RU2696518C1 - Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine - Google Patents

Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
RU2696518C1
RU2696518C1 RU2018124140A RU2018124140A RU2696518C1 RU 2696518 C1 RU2696518 C1 RU 2696518C1 RU 2018124140 A RU2018124140 A RU 2018124140A RU 2018124140 A RU2018124140 A RU 2018124140A RU 2696518 C1 RU2696518 C1 RU 2696518C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
insert
head
internal combustion
bimetallic
cylinder head
Prior art date
Application number
RU2018124140A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Федорович Дорохов
Василий Владимирович Шахов
Павел Александрович Дорохов
Александр Александрович Будин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "АГТУ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "АГТУ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет" ФГБОУ ВО "АГТУ"
Priority to RU2018124140A priority Critical patent/RU2696518C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696518C1 publication Critical patent/RU2696518C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention can be used in production of piston internal combustion engines, in particular, in design of covers of cylinders of forced internal combustion engines (ICE). Device of bimetallic bottom of cylinder head (1) of ICE comprises bimetallic head (1) and metal insert (2). In the upper part of insert (2) along the whole surface there are longitudinal and transverse stiffeners (3). Insert (2) is made of steel and passes through holes of attachment of head (1) to cylinder block.
EFFECT: reduced temperature deformation and higher strength and reliability of the structure.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания, в частности к конструкциям крышек цилиндров форсированных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to piston internal combustion engines, in particular to the cylinder head structures of forced internal combustion engines (ICE).

Известна биметаллическая головка цилиндров дизеля, содержащая алюминиевый корпус и чугунную вставку, расположенную в днище головки цилиндров, в которой со стороны плоскости контакта с материалом головки цилиндров в зоне расположения отверстия для выхода распылителя форсунки выполнена выточка в форме усеченного конуса или части сферы (см. АС СССР №1666795, 1989 г.). Однако, из-за высокой деформации при тепловом расширении головки может происходить разрушение.A bimetallic cylinder head of a diesel engine is known, comprising an aluminum body and a cast-iron insert located at the bottom of the cylinder head, in which a recess is made in the form of a truncated cone or part of a sphere from the plane of contact with the material of the cylinder head in the area of the hole for the nozzle nozzle exit (see AC USSR No. 1666795, 1989). However, due to the high deformation during thermal expansion of the head, destruction can occur.

Самым близким по технической сути является устройство биметаллического днища головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащее алюминиевый корпус и чугунную вставку, с полукруглыми углублениями (см. патент RU №2 456 465,2011 г.).The closest in technical essence is the device of the bimetallic bottom of the cylinder head of the internal combustion engine, containing an aluminum body and a cast-iron insert, with semicircular recesses (see patent RU No. 2 456 465,2011).

Однако чугунная вставка, расположенная в днище головки, и замыкающая один цилиндр подвергается большим напряжениям деформации ввиду теплового расширения головки и нагрузки от расширяющихся газов, что может приводить к разрушению конструкции головки цилиндров.However, a cast-iron insert located in the bottom of the head and closing one cylinder is subjected to high strain stresses due to thermal expansion of the head and the load from expanding gases, which can lead to destruction of the cylinder head design.

Техническая задача - создание усовершенствованного днища биметаллической головки двигателя внутреннего сгорания с увеличенной прочностью.The technical task is to create an improved bottom of the bimetallic head of an internal combustion engine with increased strength.

Технический результат - повышение прочности, жесткости, надежности устройства путем усовершенствования конструкции.The technical result is an increase in strength, rigidity, reliability of the device by improving the design.

Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем биметаллическую головку и металлическую вставку, в верхней части вставки по всей поверхности выполнены продольные и поперечные ребра жесткости, вставка изготовлена из стали и проходит через отверстия крепления головки к блоку цилиндров.It is achieved by the fact that in the known device containing a bimetallic head and a metal insert, longitudinal and transverse stiffeners are made over the entire surface in the upper part of the insert, the insert is made of steel and passes through the holes of the head to the cylinder block.

Вставка изготавливается из стали и в зависимости от конструктивных особенностей ДВС, замыкает более одного цилиндра. В результате нагрева и ввиду различной температурной деформации вставки и алюминиевой основы головки ДВС продольные и поперечные ребра позволяют уменьшить деформации алюминиевой основы головки ДВС и повышают прочность и жесткость конструкции.The insert is made of steel and, depending on the design features of the internal combustion engine, closes more than one cylinder. As a result of heating and due to different temperature deformations of the insert and the aluminum base of the ICE head, the longitudinal and transverse ribs can reduce the deformation of the aluminum base of the ICE head and increase the strength and rigidity of the structure.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже (Фиг. 1 - вид в разрезе, Фиг. 2 - в аксонометрии). Устройство содержит биметаллическую головку цилиндров 1 со стальной вставкой 2 и продольными и поперечными ребрами жесткости 3 в верхней части по всей поверхности вставки.The proposed device is shown in the drawing (Fig. 1 is a sectional view, Fig. 2 is a perspective view). The device comprises a bimetallic cylinder head 1 with a steel insert 2 and longitudinal and transverse stiffeners 3 in the upper part over the entire surface of the insert.

