SU1716185A1

SU1716185A1 - Internal combustion engine piston

Info

Publication number: SU1716185A1
Application number: SU904797251A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Иванович Ворожейнов; Вадим Владимирович Бричук; Петр Павлович Погребной; Анатолий Григорьевич Косулин
Original assignee: Головное Специализированное Конструкторское Бюро По Двигателям Средней Мощности
Priority date: 1990-02-28
Filing date: 1990-02-28
Publication date: 1992-02-28

Abstract

Изобретение относитс к двигател м внутреннего сгорани и предназначено дл использовани в поршн х форсированных дизелей. Изобретение позвол ет повысить надежность путем демпфировани упругих волн. Поршень содержит юбку (Ю), выполненную в поперечном сечении в виде овала, мала ось (0) которого совпадает по направлению с 0 отверстий под поршневой палец, а больша 0 проходит к ней перпендикул рно , внутренн поверхность Ю выполнена в поперечном сечении по гармоническому закону +Ao/ffy)/. 2 ил.The invention relates to internal combustion engines and is intended for use in pistons of forced diesel engines. The invention makes it possible to increase reliability by damping elastic waves. The piston contains a skirt (S), made in the cross section in the form of an oval, the small axis (0) of which coincides in direction with 0 holes for the piston pin, and the larger 0 passes perpendicular to it, the inner surface of U is made in cross section according to a harmonic law + Ao / ffy). 2 Il.

Description

Изобретение относитс к двигател м внутреннего сгорани и предназначено дл использовани в поршн х форсированных дизелей,The invention relates to internal combustion engines and is intended for use in pistons of forced diesel engines,

В известных поршн х повышение надежности конструкции достигаетс путем оптимизации поверхности контакта поршн со стенками цилиндра, что осуществл етс выбором их наружной геометрии как в продольном , так и в окружном направлении.In known pistons, an increase in the reliability of the design is achieved by optimizing the contact surface of the piston with the walls of the cylinder, which is accomplished by selecting their external geometry in both the longitudinal and circumferential directions.

Такое выполнение профил предопредел етс тем, что за основной фактор, характеризующий услови работы сопр жени поршень-гильза цилиндров, беретс состо ние сло смазки между сопр гаемыми поверхност ми, которое зависит от закономерностей распределени гидродинамического давлени как по образующей этих поверхностей, так и по дугам их контакта. Гидродинамическое давление в слое смазки способна уравновесить нагрузку , действующую на сопр гаемые поверхности , предотвратить их непосредственноеSuch an embodiment of the profile is predetermined by the fact that the main factor characterizing the operating conditions of the piston-cylinder liner mating is the condition of a layer of lubricant between the mating surfaces, which depends on the patterns of distribution of hydrodynamic pressure both along the generators of these surfaces and along arcs their contact. Hydrodynamic pressure in the lubricant layer is able to balance the load acting on the mating surfaces, to prevent their direct

соприкосновение, схватывание или заклинивание .contact, seizure, or seizure.

Однако эффективность воздействи указанных меропри тий на состо ние поверхностей сопр жени недостаточна, так как не учитываетс распространение упругих волн в теле юбки, что снижает надежность поршн в работе.However, the effectiveness of the effect of these measures on the state of the mating surfaces is insufficient, since the propagation of elastic waves in the body of the skirt is not taken into account, which reduces the reliability of the piston in operation.

За прототип прин т поршень, который содержит юбку, выполненную в поперечном сечении в виде овала, мала ось которого совпадает по направлению с осью отверсти под поршневой палец, а.больша про- ходит к ней перпендикул рно. При этом приращение овала по дуге измен етс по синусоидальному закону, который позвол ет улучшить надежность работы пйршн .A piston is taken as a prototype, which contains a skirt made in the cross section in the form of an oval, the small axis of which coincides in direction with the axis of the hole under the piston pin, and the large passes perpendicular to it. At the same time, the increment of the oval along the arc changes according to a sinusoidal law, which makes it possible to improve the reliability of the operation of pirshn.

Однако и это решение не учитывает за-; кономерноети распространени упругих волн, что при воздействии нагрузки приводит к по влению микротрещин, что, в свою очередь, снижает демпфирующие свойства юбки и надежности работы поршн .However, this decision does not take into account the; The uniform distribution of elastic waves, which, under the effect of a load, leads to the appearance of microcracks, which, in turn, reduces the damping properties of the skirt and the reliability of the piston.

слcl

сwith

Ч-АH-A

оabout

0000

елate

Цель изобретени - повышение надежности поршн путем демпфировани упругих волн.The purpose of the invention is to increase the reliability of the piston by damping elastic waves.

