetének megfelelő szélessége van.

10 4. Az 1. igénypont szerinti dugattyú kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a palást (5) falának keresztmetszete a dugattyúlábnál (4) szélesebbre van kiképezve, mint a palást (5) keresztmetszete a dugattyúfejnél.

15 5. Az 1. igénypont szerinti dugattyú kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a dugattyúlábnál (4) levő támsík (21) a palást (5) csatlakozási helyének körzetében a paláston (5) kezdődő szárakkal (

6,

7) van ellátva.

20 6. Az 1, vagy 2. vagy 5. igénypont szerinti dugattyú kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a palást (5) hossza (27) a dugattyúfenéken (2) levő támsíktól (18) a dugattyúlábon (4) levő tárnákig (21) tart.

25 7. Az 1. igénypont szerinti dugattyú kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a palást (5) táms&ja (18) a dugattyúfenék (2) súlykörének (19) körzetében van.

8. A 2. igénypont szerinti dugattyú kiviteli 3q alakja, azzal jellemezve, hogy a tömítési hely az első tömítőgyűrű (16) és a gyűrűtartónak (3) a dugattyúfenéken (2) át vezető síkja (25) közötti szakasztól van kialakítva.

9. A 8. igénypont szerinti dugattyú kiviteli ₃₅ alakja, azzal jellemezve, hogy a gyűrűtartónak (3) ez a szakasza az első tömítőgyűrűhöz (16) mutató bázisú csonkakúpként van kialakítva.