RU198607U1 - Forged internal combustion engine piston - Google Patents
Forged internal combustion engine piston Download PDFInfo
- Publication number
- RU198607U1 RU198607U1 RU2020111975U RU2020111975U RU198607U1 RU 198607 U1 RU198607 U1 RU 198607U1 RU 2020111975 U RU2020111975 U RU 2020111975U RU 2020111975 U RU2020111975 U RU 2020111975U RU 198607 U1 RU198607 U1 RU 198607U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stamped
- internal combustion
- insert
- combustion engine
- piston
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
- F02F3/14—Pistons having surface coverings on piston heads within combustion chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
Полезная модель представляет собой штампованный поршень двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с нирезистовой вставкой и термобарьерным керамическим покрытием. Нирезистовая вставка 1 изготавливается методом изотермической штамповки. Для этого штампуется заготовка, обрабатывается в месте под размер для нирезистовой вставки 1 с обратным конусом, потом нагревается в печи, доштамповывается, в результате получается штамповка с двумя переходами, первый - с утолщенным днищем на штампованную заготовку, а второй переход где заштамповывается вставка и происходит формирование камеры сгорания (т.е. днища поршня). На поверхности днища и юбки штампованного поршня ДВС с нирезистовой вставкой 1, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, формируется двуслойное каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие 2, толщиной 15-150 мкм. Первый (внутренний) слой покрытия, толщиной 5-100 мкм, состоит в основном из алюминия (не менее 90 мол. %) и контактирует непосредственно с металлом, из которого изготовлен поршень и головка сферы камеры ДВС. Первый слой имеет высокую твердость и износостойкость. Второй (внешний) пористый слой, толщиной 10-100 мкм, состоит из оксида алюминия, оксида кремния и оксида церия в мольной доле от 1 до 50%. Второй слой имеет высокую адгезионную прочность, стойкость к термоударам и термоциклированию, также обладает термобарьерным и каталитическим эффектом. 3 ил.The utility model is a stamped piston of an internal combustion engine (ICE) with a nirisist insert and a thermal barrier ceramic coating. N-resist insert 1 is made by isothermal stamping. To do this, a workpiece is stamped, processed in a place to fit the size for a ni-resist insert 1 with a reverse cone, then it is heated in an oven, stamped, as a result, stamping with two transitions is obtained, the first - with a thickened bottom on the stamped workpiece, and the second transition where the insert is stamped and occurs formation of the combustion chamber (i.e. the piston crown). On the surface of the bottom and skirt of a stamped piston of an internal combustion engine with a ni-resist insert 1, by the method of micro-arc (plasma electrolytic) oxidation, a two-layer catalytically active thermobarrier ceramic coating 2, 15-150 μm thick, is formed. The first (inner) coating layer, 5-100 microns thick, consists mainly of aluminum (at least 90 mol.%) And contacts directly with the metal from which the piston and the head of the sphere of the internal combustion engine chamber are made. The first layer has high hardness and wear resistance. The second (outer) porous layer, 10-100 microns thick, consists of aluminum oxide, silicon oxide and cerium oxide in a molar fraction of 1 to 50%. The second layer has high adhesive strength, resistance to thermal shock and thermal cycling, and also has a thermal barrier and catalytic effect. 3 ill.
Description
Полезная модель относится к двигателестроению, а в частности к штампованным поршням двигателя внутреннего сгорания (ДВС).The utility model relates to engine building, and in particular to stamped pistons of an internal combustion engine (ICE).
Известен штампованный поршень ДВС с установленным нирезистовым кольцедержателем (SU 1473898, МПК B21K 1/18).Known is a stamped internal combustion engine piston with an installed ni-resist ring holder (SU 1473898, IPC
Недостатком аналога является отсутствие стойкости к термоциклированию и тепловой динамической защиты.The disadvantage of the analogue is the lack of resistance to thermal cycling and thermal dynamic protection.
