SU1694961A1

SU1694961A1 - Поршень из алюминиевого сплава дл двигател внутреннего сгорани

Info

Publication number: SU1694961A1
Application number: SU904780449A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Иванович Москаленко
Original assignee: Заволжский моторный завод
Priority date: 1990-01-10
Filing date: 1990-01-10
Publication date: 1991-11-30

Abstract

Изобретение относитс к двигателест- роению, а именно к конструкци м поршней с терморегулирующими вставками. Изобретение позвол ет уменьшить вес поршн , снизить боковые нагрузки на поршень, обеспечивает посто нство тепловых зазоров между юбкой поршн и цилиндром на всех режимах работы двигател и улучшает литейные свойства поршн . Поршень содержит головку 1 с поршневыми кольцами, юбку 2, бобышки 3 с отверсти ми под поршневой палец 4. Юбка поршн имеет форму овала, мала ось которого совпадает с осью поршневого пальца, а больша его ось перпендикул рна оси поршнего пальца. В нижней части головки 1 поршн залита термо- регулирующа вставка из материала с меньшими , чем у алюмини , коэффициентами теплового расширени и теплопроводности. Вставка выполнена в виде двух сегментов, соединенных перемычками 9, отогнутыми под острым углом к вертикальной оси 10 поршн . Продольна ось терморегулирую- щей вставки совпадает с большой осью овала юбки поршн . 2 ил.

Description

Фиг.1

Изобретение относитс к двигателест- роению, а именно к конструкци м поршней из алюминиевых сплавов с терморегулиру- ющими вставками.

Поршень подбирают к цилиндру так, чтобы между юбкой и стенками цилиндра был минимальный зазор, исключающий стуки поршней в цилиндрах и прорыв масла в камеру сгорани и его угар. Но минимальные заборы между юбкой поршн и цилиндром могут привести, особенно в случае, если поршень алюминиевый большим коэффициентом теплового расширени , а гильза чугунна , к заклиниванию поршней в цилиндре на прогретом двигателе. Дл избежани заклинивани поршней принимают р д мер: овальна форма юбки поршн , при которой больша ось овала перпендикул рна оси поршневого пальца. Рабоча зона юбки поршн , т.е. зона наименьших зазоров и возможного контакта поршн с гильзой, расположена в секторах, равных примерно 45° около большой оси овала.

Известны терморегулирующие вставки, служащие дл обеспечени посто нства тепловых зазоров между алюминиевым поршнем и цилиндром на различных режимах работы двигател , примен емые на двигател х ЗМЗ. Эти вставки имеют кольцеобразную форму, переменной по длине окружности / жесткости, котора залита в ниж- нюю часть головки поршн . Вставка выполнена из материала, имеющего по сравнению с алюминием меньший коэффициент теплового расширени и больший модуль упругости, поэтому она преп тствует расширению юбки поршн на гор чем двигателе , За счет того, что материал вставки имеет меньшую теплопроводность, она преп тствует передаче тепла от головки поршн к юбке.

Недостатком такой кольцевой §ставки поршн вл етс то, что она увеличивает вес поршн , а это приводит к увеличению сил инерции кривошипно-шатунного механизма ДВС и, в конечном итоге, к увеличению износа деталей двигател . Кроме того, эта вставка преп тствует передаче тепла от головки поршн к бобышкам под поршневой палец, так как именно над бобышками она имеет сплошную часть. Желательным же вл етс передача тепла к бобышкам, которые могут расшир тьс внутрь поршн , не искажа геометрии юбки поршн .

Кроме того, кольцо вставки оказывает большое сопротивление потоку металла при отливке поршн , что может быть причиной раковин и пустот в отливке поршн .

Цель изобретени - обеспечение посто нства заданных тепловых зазоров между

поршнем и цилиндром при различных режимах работы ДВС, снижение веса и улучшение литейных свойств поршн - достигаетс тем, что в алюминиевом поршне дл ДВС,

содержащем головку, юбку, имеющую в поперечном сечении форму овала, больша ось которого перпендикул рна оси поршневого пальца; бобышки с отверсти ми под поршневой палец и терморегулирующую

0 вставку, залитую в нижнюю часть головки поршн и выполненную из материала с меньшими, чем у алюмини коэффициентами теплового расширени и теплопроводности и большим модулем упругости,

5 терморегулирующа вставка выполнена в виде двух цилиндрических сегментов, параллельных образующей поверхности юбки и соединенных перемычками, отогнутыми под острым углом к вертикальной оси поршн , причем продольна ось терморегулиру0 ющей вставки совпадает с продольной осью овала юбки поршн .

Предлагаема терморегулирующа вставка имеет меньший вес, так как часть кольца заменена пр молинейными пере5 мычками (хордами). Таким образом снижаетс вес поршн , инерционные нагрузки на детали ДВС и износ деталей ДВС.

