PL26977B1 - Tlok do silników spalinowych. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy tloków do silników spalinowych, w szczególnosci tlo¬ ków, wykonanych z lekkiego metalu, np. stopu glinowego, pracujacych w cylindrach silnika, wykonanych z metalu o mniejszym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej od wspólczynnika rozszerzalnosci cieplnej me¬ talu, z którego wykonane sa tloki. W tloku, wykonanym wedlug wynalazku, rozszerza¬ nie sie tulejowego przedluzenia tloka jest równowazone wyginaniem sie tego przedlu¬ zenia w taki sposób, iz podczas pracy sil¬ nika utrzymany zostaje stosunkowo do¬ kladny styk tulejowego przedluzenia tloka ze sciankami cylindra.Celem wynalazku niniejszego jest uzy¬ skanie takiego rozlozenia stopnia wygina¬ nia sie tulejowego przedluzenia tloka, nie¬ zbednego do zrównowazenia rozszerzania sie tego przedluzenia, aby zmniejszony zo¬ stal do minimum stopien ugiecia kazdej po¬ szczególnej czesci przedluzenia tloka przy jednoczesnym uzyskaniu w kazdej chwili mozliwie równomiernego docisku na calej powierzchni styku tego przedluzenia tloka z powierzchnia gladzi cylindrowej, w celu2iAitiej%0iiJ& clo mittimuttt jednostkowego docisku powierzchni tloka w kazdym okre¬ sie jego dzialania. ) .W tym celu tlok do silników spalino¬ wych wedlug wynalazku, wyposazony w tulejowe przedluzenie i wykonany z motela o stosunkowo duzym wspólczynniku rO£S&£- rzalnosci cieplnej (np, stopu glino Wd$<$, posiada przekrój poprzeczny o zarysie 0- walnym, którego wieksza os jest prostópct-^ dla do osi przegubowego sworznia tloko¬ wego, Przecftuifciiie tfclca stanowi jedna ca¬ losc z tlokiem i laczy sie z jego dnem w poblizu nadlewów lozyskowych*, w których, osadzony jest sworzen przegubowy tfo£a, przy czym na swej górnej krawedzi prze- dluzenie tloka jest oddzielone od jego dna po obydwóch stronach wymienionych nad¬ lewów lozyskowych za pomoca dwóch wy¬ gietych lukowo poziomych przeciec szczeli¬ nowych. Poza tym jeden z boków praedlu- zenia tloka jest wyposazony w zasadniczo pionowe przeciecie szczelinowe, laczace sie z jednym z przeciec poziomych mniej wie¬ cej w jego srodku i biegnace ku zewnetrz¬ nemu otwartemu koncowi przedlaientóutle- ka, lecz konczace sie w niewielkiej odleglo¬ sci od zewnetrznej krawedzi przedluzenia, wskutek czego przy tej krawedzi po*©«tafe nieprzerwany na ofewridzie piefscfen, zniaj- dujacy sie pod dolnym koncem wzmianko¬ wanego pionowego w przyblizeniu przecie¬ cia szczelinowego. Krzyzujace sie wzajem¬ nie" prtf&cbecfaL szczels&ówe o^artitóajfcf pak re trójkatnych wycinków wafcowyofr, moga¬ cych: z&ginstó sie kii weWitf^rfc Wzdluz linii spiralnych; Prz&dhlz&tne tfok* pddada z&- rys owalny, fetoregfr os vne\tisz& jes* prdfctt*- p&dfe db o&i przegubowego* swtfrztote tfty- ktfWeigcfc Dzieki utiiozliwieiliu rozsuwania si^natftewfcw lozyskowych, &&p€H^fafee&' gó fozsaerzatiiiu sie dna ttoka w kiesrtaakis pr ndsc pffcedlttóeftia tloka i zmnfejSB&rty