PL60112B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 04.11.1966 Wlochy Opublikowano: 20.IV.1970 60112 KI. 47 f2, 9/00 MKP F 16 j UKD B/oo Twórca wynalazku i wlasciciel patentu: Ing. Ludovico Raggi, Mediolan (Wlochy) Element konstrukcyjny wewnatrz pusty lub czesciowo pusty, zwlaszcza tlok silnika spalinowego, o skorygowanej rozszerzalnosci cieplnej Przedmiotem wynalazku jest element konstruk¬ cyjny wewnatrz pusty lub czesciowo pusty, zwlasz¬ cza tlok silnika spalinowego o skorygowanej roz¬ szerzalnosci cieplnej o przekroju kolowym lub zbliznym do kolowego.Znany jest tlok silnika spalinowego wykonany na przyklad ze stopu aluminium, w którym jest umieszczony na przyklad w czasie odlewania tlo¬ ka pierscien z materialu o znacznie mniejszym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej, na przy¬ klad ze stali.Umieszczony w tloku pierscien stalowy jest przy tym tak uksztaltowany, ze zmiana rozszerzalnosci cieplnej -tloka spowodowana jego zastosowaniem jest zasadniczo jednakowa na calym obwodzie tlo¬ ka. Wada tej konstrukcji jest to, ze nie mozna uzyskac róznych zmian rozszerzalnosci cieplnej w róznych kierunkach.Celem wynalazku jest opracowanie takiej kon¬ strukcji, by uzyskac w jednym kierunku zmiane rozszerzalnosci cieplnej wieksza niz w innym kie¬ runku, na przyklad prostopadlym do kierunku pierwszego.Cel ten osiagnieto wedlug wynalazku w ten spo¬ sób, ze umieszczone w elemencie konstrukcyjnym pierscienie korekcyjne z materialu o innym wspól¬ czynniku rozszerzalnosci cieplnej i ewentualnie in¬ nym wspólczynniku zmian temperaturowych mo¬ dulu sprezystosci niz wspólczynniki materialu ele¬ mentu maja ksztalt owalny. 2 Element konstrukcyjny zostosowany jako tlok silnika spalinowego na skutek tego, ze rozszerzal¬ nosc cieplna tloka jest w jednym kierunku wieksza niz w kierunku do niego prostopadlym, umozliwia 5 pozostawienie w kierunku zwiekszonej rozszerzal¬ nosci cieplnej tloka wiekszego luzu pomiedzy tlo¬ kiem a gladzia cylindra. W efekcie dopuszczalna jest wieksza rozszerzalnosc cieplna tloka bez nie¬ bezpieczenstwa jego zatarcia. 10 Zaleta jest równiez to, ze dzieki zmniejszeniu luzu montazowego pomiedzy tlokiem a cylindrem w stanie zimnym silnika, zmniejszony zostaje halas powodowany przez pracujacy silnik.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy- 15 kladzie wykonania na rysunku na którym, fig. 1 przedstawia tlok z umieszczonym w nim pierscie¬ niem korekcyjnym w przekroju a fig. 2 tlok po zmianie ksztaltu na skutek rozszerzalnosci cieplnej.W'tloku 6 silnika spalinowego, który jest na 20 fig. 1 przedstawiony w stanie zimnym, umieszczony jest korekcyjny pierscien 8 o ksztalcie owalnym.Pierscien 8 ma dwie osie symetrii 12 i 10. W przy¬ kladowym wykonaniu tlok 6 jest wykonany ze stopu aluminium, a wykonany ze stali, owalny 25 pierscien 8 zostal umieszczony w tloku 6 podczas odlewania. Pierscien 8 jest umieszczony w tloku 6 tak, ze jego dluzsza os 12 lezy na kierunku y-y» w którym rozszerzalnosc cieplna ma byc zmniej¬ szona. Kierunek y-y zmniejszonej rozszerzalnosci 30 tloka jest zgodny z kierunkiem, na którym tlok 6011260112 3 opiera sie o gladz cylindra i jest prostopadly do osi sworznia tlokowego. Kierunek x-x zgodny z krótsza osia 10 pierscienia 8 i prostopadly do kierunku zmniejszonej rozszerzalnosci cieplnej, jest kierunkiem zwiekszonej rozszerzalnosci cieplnej. 