Поскольку сегментные участки не проход т над бобышками под поршневой па0 лец, они не преп тствуют передаче тепла к бобышкам, которые могут расшир тьс внутрь поршн . Наоборот, сегментные участки вставки расположены над рабочими зо- нами юбки поршн и преп тствуют

5 передаче тепла к ним и деформации юбки поршн в рабочих зонах. Сегменты вставки создают меньшее сопротивление потоку металла при отливке поршн , чем полное кольцо прежней вставки, обеспечива более

0 свободный пролив к юбке поршн , чем полное кольцо прежней вставки, обеспечива более свободный пролив к юбке поршн , снижа возможность недолива и раковин в поршне.

5 Дл уменьшени боковых нагрузок на поршень, вли ющих на его износ и износ поршневых колец, желательно максимально удлинить шатун, что при сохранении общих габаритов двигател по высоте возможно за

0 счет максимального приближени поршневого пальца к маслосъемному кольцу. Прежн кольцева форма терморегулирующей вставки не давала такой возможности, так как кольцева вставка проходила в зоне от5 верстий под поршневой палец.

Предлагаема конструкци терморегулирующей вставки позвол ет максимально приблизить поршневой палец к маслосъемному кольцу (т.е. удлинить шатун), так как в

зоне отверстий под поршневой палец наход тс отогнутые перемычки-вставки, которые согласно конструкции расположены выше, т.е. дальше от оси поршневого пальца .

На фиг.1 схематично изображен пред- лагаемый поршень, разрез; на фиг.2 - поршень в плоскости вставки, поперечное сечение.

Поршень имеет головку 1, юбку 2, бобышки 3 с отверсти ми под поршневой па- лец 4. Юбка поршн имеет форму овала, контур которого показан штриховой линией на фиг.2. Мала ось овала 5 совпадает с осью поршневого пальца. Больша ось овала 6 перпендикул рна оси поршневого пальца. Наименьшие зазоры между поршнем и цилиндром в рабочих зонах поршн 7, расположенных с обеих сторон от большой оси овала б юбки поршн 2, составл ющих кажда примерно 45°.

В нижнюю часть головки 1 поршн залита терморегулирующа вставка, состо ща из двух сегментов 8 и перемычек 9, отогнутых под острым углом к вертикальной оси поршн 10. Продольна ось терморегу- лирующей вставки совпадает с большой осью овала юбки поршн .

Сегменты 8 терморегулирующей вставки преп тствуют передаче тепла в рабочей зоне 7 юбки поршн , в то же врем пере- мычки 9 не преп тствуют передаче тепла в бобышки 3 поршневого пальца. И в целом это способствует сохранению геометрии юбки поршн между поршнем и цилиндром ДВС на всех режимах его работы.

Терморегулирующа вставка создает небольшое сопротивление потоку металла при отливке поршн , так как перемычки 9 терморегулирующей вставки практически не создают сопротивлени потоку металла. Перемычки 9 терморегулирующей вставки отогнуты под острым углом к оси поршн 10 дл набора их в пакеты, что облегчает их

автоматическую укладку в кокиль при заливке поршней. Перемычки 9, наход щиес в зоне отверстий под поршневой палец, расположены выше, т.е. дальше от отверстий 4 под поршневой палец, чем сегментные части 8 вставки, поэтому они позвол ют максимально приблизить поршневой палец к канавке под маслосъемное кольцо и за счет этого удлинить шатун, т.е. снизить боковые нагрузки на поршень.

Таким образом, предлагаема конструкци терморегулирующей вставки позвол ет уменьшить вес поршн , уменьшить боковые нагрузки на поршень, обеспечивает посто нство тепловых зазоров между юбкой поршн и цилиндром на всех режимах работы ДВС и улучшает литейные качества поршн .

Claims

Формула изобретени Поршень из алюминиевого сплава дл двигател внутреннего сгорани , содержащий головку с поршневыми кольцами, юбку, выполненную в поперечном сечении в форме овала, больша ось которого перпендикул рна коси поршневого пальца, бобышки с отверсти ми под поршневой палец и тер- морегулирующую вставку, залитую в нижней части головки поршн и выполненную из материала с меньшим, чем у алюмини коэффициентом теплового расширени и теплопроводности и большим модулем упругости , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности путем обеспечени посто нства заданных тепловых зазоров на различных режимах работы двигател , снижени массы и улучшени литейных свойств поршн , терморегулирующа вставка выполнена в виде двух цилиндрических сегментов, параллельных образующей поверхности юбки и соединенных перемычками, отогнутыми под углом к оси поршн , причем продольна ось терморегулирующей вставки совпадает с продольной осью овала юбки поршн .

8

Контур вбала юбки

8