SU1219836A1 - Поршень из алюминиевого сплава дл двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  -к машино строению, а именно к двигателестрое нию, и может быть применено в поршн х двигателей внутреннего сгорани  с упрочненной кромкой камеры сгорани .

Цель изобретени  - повышение надежности .

На фиг. 1 показан поршень с упрочненой кромкой камеры сгорани } на фиг. 2 то же, с полостью охлаждени , выполненной в головке и накладке, на фиг. 3 - то же, с полостью охлаждени , выполненной в головке и вставкеj на фиг. 4 - то же, с полостью охлаждени , вьтолненной в головке, вставке и накладке; на фиг. 5 - то же, жаропрочна  вставка которого снабжена кольцевым выступом j на фиг. 6 - то же, с кольцевым выступом на вставке и накладке} на фиг. 7 - то же, с полостью охлаждени  в .головке, одной из стенок которой  вл етс  накладка| на фиг. 8 то же, с полостью охлаждени , в головке верхн   стенка которой образована вставкой; на фиг. 9 - то же, с полостью охлаждени  в головке, верхн   стенка которой образована вставкой и накладкой.

В головке поршн  1 с камерой 2 сгорани  в зоне кромки камеры 2 сгорани  имеетс  кольцева  жаропрочна  вставка 3, котора  прикреплена к корпусу поршн  1 совместно с накладкой 4 по конусной границе , раздела 5. Кроме того, в головке поршн  1 может быть выполнена полос 6 дл  охлаждени , причем часть поверхности накладки 4 или вставки 3, или поверхность накладки и вставки одновременно могут быть частью поверхности полости 6 дл  охлаждени  (. 7-9), или часть полости 6 может располагатьс  в накладке 4 или вставке 3, или вставке и накладке одновременно (фиг. 2-4). Кроме того кольцева  вставка 3 может иметь выступ 7 в полость 6 охлаждени  или выступ образуют вставкой 3 и накладкой 4 одновременно (фиг. 5 и 6)

Сборка происходит в следующей последовательности. На центрирующий буртик поршн  1 надеваетс  медна  кольцева  вставка 3, а затем накладка 4, которую изготавливают так, что при сборке конические поверхности соприкасаютс ,

нижн   поверхность накладки не соприкасаетс  с поверхностью днища поршн , и остаетс  зазор 0,05-0,1 мм. Наличие зазора при сварке с нагревом и пЕ иложением давлени  обеспечивает пластическую деформацию на границе между накладкой и кольцевой вставкой. Все детали перед сборкой обезжиривают и защищают. После

сборки поршень- устанавливают в вакуумную камеру, откачивают воздух, производ т нагрев до 500°С и на накладку сверху прилагают давление 50-60 кгс/см. В результате нагрева и давлени  происходит пластическа  деформаци  по границе конусного соединени  между накладкой 4 и вставкой 3 до тех пор, пока не происходит соприкосновение накладки с

поршнем.

Выдержка под давлением и при температуре в течение нескольких минут обеспечивает протекание диффузионных процессов, характерных

дл  диффузионной сварки. Врем  выдержки , нагрев и давление выбираютс  такими, что обеспечиваетс  диффузионна  сварка и сводитс  к минимуму образование интерметал- лидов на границе соединени  алюми

НИИ-медь.

Выполнение креплени  кольцевой вставки к поршню совместно с накладкой из алюминиевого сплава (материала поршн ), имеющих конусную границу соединени , обеспечивает надежную работу поршн . Так как накладка выполнена из материала поршн , то она достаточно прочно и качественно привариваетс  к поршню без образовани  хрупкой интер- металлидной прослойки на границе сварки. При сварке накладки со вставкой и вставки с поршнем возможно образование интерметаллид- ной прослойки, что характерно дл  алюмкгниевых сплавов при сварке с другими материалами (медь, сталь). Интерметаллидна  прослойка по границе сплавлени   вл етс  хрупкой - и склонной к разрушению при знакопеременной нагрузке. Однако наличие конусной границы соединени  вставки с накладкой преп тствует отрыву

вставки от поршн  при образовании трещин и других дефектов по границе сварки разнородных металлов и, соот ветственно, аварии двигател .

Дл  снижени  температуры в головке поршн  у форсированных двиг телей в корпусе поршн  целесообразно выполн ть перед сваркой полость охлаждени , причем в зависимости от конструкции поршн , его форсиров- ки полость располагают так, что улучшаетс  теплоотвод от вставки. В этом случае часть поверхности встаьки  вл етс  частью поверхности полости .дл  охлаждени . Дл  каждого конкретного случа  выбираетс  определенна  форма выполнени  и расположени  полости охлаждени  и вставки.

Дл  дизел  Д240 диаметром 110 м с камерой сгорани  типа ЦНИДИ поршень изготовл ют из трех частей: из сплава Ал25 (поршень 1), медной вставки 3 и накладки 4 из сплава Ал25 и соедин ют в целое диффузионной сваркой. Дл  этого поршень 1 изготавливают на 5 мм короче и обтачивают с припуском 1,5-2,5 мм по боковой поверхности.

в центре заготовки поршн  1 при проточке торцовой части со стороны камеры 2 сгорани  оставл етс  центрирующий буртик диаметром 35 мм (дл  установки на не.го кольцевой вставки 3 при сварке). При окончательной механической обработке камеры его- ранн  буртик срезаетс .

Кольцевую вставку 3 толщиной

5 мм штампуют из медного листа и обтачивают: внутренний диаметр 35 мм дл  посадки на центрирующий буртик в поршне 1, наружна  поверхность коническа  с углом при основании корпуса 45 и диаметром основани  60 мм.

Накладку 4 отливают из материала поршн  (сплав Ал25) в виде кольца и протачивают внутреннее отверстие

коническое, соразмерное с наружной поверхностью кольцевой вставки 3, наружный ,диаметр, соразмеренный с поршнем 1.

После чего производ т сборку

деталей.

Фиг. 2

Фмг.5

ШФмг .4

Фиг. 5

Фаг. 6

Фиг. 7

Фиг:в

Редактор О.Головач

Составитель В.Лобанов Техред А.Алиев

Заказ 1308/45

Тираж 523Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Фиг. 9

Корректор Е.Сирохман

Claims (6)

1. ПОРШЕНЬ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий камеру сгорания, выполненную в головке, и кольцеобразную жаропрочную вставку, сопряженную по наружной поверхности с ее горловиной, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности, поршень содержит кольцевую накладку с центральным отверстием, выполненную из материала поршня, внутренняя поверхность отверстия выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого обращено в сторону камеры сгорания, и жа ропрочная вставка размещена в отверстии накладки и жестко связана с последней и с головкой, причем наружная поверхность вставки выполнена в соответствии с внутренней поверхностью накладки.

2. Поршень по π. 1, о т л и чайщийся тем, что он дополнительно снабжен кольцевой полостью охлаждения.

3. Поршень поп. 2, отличающийся тем, что часть полости охлаждения выполнена в головке, а часть - в накладке.

4. Поршень поп. 2, отличающийся тем, что часть полости охлаждения выполнена в головке, а часть - в жаропрочной вставке.

5. Поршень поп. 2, отличающийся тем, что части полости охлаждения выполнены в головке, во вставке и накладке.

6. Поршень.по пп. 2-5, о т л ич ающий ся тем, что накладка или вставка снабжены кольцевым выступом, размещенным в полости охлаждения.