5 Sprawdzono eksperymentalnie, co mozna zreszta wyjasnic równiez teoretycznie, ze wytyczony cel mozna osiagnac stosujac dowolny inny sposób umieszczenia owalnego pierscienia w tloku, przy czym sposoby takie sa znane i stosowane, jednak io w celu ulatwienia objasnienia wynalazku zalozo¬ no, ze owalny pierscien 8 zostal umieszczony w tlo¬ ku 6 w czasie odlewania, gdy material tloka byl w stanie plynnym.Zalózmy, ze material tloka 6 ma wspólczynnik 15 rozszerzalnosci cieplnej oraz wspólczynnik zmian temperaturowych modulu sprezystosci wieksze niz material pierscienia 8.Tlok 6 zastygajac kurczy sie bardziej niz pier¬ scien 8, przez co zostaja wytworzone w nim napre- 2(* zenia wewnetrzne.Naprezenia istniejace w tloku dla uproszczenia zastapione sa fikcyjnymi drutami naprezajacymi A i B usytuowanymi w materiale tloka 6, które daza do odksztalcenia pierscienia 8, jak pokazano 25 na fig. 1 strzalkami. Dwa druty naprezajace A, usy¬ tuowane sa naprzeciwko siebie w materiale tloku 6 po wewnetrznej stronie pierscienia 8 i reprezentu¬ ja naprezenia dzialajace równolegle do kierunku X-x. 30 Dwa inne druty naprezajace B, sa usytuowane równiez naprzeciwko siebie prostopadle do dru¬ tów A, w materiale tloka 6 na zewnatrz pierscie¬ nia 8. Druty te reprezentuja naprezania dzialajace równolegle do kierunkuy-y. 35 Jak wynika z powyzszego, w temperaturze po¬ kojowej tlok 6 znajduje sie w stanie naprezenia.Przy wzroscie temperatury naprezenia wewnetrz¬ ne w tloku 6 zmniejszaja sie co powoduje zmiane jego ksztaltu proporcjonalnie do róznych wspól- 40 czynników rozszerzalnosci cieplnej materialów tlo¬ ka i pierscienia i ewentualnie róznych wspólczyn¬ ników ich modulów sprezystosci. Na skutek nagrza¬ nia ksztalt tloka 6 zmienia sie jak pokazano na fig. 2 i tlok staje sie owalny w przekroju.Inaczej mówiac, odksztalcenie temperaturowe tlo¬ ka 6 w kierunku x-x jest wieksze niz w kierunku y-y.Chociaz wynalazek zostal opisany na przykla¬ dzie tloka silnika spalinowego ma on szerokie zasto¬ sowanie w przypadku elementów konstrukcyjnych wykonanych z materialu o duzym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej, których wymiary zmienia¬ ja sie z temperatura inaczej niz wymiary elemen¬ tów wspólpracujacych z nimi. Oprócz tloków sto¬ sowanie wynalazku jest korzystne zwlaszcza w przypadku czujników i regulatorów przeznaczo¬ nych do pracy przy znacznych zmianach tempe¬ ratury. Oczywiscie w przypadku elementu kon¬ strukcyjnego o znacznej dlugosci, zamiast jednego pierscienia korekcyjnego nalezy zastosowac kilka takich pierscieni, usytuowanych wzgledem siebie i wzgledem calego elementu symetrycznie lub nie¬ symetrycznie. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Element konstrukcyjny wewnatrz pusty lub czesciowo pusty, zwlaszcza tlok silnika spalino¬ wego, o skorygowanej rozszerzalnosci cieplnej, zna¬ mienny tym, ze ma umieszczone w elemencie kon¬ strukcyjnym pierscienie korekcyjne z materialu o innym wspólczynniku rozszerzalnosci cieplnej i ewentualnie innym wspólczynniku zmian tempe¬ raturowych modulu sprezystosci niz wspólczynniki elementu konstrukcyjnego, przy czym pierscienie te maja ksztalt owalny.

2. Element wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierscienie korekcyjne sa usytuowane wzgledem siebie symetrycznie.

3. Element wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze pierscienie korekcyjne sa usytuowane wzgledem siebie i wzgledem elementu niesymetrycznie.KI. 47 f2, 9/00 60112 MKP F 16 j ILgJ- PL PL