prtez ixy stopien wygiecia, ftiezfcediiy d&* przesuniecia wymienionych pewyzef fenij- katnych wycinków walcowych do wewnatrz przedluzenia tloka na odleglosc, jaka jest nfozbedaa do wyrównania rozszerzenia sie w podwyzsteonej temperaturze przedluzenia tloka w cylindrze silnika.Na rysunku, przedstawiono przyklad wykonania tloka wedlug wynalazku. Fig, 1 przedstawia podluzny przekrój tloka, wy¬ klinanego wedlug wynalazku, fig, 2 — cze¬ sciowy widok z boku tloka wraz z czescio¬ wym przekrojem podluznym przez nadle- Wy lozyskowe swoi^nia tfcfiswfcgo, fig, 3 — czesciowy widok z dolu wraz z czesciowym przekrojem poprzecznym tloka, fig, 4 — widok z boku tloka,, fig. 5 — schematyczny przekrój poprzeczny przez cylinder z tlo¬ kiem z uwidocznionym w nieco przesadzo¬ nym stopniu rozmieszczeniem wzgledem siebie tloka i zeliwnego cylindra w tempe¬ raturze zwyklej, fig, 6 — taki sam schema¬ tyczny przekrój poprzeczny przez cylinder z tlokiem z uwidocznionym w nieco prze¬ sadzonym stopniu rozmieszczeniem wzgle¬ dem siebie tloka i cylindra, po ogrzaniu ich do temperatury, odpowiadajacej tempera- tfcUrzfe, jaksK posiadaja tlok z cylindrem pod¬ czas pracy silnika, wreszcie fig, 7 — prze¬ krój, pionowy przez cylinder i tlok z uwi¬ docznionym rozmieszczeniem wzgledem siebie koribowedtt i cz&pfo korbowego pod¬ czas suwu roboczego.Uwidoczniony na rysunku tlok posiada dno 10, z którego zwisa ku dolowi kolnierz pierscieniowy li1; kofeiiera ten* j«st aatfpa- trzony w rowki, preetfnacaoiie d® umiesz¬ czenia w nich zwyklych uarc^dnia^acydi pierscieni tlokowych,- oraz zaopatrzony j*sfc w taniesocz zyskowi t2 d& iworznia przegubowego^ przy cayst di* tfoka staiwwi Jutdtt^ calosc z hóltastzem. pi^sd«niowyttir parniej ktfr- rsfar znAjdu}^ ^ poiaczame z kaimetiem imdlewy lbiyskowe. Korzystnie jest attyw- no polaczyd nadlewy któysikajre z (tourne tlbka za pomoca npt zeberek isaslywniaja- cyeh te. Tulejowe przedluzenie tlok^ oh — 2 —-ftoacMioe jako calosc liczba 14, ^posiada sto- •sunkowo cienkie -scianki i stanowi ljedna^ca- ioslc c c^wneteMiymi koncami na*Uew6w lo- zyckonryck Boki 15 i 16 przedluzenia ilokarz«aj jacie sie n*ied«y nadlewami lozyskowymi, tstanowta powierzchnie dociskowe czyli sliz- -gowe, pjjzy JGtym ^owiecschnia /5 stanowi porvieEzckfiie cdocidkowa, przeznaczona do iprzajnuywmia becanego nacisku 'tloka pod- -csas suMfii sprezania, a powierzchnia /£ tstoo/o^i ^powferaohnte dociskowa, pftftezna- cjB&aa. do -przejmowania bocznego nacieku -tf oka ^podczas suwu roboeeego.'Góme fkr#wedzk -powicracltni docteko- twych i5 i J6 tloka sa ^iddaielone od pier- ¦seieiuowego Jecrtnienza 11 za pomoca wyko- nan^cfcvnapr«eciw siebie 'przebiegajacych lukowo poziomych rpreeciec szczelioowyeh -17 d $&. Korzystnie jest, gdy przeciecia *te -sa ^akoncBarae okraglymi otworami ^9, wy- ¦*^roanymi -,w nadlewach JO. Powierzchnia dociskowa 15 j est wyposazona w zgrubie¬ nie 21, wystajace do -wewnatrz; praedftitóe- oia rfrf, flwzy .caym w zgrubieniu 2/ wykona¬ lne j^tfi w preyblizeniu pionowe przeciecie ^aoitóittowe .22, biegnace od srodka przecie- tsm tposaotnago fl7 4o otworu 03, wywiepo©- *#&& jw ifiiewklktej *odlej#osoi od dolnej Jarawedsi kiraKK»«ej przedluzenia ttoka.:Na$ftlMffj je*t, igdy jpo^adiuzenie tloka 4iie jposi&da óadjaych innych wyciec oprócz wy- miecianjyti?b (powyzej, u dolu rzas przedluze- riia iltfka pod Badiewami lozyskowymi po- ^wtarwiony #8*1 ntepczeirwany i pierscien £rf, fV*edluz^eme tloka w postaci wykona- Jiia »&ynalftaku przedstawionej na rysunku, wykancza ma rtak, aby posiadalo w parw- ikffejtf spepraeemym kt»talt owalu, którego -wiftkata ^s ^jeat pro«topadla ds osi czopa -pracgubewogo, W nazie zyc*enia jednak Jfitefaftnitego przekroju popczejomego morze .bj^c symetrycznie cawalny, eliptyczny tób M0&&ty sj#*t, #Ly .tlok :pw^*82y wspólpracuje z cylindrem silnikowym jC który -posiada mniejszy 'W&pójczynnik roz¬ szerzalnosci cieplnej, anizeli vtlok. W ?tym oelu cylinder moze ibyc wykonany z zeliwa, którego powierzchnia slizgowa zapewnia stosunkowo niewielkie zuzycie wspóldzia¬ lajacych ze saba narzadów. Bcza tym zeli¬ wo posiada wspólczynnik rozszerzalnosci cieplnej znacznie mniejszy od rtakiegoz wspólczynnika stopu lekkiego metalu, z którego wykonany jest tlok. Ponadto cy¬ linder jest zwykle .chlodzony krazaca cie¬ cza, -w celu odpdrowad&enia na {zewnatrz i -rozproszenia ciepla spalania mieszanki pa¬ liwowej, wskutek cze^o ^temperatura scia¬ nek cylindjra fest mniejsza iodtempewutury tloka podczas normalnej pracy silnika.Tlok jest sprzegniety z ikorbewodem 29 za pomoca sworznia przegubowego 30, przy czym najlepiej jest, gdy sworzen ten jeet osadzony obrotowo zarówno w oadlewach lozyskowych 12, jak iw lbie kprbowodu.Stopa rkarbowodu 29 jest osadzooa obroto¬ wo na czopie korbowym 31, stanowiacym caese walu korbowego 32.Wewnetrzna powferz scianki cylindra fest obtoczona tak, iz jest ddkladjnie cylindryczna. Poprzeczny ;prae- krój z zaznaczonym rozmieszczeniem wza¬ jemnym piraedluzeilia tloka i scianek cylin¬ dra, wówczas gdy czesci te sa zimne, jest przedstawiony jz pewnym przesadzeniem na lig. 5, wzajemne zas rozmieszczenie tych czesci po czesciawym ogrzaniu ioh do rtem- peratury roboczej jest uwidocznione rów- iniez % pewnym paraesadzeniem ,na lig. m. Na iig. 5 Jitua A —.A oznacza os «wojaniia przegubowego i jednoczesnie mniejsza os poprzecznego ypa-aeki^fu ^rwdluzenia rtlo- ka, a Hnia B -~+ B oznacza wieksza06 tego #tzeimj u poprzecznego.Srednica A — A .przedluzenia 44 Aest itótsza^od srednicy B .—^^ff,rprzycaym, po¬ suwajac sie f*& ikazdego konca srednicy B — B jiookdla ipoorierzchni iprzedluzenia 14 kuJfioficom ntedsnsisf jA.