RU2064065C1

RU2064065C1 - Sectional piston for internal combustion engine

Info

Publication number: RU2064065C1
Application number: RU93032399A
Authority: RU
Inventors: Л.Ф. Фокин; М.М. Коровко
Original assignee: Акционерное общество "Тутаевский моторный завод"
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1996-07-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; engines. SUBSTANCE: piston has steel detachable cover, clamping bolts whose heads are arranged in cover circular groove and stems, in radial grooves of cover. Bolts pass through holes in piston body and press cover to cast iron insert. Semispherical bimetallic thin-walled shell has steel base with antifriction coating. Shell is placed in semispherical seat of insert, thrusting with end face surface against end face of retainers installed in spherical bearing cap. EFFECT: enhanced quality of piston. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции сборных поршней двигателей внутреннего сгорания, имеющих шатуны со сферическими головками на концах. The invention relates to the field of engineering, in particular to the design of prefabricated pistons of internal combustion engines having connecting rods with spherical heads at the ends.

Известны различные конструкции сборных поршней, используемых в двигателях внутреннего сгорания, имеющих в качестве шарнирных соединений поршня с шатуном как цилиндрические, так и сферические опорные поверхности, участвующие в передаче усилий через шатун к валу. При всем разнообразии конструкций все поршни могут быть разделены на 3 основные группы. There are various designs of prefabricated pistons used in internal combustion engines having both cylindrical and spherical bearing surfaces participating in the transmission of forces through the connecting rod to the shaft as swivel joints of the piston with the connecting rod. With all the variety of designs, all pistons can be divided into 3 main groups.

1. Поршни, накладки которых и крышки опорных поверхностей крепятся к алюминиевому корпусу с помощью болтовых соединений и практически не подвергаются тепловым нагрузкам. 1. Pistons, the linings of which and the covers of the bearing surfaces are attached to the aluminum body by means of bolted joints and are practically not subjected to thermal loads.

2. Поршни, накладки которых и крышки опорных поверхностей стягиваются о алюминиевым корпусом с помощью шпилек, имеющих резьбу на обоих концах. При этом шпильки подвержены значительным тепловым напряжениям, особенно в местах резьб. 2. Pistons, the linings of which and the covers of the supporting surfaces are pulled together by an aluminum body with the help of studs with threads on both ends. In this case, the studs are subject to significant thermal stresses, especially in places of threads.

3. Поршни, накладки которых притягиваются к корпусу через шпильки, а крышки опорных поверхностей болтами. См. заявки: ФРГ N 3214093, F 02 F 3/14, 1983, Великобритания N 2198210, F 02 F 3/00, СССР а.с. 1394777, F 02 F 3/00, а.c. 1550990 F 02 F 3/12, а.с. 1563309 F 02 F 3/02,
Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение до конструкции поршня авиационного дизельного двигателя с наклонными шайбами (заявка РСТ W 86/06136), F 02 В 75/26, 1986 г.3. Pistons, the linings of which are attracted to the body through the studs, and the covers of the supporting surfaces with bolts. See applications: Germany N 3214093, F 02 F 3/14, 1983, Great Britain N 2198210, F 02 F 3/00, USSR A.S. 1394777, F 02 F 3/00, a.c. 1550990 F 02 F 3/12, a.s. 1563309 F 02 F 3/02,
Closest to the claimed invention is a technical solution to the design of the piston of an aircraft diesel engine with inclined washers (PCT application W 86/06136), F 02 B 75/26, 1986

Поршень данного двигателя содержит алюминиевый корпус, стальную накладку, чугунную вставку, сферическую опору, сухари, установленные в крышку сферического подшипника и крепежные шпильки, которые стягивают накладку поршня, чугунную вставку и крышку между собой. The piston of this engine contains an aluminum casing, a steel plate, a cast iron insert, a spherical support, crackers installed in the spherical bearing cover and mounting studs that tighten the piston plate, the cast iron insert and the cover together.

Представленное в качестве прототипа конструкторское решение сборного поршня имеет следующие недостатки. Presented as a prototype, the design decision of the combined piston has the following disadvantages.