Известен поршень ДВС с каталитически-активным термобарьерным керамическим покрытием. На поверхности днища и юбки поршня ДВС, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, сформировано двуслойное каталитически-активное термобарьерное керамическое покрытие, толщиной мкм. (RU 155143, МПК F02F 3/12; F02B 77/02; F02B 77/11, опубл. 20.09.2015 г.)Known internal combustion engine piston with catalytically active thermal barrier ceramic coating. On the surface of the bottom and skirt of the internal combustion engine piston, by the method of micro-arc (plasma electrolytic) oxidation, a two-layer catalytically active thermal barrier ceramic coating, μm thick, is formed. (RU 155143, IPC F02F 3/12; F02B 77/02; F02B 77/11, publ. 09/20/2015)
Недостатком аналога является то, что при увеличении давления, при форсировании двигателя, происходит разрушение канавок компрессионных колец.The disadvantage of the analogue is that with increasing pressure, when the engine is forcing, the grooves of the compression rings are destroyed.
Задача стоящая перед автором состоит в создании штампованного поршня с тепловой динамической защитой, стойкого к термоциклированию и прочной вставкой с канавками для компрессионных колец.The challenge facing the author is to create a stamped piston with thermal dynamic protection, resistant to thermal cycling and a durable insert with grooves for compression rings.
Поставленная задача решается благодаря формированию на штампованном поршне керамического термобарьерного покрытия, на основе оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового оксидирования, и благодаря нирезистовой вставке, установленной методом изотермической штамповки на месте канавок под компрессионные кольца поршня.The task is solved due to the formation of a ceramic thermal barrier coating on the stamped piston, based on aluminum oxide and cerium oxide, by the method of microarc oxidation, and thanks to a ni-resist insert installed by isothermal stamping in place of the grooves for the piston compression rings.
Сущностью полезной модели является создание надежного, износостойкого штампованного поршня с тепловой динамической защитой, стойкого к термоциклированию и прочной вставкой с канавками для компрессионных колец, благодаря формированию на штампованном поршне ДВС керамического термобарьерного покрытия, на основе оксида алюминия и оксида церия, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, и благодаря нирезистовой вставки установленной методом изотермической штамповки на месте канавок под компрессионные кольца поршня.The essence of the utility model is the creation of a reliable, wear-resistant stamped piston with thermal dynamic protection, resistant to thermal cycling and a strong insert with grooves for compression rings, due to the formation of a ceramic thermal barrier coating on the stamped piston of the internal combustion engine, based on aluminum oxide and cerium oxide, using the microarc (plasma electrolytic ) oxidation, and thanks to a ni-resist insert installed by isothermal stamping in place of the grooves for the piston compression rings.
На фиг. 1 изображен штампованный поршень ДВС (в разрезе) с термобарьерным керамическим покрытием и нирезистовой изотермической вставкой, с канавкой под одно (верхнее) компрессионное кольцо. In FIG. 1 shows a stamped internal combustion engine piston (in section) with a thermal barrier ceramic coating and a non-resist isothermal insert, with a groove for one (upper) compression ring.
На фиг. 2 изображен штампованный поршень ДВС (в разрезе) с термобарьерным керамическим покрытием и нирезистовой изотермической вставкой, с канавкой под два (верхнее и нижнее) компрессионных кольца. In FIG. 2 shows a stamped internal combustion engine piston (in section) with a thermal barrier ceramic coating and a non-resist isothermal insert, with a groove for two (upper and lower) compression rings.
На фиг. 3 изображен внешний вид штампованного поршня ДВС с термобарьерным керамическим покрытием и нирезистовой изотермической вставкой, с канавкой под два (верхнее и нижнее) компрессионных кольца. In FIG. 3 shows the external view of a stamped internal combustion engine piston with a thermal barrier ceramic coating and a non-resist isothermal insert, with a groove for two (upper and lower) compression rings.