*^ A, Auz pomiedzar pczediuzenieasi \tioka d scianka -cyilincka — 5 —wzrasta stopniowo. Luz ten wzrasta jed¬ nak tylko w takim stopniu, aby tlok nie mógl przechylac sie na strony lub przesu¬ wac sie wzdluz osi sworznia przegubowe¬ go. Scianki tloka nalezy nieco wzmocnic przy zewnetrznych koncach nadlewów lo¬ zyskowych np. za pomoca odlanych wraz ze sciankami tloka wzmocnien 26 lub w in¬ ny odpowiedni sposób. W celu zachowania pozadanej wielkosci przekroju scianki tlo¬ ka, w razie zastosowania takich nadlewów wzmacniajacych, nalezy nieco wglebic we¬ wnetrzna powierzchnie scianki przedluze¬ nia tloka na glebokosc, odpowiadajaca wzmiankowanemu wzmocnieniu, jak to u- widoczniono w miejscach 25 na fig. 1.Podczas pracy silnika przedluzenie tlo¬ ka ugina sie w kilku róznych kierunkach, przy czym te poszczególne ugiecia znosza sie wzajemnie lub uzupelniaja tak, iz cal¬ kowite ugiecie i docisk zostaja równomier¬ nie rozdzielone na calej powierzchni doci¬ skowej tloka. Poniewaz kazda z powierzch¬ ni 15, 16 przedluzenia tloka jest oddzielo¬ na od dna tloka na swej górnej krawedzi, wiec zadna z tych powierzchni nie stawia oporu przy uginaniu sie innej powierzchni i kazda z tych powierzchni moze sie nieco odksztalcac, w celu dokladniejszego dopa¬ sowania sie do powierzchni slizgowej scian¬ ki cylindra, przy czym takie uginanie sie zachodzi wzdluz poszczególnych czesci scianki przedluzenia tloka. Poniewaz nad- lewy lozyskowe sa polaczone sztywno z dnem tloka, wiec oddalaja sie jeden od drugiego odpowiednio do stopnia rozsze¬ rzania sie dnia tloka w kierunku promienio¬ wym, równoleglym do osi sworznia przegu¬ bowego. To oddalanie sie nadlewów lozy¬ skowych powoduje z kolei oddalanie sie scianek przedluzenia tloka i zwiekszenie sie srednicy A — A (fig. 5) przy jedno¬ czesnym zmniejszeniu sie srednicy B — B.Poniewaz jednak srednica A — A jest krótsza (aczkolwiek nieznacznie) od sred¬ nicy B -— B, wiec przesuw ten nie wystar¬ cza do zrównowazenia nadwyzki rozszerze¬ nia, sie tloka przy wzroscie w pewnym za¬ kresie temperatury dna1 tloka i wywoluje pewne nieznaczne uginanie sie scianek po¬ wierzchni dociskowych tloka.Przeciecie poziome 17 i w zasadzie pio¬ nowe przeciecie 22 ograniczaja w górnej czesci powierzchni dociskowej 15 tloka dwa mniej wiecej trójkatne wycinki 27 i 28, laczace sie z pozostalymi czesciami tej powierzchni wzdluz linii srubowych, bie¬ gnacych od otworu 23 ku przeciwleglym koncom poziomego przeciecia szczelinowe¬ go 17. Scianka tloka w miejscu tego pola¬ czenia powoduje dosc znaczny opór wycin¬ ków 27 i 28, stawiany przez nie wyginaniu ich do wewnatrz, zmieniajacy sie odpo¬ wiednio do glebokosci, na jaka wycinki te sa odginane do wewnatrz od ich polozenia normalnego, oraz odpowiednio do szeroko¬ sci czesci srodkowej powierzchni 15, sty¬ kajacej sie ze scianka cylindra. Takie ugi¬ nanie sie wycinków 27 i 28, lacznie ze zmniejszeniem sie dlugosci wiekszej osi B — B, powodowanym oddalaniem sie nadle¬ wów lozyskowych, równowazy nadwyzke rozszerzenia sie górnego konca przedluze¬ nia tloka. Podczas rozgrzewania sie tloka i rozszerzania sie tulejowego przedluzenia tloka, kiedy nastepuje oddalanie sie od sie¬ bie nadlewów lozyskowych i