Поставленна цель достигаетс тем, что в поршне, содержащем юбку, выполненную в поперечном сечении в виде овала, мала ось которого совпадает по направлению с осью отверсти под поршневой палец, а больша проходит к ней перпендикул рно, внутренн поверхность выполнена по гармоническому закону в соответствии с зависимостьюThe goal is achieved by the fact that in a piston containing a skirt made in cross section in the form of an oval, the small axis of which coincides in direction with the axis of the hole under the piston pin, and the larger passes to it perpendicularly, according to the harmonic law addiction

У jOm + A0-/%)/,JOm + A0 - /%) /,

где р- рассто ние от оси поршн до точки на поверхности демпфировани ;where p is the distance from the axis of the piston to a point on the surface of the damping;

АО - амплитуда поверхности демпфировани , равна AO - the amplitude of the damping surface is equal to

АО Ј0,20hAO Ј0.20h

h-толщина юбки поршн ; af ((р) - трапециевидна гармоника поверхности демпфировани .равна h-thickness of the piston skirt; af ((p) is a trapezoidal harmonic of the damping surface. Equal

f(p ) sln n p +/tein3nrT где р -угол поворота с началом отсчета Б i плоскости, перпендикул рной большой оси поршневого пальца; f (p) sln n p + / tein3nrT where p is the angle of rotation with the origin B i of the plane perpendicular to the major axis of the piston pin;

n - количество волн на поверхности демпфировани , равноеn is the number of waves on the damping surface, equal to

12 $ n Ј 16,12 $ n Ј 16,

коэффициент демпфировани , равный 1/9. damping coefficient equal to 1/9.

Новым в предложенном решении вл етс выполнение внутренней поверхности юбки по гармоническому закону. New in the proposed solution is the implementation of the inner surface of the skirt according to the harmonic law.

у pm + Ao7f(p )/y pm + Ao7f (p) /

в котором дополнительно определена амплитуда и форма поверхности демпфировани в виде трапециевидной гармоники . i(p ) sin in which the amplitude and shape of the trapezoidal harmonic surface is additionally determined. i (p) sin

Такое решение позвол ет осуществить гашение упругих колебаний, обеспечива надежную работу поршн .Such a solution allows damping of elastic vibrations, ensuring reliable operation of the piston.

На фиг. 1 показан общий вид поршн ; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows a general view of the piston; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Поршень 1 дл двигател внутреннего сгорани , содержащий юбку 2, выполненную в поперечном сечении в виде Овала, мала ось которого совпадает по направлению с осью 3 отверсти под поршневой палец (см.фиг.2), а больша 4 проходит к ней перпендикул рно, внутренн поверхность 5 выполнена в поперечном сечении по гармоническому закону в соответствии с зависимостьюPiston 1 for an internal combustion engine, comprising a skirt 2, made in cross section in the form of an Oval, the small axis of which coincides in direction with the axis 3 of the holes for the piston pin (see Fig.2), and the larger 4 passes to it perpendicularly, surface 5 is made in the cross section according to the harmonic law in accordance with the dependence

у рт +Ао7%)/,u rt + Ao7%) /,

где рт - рассто ние от оси поршн 1 до поверхности 5 демпфировани ;where p is the distance from the axis of the piston 1 to the surface 5 of the damping;

АО - амплитуда поверхности 5 демпфировани , равна AO - the amplitude of the damping surface 5 is equal to

Ао 0,20 h,Ao 0.20 h,

h - толщина юбки 2 поршн 1; af( p) - трапециевидна гармоника поверхности 5 демпфировани , равна h is the thickness of the skirt 2 piston 1; af (p) - trapezoid harmonic of the surface 5 of damping, is equal to

f(Ј) sinn Зп р , где (р - угол поворота с началом отсчета в плоскости 4, перпендикул рной большой оси 3 поршневого пальца;f (Ј) sinn Zp p, where (p is the angle of rotation with the origin in the plane 4, perpendicular to the major axis 3 of the piston pin;

n - количество волн на поверхности 5 демпфировани , причем 12 п 16;n is the number of waves on the surface 5 of damping, with 12 p 16;

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При работе двигател боковые нагрузки , действующие на юбку 2 поршн 1, вл ютс источником периодического возбуждени упругих колебаний, которые обуславливают бегущие изгибные волны в окружном направлении. Наличие в юбке 2 внутренней поверхности 5, выполненной по гармоническому закону:When the engine is operating, the lateral loads acting on the skirt 2 of the piston 1 are a source of periodic excitation of elastic oscillations that cause traveling flexural waves in the circumferential direction. The presence in the skirt 2 of the inner surface 5, made according to the harmonic law:

у /9m + Ao /f(p)/,u / 9m + Ao / f (p) /,

позвол ет сглаживать амплитуду бегущей изгибной волны за счет энергетических потерь при движении по поверхности, имеющей трапециевидную форму гармоники, тем самым увеличиваетс демпфирующа способность юбки 2 поршн 1, обеспечива его надежную работу.allows you to smooth the amplitude of the traveling flexural wave due to energy losses when moving along a trapezoidal harmonic surface, thereby increasing the damping capacity of the skirt 2 of the piston 1, ensuring its reliable operation.

Claims

Claims of the invention A piston for an internal combustion engine comprising a skirt made in the form of an oval in a cross section, the minor axis of the latter coinciding in direction with the axis of the hole under the piston pin, and the larger one passes to it perpendicularly u..s and in order to increase reliability by damping elastic waves, the inner surface of the skirt in cross section is made in accordance with the expression

U pt + Ao If ((p), where psch is the distance from the axis of the piston to the damping surface;

AO Ј 0.20N. - amplitude of the damping surface;

h is the piston skirt thickness; f ((p) sinn p + / 3 sin Snu- trapezoid harmonic of the damping surface;

lr is the angle of rotation with the origin in the plane perpendicular to the major axis of the piston pin;

n is the number of waves on the damping surface, with 12 n 16:

ft is a damping factor of 1/9.

Editor N.N.Col Yes

Compiled by A. Gladkikh Tekhred M. Morgental

Fi

Proofreader N. Revska