Штампованные поршни с нирезистовой вставкой под верхней или верхней и нижней компрессионные кольца, могут использоваться в двигателях, в зависимости от степени их нагрузки. Так, например, в бензиновых двигателях легковых автомобилей, используется штампованный поршень ДВС с нирезистовой вставкой, только под верхнее компрессионное кольцо, а в дизельных двигателях грузовых автомобилей, используется штампованный поршень ДВС с нирезистовой вставкой под верхнее и нижнее компрессионное кольцо. Forged pistons with a non-resist insert under the upper or upper and lower compression rings can be used in engines, depending on the degree of their load. So, for example, in gasoline engines of passenger cars, a stamped internal combustion engine piston with a non-resist insert is used, only under the upper compression ring, and in diesel engines of trucks, a stamped internal combustion engine piston with a non-resist insert under the upper and lower compression ring is used.
Реализация полезной модели:Implementation of the utility model:
Нирезистовая вставка 1, изготавливается методом изотермической штамповки. Для этого штампуется заготовка, обрабатывается в месте под размер для нирезистовой вставки 1 с обратным конусом, потом нагревается в печи, доштамповывается, в результате получается штамповка с двумя переходами, первый с утолщенным днищем на штампованную заготовку, а второй переход где заштамповывается вставка и происходит формирование камеры сгорания (т.е. днища поршня). Такой метод штамповки обеспечивает получение точных заготовок из легких сплавов, в частности, алюминиевых сплавов, также обеспечивает получение заготовок со сложным профилем, в том числе, с тонкими стенками, ребрами, элементами ассимметрии и т.п. Это оказывается возможным за счет создания в штамповом инструменте условий близких к изотермическим. При этом пластичность деформируемого материала существенно повышается; сопротивление материала деформированию – понижается. Получаемые заготовки характеризуются повышенными механическими свойствами, хорошей проработкой микроструктуры и минимальными припусками на последующую обработку резанием.N-resist insert 1, made by isothermal stamping. To do this, a workpiece is stamped, processed in a place to match the size for a ni-
На поверхности днища и юбки штампованного поршня ДВС с нирезистовой вставкой 1, методом микродугового (плазменного электролитического) оксидирования, формируется двуслойное термобарьерное керамическое покрытие 2, толщиной 15-150 мкм. Первый (внутренний) слой покрытия, толщиной 5-100 мкм., состоит в основном из алюминия (не менее 90 мол. %) и контактирует непосредственно с металлом из которого изготовлен поршень и головка сферы камеры ДВС. Первый слой имеет высокую твердость и износостойкость. Второй (внешний) пористый слой, толщиной 10-100 мкм., состоит из оксида алюминия, оксида кремния и оксида церия в мольной доле от 1 до 50%. Второй слой имеет высокую адгезионную прочность, стойкость к термоударам и термоциклированию, также обладает термобарьерным и каталитическим эффектом. Дополнительно покрытие может содержать оксиды меди и магния, и являться каталитически-активным.On the surface of the bottom and skirt of the stamped piston of an internal combustion engine with a ni-
Техническим эффектом от использования штампованного поршня ДВС с нирезистовой вставкой и термобарьерным керамическим покрытием, является:The technical effect of using a stamped internal combustion engine piston with a non-resist insert and a thermal barrier ceramic coating is:
- повышения температуры в камере сгорания;- temperature rise in the combustion chamber;
- увеличение полноты сгорания топлива;- increasing the completeness of fuel combustion;
- снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду;- reducing the level of emissions of carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and hydrocarbons into the environment;
- уменьшение тепловой нагрузки на систему охлаждения и другие детали двигателя;- reducing the heat load on the cooling system and other engine parts;
- увеличение КПД ДВС;- increasing the efficiency of the internal combustion engine;
- повышение надежности, износостойкого и эффективности работы штампованных поршней ДВС;- increasing the reliability, wear-resistant and efficiency of the forged internal combustion engine pistons;
- снижение общего веса и инерционности двигателя, по сравнению с двигателями со стальными и составными поршнями.- reduction of the overall weight and inertia of the engine, compared to engines with steel and composite pistons.