zwiazane z tym przeksztalcanie sie owalnego zarysu przedluzenia tloka w zarys1 zblizony do o- kraglego, zostaje powodowane przesuwanie sie ku sciankom cylindra tych czesci po¬ wierzchni tloka, dookola których wyginaja sie wycinki 27 i 28, gdy wycinki te sa od¬ ginane do wewnatrz przedluzenia tloka od polozenia, które odpowiada normalneriru zarysowi' przedluzenia tloka w tej tempe¬ raturze. Wskutek tego uginanie sie scianek przedluzenia tloka, zwiazane z odchyla¬ niem do wewnatrz wycinków 27 i 28, zo¬ staje znacznie oslabione i rozlozone na wieksza powierzchnie scianek przedluzenia tloka. — 4 —Wzajemne rozmieszczenie przedluzenia tloka i scianek cylindra przy górnym kon¬ cu przedluzenia tloka, po rozgrzaniu sie te¬ go ostatniego, jest przedstawione z pew¬ nym przesadzeniem w wiekszej podzialce na fig. 6, Jak uwidoczniono na rysunku, niniejsza os A — A przedstawiona w prze¬ kroju na fig. 5, zwiekszyla sie do srednicy A — A' w przekroju na fig. 6 w porówna¬ niu z poprzednia swa wielkoscia. Ponadto uwidoczniono na rysunku stopien odgiecia wycinków 27 i 28 do wewnatrz na znacznej czesci ich dlugosci od polozenia, które sta¬ nowiloby ich normalne polozenie w tej wla¬ snie temperaturze, przy czym wycinki te zblizyly sie do scianek cylindra az do ze¬ tkniecia sie z, nimi na szerokosci czesci, któ¬ re zostaly odgiete. Z porównania przekro¬ jów na fig. 6 i lig. 5 widac, ze odleglosc, na jaka scianki przedluzenia tloka zostaly odgiete, co odpowiada polozeniu wycinków 27 i 28 wzgledem scianki cylindra, uwi¬ docznionemu na fig. 6, jest znacznie mniej¬ sza, ze wzgledu na wzrost dlugosci mniej¬ szej osi az do srednicy A* — A', od odle¬ glosci, na jaka trzeba by bylo w innym przypadku odgiac te wycinki, aby ustawic je w polozeniu wedlug fig. 6. Innymi slowy, upodobniajac wycinki 27, 28 do sprezyn, mozna stwierdzic, iz sasiadujace ze soba konce sprezyn zostaly odgiete do wewnatrz, lecz calkowite ugiecie sprezyn zostalo zmniejszone i rozlozone na bardziej szero¬ ka powierzchnie przez przesuniecie na ze¬ wnatrz przeciwleglych konców tych spre¬ zyn, zamocowanych nieruchomo swymi koncami w tloku.Docisk, przypadajacy na jednostke po¬ wierzchni tloka, pozostaje równomierny dzieki wzajemnemu skojarzeniu scianek przedluzenia tloka. Najwieksze ugiecie cze¬ sci wycinków 27 i 28, umozliwione przecie¬ ciami, znajduja sie w poblizu krzyzowania sie przeciec 17 i 22. Sztywnosc wycinków wzrasta, poczynajac od wierzcholka wy¬ cinka, wzdluz dolnego brzegu przeciecia 17 az do jego konca. Ten wzrost sziy^vn6* sci nie powoduje jednak wzrostu docisku, przypadajacego na jednostke powierzchni* poniewaz wskutek owalnosci przedluzenia tloka wzrasta wymieniony powyzej luz, a gietkosc wycinków 27 i 28 zmniejsza sie w miare wygiecia ich do wewnatrz. Dzieki temu im wieksza czesc powierzchni doci¬ skowej przedluzenia tloka styka sie ze scianka cylindra w wyniku uginania sie wy¬ cinków 27 i 28, tym bardziej zostaje zrów¬ nana