SU1747728A1 - Поршень из алюминиевого сплава дл двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Использование: область двигателестро- ени , а именно конструкции поршней дл  форсированных двигателей внутреннего сгорани . Сущность изобретени : поршень 1 содержит камеру сгорани  2, днище 3, жаропрочную накладку 4 и кольцевой охлаждающий элемент 7. Последние выполнены путем детонационного напылени , причем охлаждающий элемент 7 выполнен из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами, например из медиг а жаропрочна  накладка 4 - в виде керметного покрыти  из карбида вольфрама или храма с кобальтовой или никелевой св зкой. Толщина керметного покрыти  вокруг горловины 9 камеры сгорани  2 плавно занижена в сторону днища 3 поршн  1. Кроме того, занижение горловины 9 камеры сгорани  2 может быть обеспечено за счет выполнени  фаски 10 на кромке 11 камеры сгорани  2, а толщина керметного покрыти  при этом посто нна по всей длине площади днища 3 поршн  1. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению, а именно к конструкци м поршней дл  форсированных двигателей внутреннего сгорани .

Известен поршень дл  двигател  внутреннего сгорани , содержащий головку с приваренной накладкой из жаростойкой стали, а с целью достижени  антрифрикци- онных качеств бокова  поверхность поршн  покрываетс  пористым хромом.

Однако с его использованием не обеспечиваетс  повышение надежности путем исключени  задирообразовани , так как применение хрома как материала с низкими теппопрородными свойствами создает отрицательный эффект дополнительного теплового расширени  алюминиевого/юршн . Кроме того, хром обладает сравнительно низкими антифрикционными свойствами.

что нар ду с его высокой твердостью приводит к повышенному износу гитьзы цилиндра .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  поршень из алюминиевопгсплава дл  двигател  внутреннего сгорани , содержащий камеру сгорани , выполненную в головке , кольцедержатепь и жаропрочную накладку на днище.

Известна  конструкци  поршн  позвол ет повысить термостойкость кромки камеры сгорани . Однако при форсировании двигател  удары кромки камеры сгорани  о крышку цилиндра ослабл ют крепление жаропрочной накладки, причем не устран ютс  разрушение указанной кромки вследствие возникающей деформации и по вление .задиров на боковой поверхности поршн .

XJ

XI

Ю

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем исключени  задиро- образовани  с одновременным повышением антифрикционных свойств боковой поверхности поршн , устранени  ударов горловины камеры сгорани  о головку цилиндров и кавитационного разрушени  днища поршн .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в поршне из алюминиевого сплава дл  двигател  внутреннего сгорани  на боковую поверхность головки, ограниченную днищем поршн  и кольцедержателем, установлен кольцевой охлаждающий элемент перекрывающий боковую кромку жаропрочной накладки , причем горловина камеры сгорани  плавно занижена в сторону от днища поршн .

Охлаждающий элемент выполнен из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами, например из меди, а жаропрочна  накладка выполнена в виде керметного покрыти  из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой св зкой.

Занижение горловины камеры сгорани  обеспечиаваетс  за счет выполнени  фаски на кромке камеры сгорани , а толщина керметного покрыти  - посто нна  по всей площади днища поршн 

Занижение горловины камеры сгорани  обеспечиваетс  за счет плавного уменьшени  толщины керметного покрыти  вокруг горловины камеры сгорани  в сторону от днища поршн 

За счет наличи  на боковой поверхности головки поршн  кольцевого охлаждающего элемента из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами.-например из меди, обеспечиваетс  устранение задирообразовани  путем повышени  антифрикционных свойств боковой поверхности поршн  и улучшени  теплоотвода от головки и жаропрочной накладки в тело цилиндра.

Выполнение жаропрочной накладки в виде керметного покрыти  из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой св зкой предохран ет поверхность днища поршн  от  влени  кавитации благодар  структуре детонационного покрыти , состо щего из крупных монолитных образований , значительно превосход щих размер исходных порошков, и остаточной пористости , не превышающей 1%.