Таким образом, поставленная перед автором задача, выполнена.Thus, the task assigned to the author has been completed.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020111975U RU198607U1 (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Forged internal combustion engine piston |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020111975U RU198607U1 (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Forged internal combustion engine piston |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198607U1 true RU198607U1 (en) | 2020-07-20 |
Family
ID=71616310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020111975U RU198607U1 (en) | 2020-03-24 | 2020-03-24 | Forged internal combustion engine piston |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198607U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94027088A (en) * | 1994-07-21 | 1996-07-10 | Хаюров С.С. | Light alloys piston for internal-combustion engine and method of its production |
EP1170470B1 (en) * | 1994-11-24 | 2004-10-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
US20130025561A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Dieter Gabriel | Bowl rim and root protection for aluminum pistons |
RU155143U1 (en) * | 2014-10-09 | 2015-09-20 | Дмитрий Александрович Лебедев | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. |
-
2020
- 2020-03-24 RU RU2020111975U patent/RU198607U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94027088A (en) * | 1994-07-21 | 1996-07-10 | Хаюров С.С. | Light alloys piston for internal-combustion engine and method of its production |
EP1170470B1 (en) * | 1994-11-24 | 2004-10-06 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine |
US20130025561A1 (en) * | 2011-07-28 | 2013-01-31 | Dieter Gabriel | Bowl rim and root protection for aluminum pistons |
RU155143U1 (en) * | 2014-10-09 | 2015-09-20 | Дмитрий Александрович Лебедев | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9957916B2 (en) | Internal combustion engine | |
US20160319767A1 (en) | Cylinder liner of an internal combustion engine | |
JP2013194561A (en) | Compression self ignition engine | |
CN109595092A (en) | A kind of method for supporting of piston and piston ring groove | |
Essig et al. | Diesel engine emissions reduction—the benefits of low oil consumption design | |
RU198607U1 (en) | Forged internal combustion engine piston | |
CN101614278A (en) | A kind of carbon material and metallic material built-up piston | |
CN106795831B (en) | Internal combustion engine | |
CN200982238Y (en) | Automobile engine piston employing agile fuel | |
JP6036542B2 (en) | Piston and internal combustion engine | |
Zucchetto et al. | An assessment of the performance and requirements for" adiabatic" engines | |
US5743171A (en) | Oil control ring and groove arrangement for improved blowby control | |
RU153474U1 (en) | SPHERE OF THE HEAD OF THE CYLINDER OF THE COMBUSTION CHAMBER OF ICE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMOBARRIER CERAMIC COATING | |
RU155143U1 (en) | PISTON OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH CATALYTIC-ACTIVE THERMAL BARRIER CERAMIC COATING. | |
JP3019529B2 (en) | Piston with combustion chamber | |
CN109519298B (en) | Combined piston | |
CN202690244U (en) | Anti-leakage sealing piston ring | |
JP2013194559A (en) | Compression self ignition engine | |
CN208441935U (en) | The steel pistons of gas machine | |
CN110307102B (en) | Piston with micro-texture heat-insulating coating and manufacturing method thereof | |
Marchenko et al. | Cordunum pistons increase diesel engine economy and reliability | |
CN109519538A (en) | For improving the technique cylinder head of four-cylinder cylinder holes deformation and the method for honing cylinder holes | |
FI126955B (en) | FE-based composition, pre-chamber component, and method for manufacturing the pre-chamber component | |
Raja et al. | Analysis of the Temperature Variation of Bizarre Thermal Barrier Coatings and their impacts on Engine | |
CN113137316B (en) | Piston for internal combustion engine and method for producing same |