1. При такой конструкции поршня в шпильках возникают тепловые напряжения, а резьба на их концах становится существенным концентратом напряжений. 1. With this design of the piston, thermal stresses occur in the studs, and the thread at their ends becomes a significant stress concentrate.

2. Конструкция сферического подшипника с учетом требований исполнения, монтажа и ремонта не может обеспечить долговременную работу. 2. The design of a spherical bearing, taking into account the requirements of execution, installation and repair, cannot ensure long-term operation.

Для устранения указанных недостатков авторами предлагается составной поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий съемную накладку, корпус с чугунной вставкой, в которой выполнено полусферическое гнездо для размещения сферического подшипника головки шатуна, и крышку подшипника с установленными в ней сухарями, причем накладка, корпус и крышка связаны общими сквозными элементами, поршень снабжен полусферическим тонкостенным биметаллическим вкладышем, установленным в гнезде вставки с упором в сухари крышки подшипника, крепежные элементы выполнены в виде болтов, а накладка выполнена с кольцевой проточкой для размещения головок болтов и радиальными пазами для прохода последних. To address these shortcomings, the authors propose a composite piston for an internal combustion engine containing a removable cover, a housing with a cast-iron insert, in which a hemispherical seat is made to accommodate the spherical bearing of the connecting rod head, and a bearing cover with crackers installed in it, the cover, housing and cover being connected common through elements, the piston is equipped with a hemispherical thin-walled bimetallic liner installed in the insert socket with emphasis in the crackers of the bearing cover, crepe The main elements are made in the form of bolts, and the overlay is made with an annular groove for accommodating the bolt heads and radial grooves for the passage of the latter.

На чертеже представлен поперечный разрез составного поршня. Поршень состоит из стальной накладки 1, стяжных болтов 2, головки которых размещены в кольцевой проточке накладки, а стержни в ее радиальных пазах. Болты проходят через сквозные отверстия корпуса поршня 3 и притягивают накладку к чугунной вставке 4. Полусферический биметаллический тонкостенный вкладыш 5 имеет стальную основу с антифрикционным покрытием и установлен в полусферическом гнезде вставки, а своей торцевой поверхностью упирается в торец сухарей 6, установленных в крышку 7 сфереческого подшипника. The drawing shows a cross section of a composite piston. The piston consists of a steel plate 1, coupling bolts 2, the heads of which are placed in the annular groove of the plate, and the rods in its radial grooves. The bolts pass through the through holes of the piston housing 3 and attract the pad to the cast-iron insert 4. The hemispherical bimetallic thin-walled liner 5 has a steel base with an antifriction coating and is installed in the hemispherical socket of the insert, and abuts against the end face of crackers 6 installed in the cover 7 of the spherical bearing .

При монтаже и во время работы вкладыш 5 при такой конструкции имеет возможность самоустанавливаться в гнезде вставки, что исключает влияние различных отклонений на долговременную работу подшипника. Во-вторых, учитывая специфику работы сферических подшипников, предусматривается высокая твердость поверхности головки шатуна (азотирование, цементация), что позволит при ремонте сферического подшипника заменить только вкладыш 5 в условиях обычных ремонтных мастерских. During installation and during operation, the liner 5 with this design has the ability to self-install in the insert socket, which eliminates the influence of various deviations on the long-term operation of the bearing. Secondly, taking into account the specifics of the operation of spherical bearings, a high hardness of the surface of the connecting rod head (nitriding, cementation) is provided, which will allow replacing only the liner 5 during the repair of a spherical bearing under the conditions of ordinary repair shops.

Claims

A composite piston for an internal combustion engine containing a removable cover, a housing with a cast-iron insert, in which a hemispherical seat is made to accommodate the spherical bearing of the connecting rod head, and a bearing cover with crackers installed in it, and the cover, housing and cover are connected through common elements, characterized in that it is equipped with a hemispherical thin-walled bimetallic liner installed in the insert socket with emphasis on the bearing cover crackers, the fasteners are made in the form of bolts, and The adka is made with an annular groove for accommodating the bolt heads and radial grooves for the passage of the latter.