Устройство работает следующим образом. Головка цилиндров неравномерно нагревается. Ввиду различных коэффициентов температурного расширения алюминия и стали возникают высокие напряжения в области контакта различных материалов. Ребра жесткости 3, расположенные в верхней части вставки 2, удерживают алюминий в процессе расширения, тем самым снизив напряжение в области контакта различных материалов. Сама вставка с ребрами жесткости (Фиг. 2) изготавливается штамповкой или фрезерованием на станке ЧПУ. После чего вставка обезжиривается и подвергается процессу алитирования в течении 40-60 минут для диффузионного проникновения алюминия в материал вставки. Затем вставка помещается в форму для изготовления головки цилиндров, в которой стержни для клапанов являются базой (не показано) на которые вставка устанавливается через клапанные отверстия 4, выполнены во вставке и заливается алюминиевым сплавом.The device operates as follows. The cylinder head heats up unevenly. Due to the different coefficients of thermal expansion of aluminum and steel, high stresses arise in the contact area of various materials. Stiffening ribs 3, located in the upper part of the insert 2, hold aluminum in the expansion process, thereby reducing stress in the contact area of various materials. The insert itself with stiffeners (Fig. 2) is made by stamping or milling on a CNC machine. After that, the insert is degreased and subjected to an aliasing process for 40-60 minutes for diffusion penetration of aluminum into the material of the insert. Then the insert is placed in the mold for the manufacture of the cylinder head, in which the valve stems are the base (not shown) onto which the insert is installed through the valve openings 4, made in the insert and filled with aluminum alloy.

Предлагаемое устройство - огневое днище головки цилиндров с вставкой из стали, замыкающей более одного цилиндра, позволяет повысить прочность и надежность конструкции биметаллической головки цилиндров.The proposed device is the fire bottom of the cylinder head with an insert of steel that closes more than one cylinder, which improves the strength and reliability of the design of the bimetallic cylinder head.

Источники информацииInformation sources

1. АС СССР №1666795, 1989 г.1. AS of the USSR No. 1666795, 1989

2. патент RU 2 456 465,2011 г. (прототип).2. patent RU 2 456 465,2011, (prototype).

Claims (1)

Устройство биметаллического днища головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащая биметаллическую головку и металлическую вставку, отличающееся тем, что в верхней части вставки по всей поверхности выполнены продольные и поперечные ребра жесткости, вставка изготовлена из стали и проходит через отверстия крепления головки к блоку цилиндров.The device of the bimetallic bottom of the cylinder head of an internal combustion engine, containing a bimetallic head and a metal insert, characterized in that longitudinal and transverse stiffeners are made over the entire surface of the insert along the entire surface, the insert is made of steel and passes through the holes for fastening the head to the cylinder block.
RU2018124140A 2018-07-02 2018-07-02 Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine RU2696518C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124140A RU2696518C1 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018124140A RU2696518C1 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696518C1 true RU2696518C1 (en) 2019-08-02

Family

ID=67586588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018124140A RU2696518C1 (en) 2018-07-02 2018-07-02 Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696518C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1666795A1 (en) * 1989-07-03 1991-07-30 Дагестанский Политехнический Институт Diesel engine cylinder head made of aluminium alloy
JPH03210961A (en) * 1990-01-12 1991-09-13 Toyota Motor Corp Manufacture of cylinder head
JP3210961B2 (en) * 1997-04-15 2001-09-25 北海道大学長 Measuring device for exchange interaction force
RU2456465C1 (en) * 2011-01-13 2012-07-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (ФГОУ ВПО АГТУ) Bimetallic bottom of internal combustion engine cylinder head

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1666795A1 (en) * 1989-07-03 1991-07-30 Дагестанский Политехнический Институт Diesel engine cylinder head made of aluminium alloy
JPH03210961A (en) * 1990-01-12 1991-09-13 Toyota Motor Corp Manufacture of cylinder head
JP3210961B2 (en) * 1997-04-15 2001-09-25 北海道大学長 Measuring device for exchange interaction force
RU2456465C1 (en) * 2011-01-13 2012-07-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (ФГОУ ВПО АГТУ) Bimetallic bottom of internal combustion engine cylinder head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107524541B (en) High-efficiency piston
US5230148A (en) Method for the manufacture of a cooled engine piston head
US4495684A (en) Process of joining a ceramic insert which is adapted to be embedded in a light metal casting for use in internal combustion engines
US9951712B2 (en) Internal combustion engine with interbore cooling
US4939984A (en) Investment-cast piston crown cap with encapsulated non-metallic insulating core
KR20140034212A (en) Cylinder liner and structural unit consisting of at least one cylinder liner and a crankcase
JP2009243386A (en) Cylinder liner and cylinder block
US20100263619A1 (en) Cylinder sleeve for an internal combustion engine and block of cylinders which are equipped with one such sleeve
JP5162655B2 (en) Piston for internal combustion engine
JP2019506567A (en) Cavityless piston with improved pocket cooling
US1857077A (en) Internal combustion engine
KR890000752B1 (en) Component for 60r internal combustion engines and a process for it's production
RU2696518C1 (en) Device for bimetallic bottom of cylinder head of internal combustion engine
US1710136A (en) Composite aluminum to steel cylinder construction
JP6475682B2 (en) Crosshead type 2-stroke engine cylinder liner
US10634087B2 (en) Cylinder block for internal combustion engine
JP6493987B2 (en) Cylinder, liner and crosshead type 2-stroke internal combustion engine
US5924472A (en) Method of producing a piston through casting
JP2008522085A (en) Piston for internal combustion engine
US10690247B2 (en) Galleryless short compression insulated steel piston
KR102077376B1 (en) A four-stroke internal combustion engine and a piston therefor
US2028434A (en) Device for effectively dissipating heat from machine parts
US10947924B2 (en) Engine exhaust valve shield
RU151789U1 (en) HEAD OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER BLOCK WITH LIQUID COOLING
RU155198U1 (en) INTERNAL COMBUSTION ENGINE CYLINDER HEAD