gietkosc poszczególnych czesci wycin¬ ków na calej szerokosci tej czesci* Zbyt szybkiemu zmniejszeniu sie gietkosci srod¬ ka powierzchni dociskowej zapobiega jed¬ noczesne zmniejszenie sie stopnia owalno¬ sci powierzchni dociskowej w wyniku od¬ dalania sie nadlewów lozyskowych i prze¬ suwania sie na zewnatrz stref uginania sie wycinków 27 i 28.Docisk, przypadajacy na jednostke po¬ wierzchni tloka, pozostaje równomierny na calej szerokosci tej czesci powierzchni tlo¬ ka, która styka sie ze scianka cylindra w danej chwili. Rozpatrujac powierzchnie najmniejszego docisku w kierunku piono¬ wym na przestrzeni od wierzcholków wy¬ cinków 27 i 28 ku dolowi, mozna stwierdzic, ze gietkosc odnosnego wycinka, spowodo¬ wana przecieciami, zmniejsza sie w kierun¬ ku punktu oporowego, który tworzy dolny koniec przeciecia. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenie patentowe. Tlok do silników spalinowych, wykona¬ ny z materialu o stosunkowo duzym wspól¬ czynniku rozszerzalnosci cieplnej (np. ze stopu glinowego), znamienny tym, ze tule- jowe przedluzenie slizgowej powierzchni tloka posiada w przekroju poprzecznym za¬ rys owalny, którego wieksza os jest prosto¬ padla do osi tlokowego sworznia przegubo¬ wego, przy czym wzmiankowane przedlu¬ zenie tloka jest polaczone w jedna calosc z dnem tloka w poblizu nadlewów lozysko- — 5 -wych {12).9 w których osadzony jest tloko¬ wy sworzen przegubowy, podczas gdy w górnej swej czesci tulejowe przedluzenie tloka jest oddzielone od jego dna po oby¬ dwóch stronach wzmiankowanych nadle- wów za pomoca dwóch znanych poziomych przeciec szczelinowych (17, 18), z których jedno jest polaczone mniej wiecej posrod¬ ku z zasadniczo pionowym przecieciem szczelinowym (22), a po stronie otwartego konca przedluzenia tloka konczy sie w nie¬ wielkiej odleglosci od krawedzi tego' konca z pozostawianiem na obwodzie tloka pier¬ scienia nieprzerwanego, dzieki czemu kaz¬ dy ze znajdujacych sie na wzmiankowa¬ nym jednym boku tulejowego przedluzenia tloka trójkatnych wycinków walcowych (15, 16) moze uginac sie do wewnatrz tlo¬ ka wzdluz linii srubowych podczas pracy tloka, jak równiez i powyzsze nadlewy lo¬ zyskowe (12) moga rozsuwac sie wzdluz osi tlokowego sworznia przegubowego od¬ powiednio do rozszerzania sie dna tloka pod dzialaniem ciepla, powodujac zmniej¬ szenie sie stopnia owalnosci przedluzenia tloka, a tym samym i zmniejszenie stopnia uginania sie do wewnatrz tloka wzmianko¬ wanych wycinków trójkatnych (15, 16), tak iz wymienione powyzej rozsuwanie sie nad- lewów lozyskowych i uginanie sie trójkat¬ nych wycinków równowazy nadmierne roz^ szerzanie sie tulejowego przedluzenia tloka podczas jego pracy w cylindrze silnika. Aluminium Limited. Zastepca: L Myszczynski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 26977. Ark. 1.Do opisu patentowego Nr 26977. Ark.

2.Do opisu patentowego Nr 26977. Ark.

3. fig.7 Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa PL