Кроме того, занижение горловины камеры сгорани  обеспечиваетс  за счет выполнени  фаски на кромке камеры сгорани  при посто нной толщине керметного покрыти  по всей площади днища поршн  или

же за счет плавного уменьшени  толщины керметного покрыти  вокруг горловины камеры сгорани  в сторону от днища поршн , Конструктивное занижение толщины жаропрочной накладки предохран ет от механического разрушени  кромку камеры сгорани  поршн  о головку цилиндра,

На фиг. 1 изображен поршень с жаропрочной накладкой переменной толщины и

0 кольцевым охлаждающим элементом на его боковой поверхности, общий вид; на фиг. 2 - то же, с жаропрочной накладкой посто нной толщины, установленной на поверхности днища поршн , плавно понижающейс 

5 вокруг горловины камеры сгорани  к ее кромке,ч

Поршень 1 содержит камеру сгорани  2 и выполненные путем детонационного напылени  по всей площади днища 3 поршн 

0 жаропрочную накладку 4, выполненную в виде керметного покрыти  из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой св зкой, а на боковой поверхности головки 5 поршн  1, ограниченной днищем

5 3 и кольцедержателем б кольцевой охлаждающий элемент 7, перекрывающий боковую кромку 8жаропрочной накладки 4. Толщина жаропрочной накладки 4 вокруг горловины 9 камеры сгорани  2 плавно занижена в

0 сторону от днища 3 поршн  на величину hi. Жаропрочна  накладка 4 может быть выполнена по всей площади днища 3 посто нной толщины, а занижение горловины 9 на величину ha обеспечиваетс  за счет выполнени 

5 фаски 10 на кромке 11 камеры сгорани  2. Плавное занижение hi толщины жаропрочной накладки 4 или h2 днища 3 вокруг горловины 9 определ ютс , исход  из услови  обеспечени  возможно большего прибли0 жени  нагретой кромки 11 к горизонтальной поверхности жаропрочной накладки 4.

В процессе работы двигател  на форсированном режиме под воздействием высокотемпературного газового потока

5 поршень 1 нагреваетс  и, расшир  сь, уменьшает радиальный зазор между поршнем и цилиндром. Кольцевой охлаждающий элемент 7 снижает температуру поршн , отвод  тепло от него в тело ци0 линдра, и преп тствует проникновению газов к кольцам (на чертежах не показано ), устанавливаемым на кольцедержа- теле 6, обеспечива  прирабатываемость пар трени  без заклинивани  и образова5 ни  задиров. Жаропрочна  накладка 4 уменьшает количество тепла, передаваемого днищу 3, и тем самым также снижает температуру поршн  1. Кроме того, при нагреве поршн  1 кромка 11 камеры сгорани  2 выпучиваетс , а предусмотренное конструктивное занижение кромки 11 исключает вли ние ее выпучивани  на работу двигател . В процессе работы двигател  в услови х многотопливности (например , бензина), когда поверхность днища 3 подвергаетс  микроударному воздействию кавитации, жаропрочна  накладка 4 на днище 3 защищает его поверхность от кави- тационного разрушени ,

Ф о рмул а и з о б рете н и  

Claims (6)

1. Поршень из алюминиевого сплава дл  двигател  внутреннего сгорани , содержащий камеру сгорани , выполненную в головке , кольцедержатель и жаропрочную накладку на днище, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем исключени  задирообразовани  с одновременным повышением антифрикционных свойств боковой поверхности поршн , устранени  ударов горловины камеры его- рани  о головку цилиндров и кавитационно- го разрушени  днища поршн , на боковую поверхность головки поршн , ограниченную днищем поршн  и кольцедержателем, установлен кольцевой охлаждающий эле- мент, перекрывающий боковую кромку жаропрочной накладки, причем горловина камеры сгорани  плавно занижена в сторону от днища поршн .

2.Поршень по п. 1, отличающийс  тем, что охлаждающий элемент выполнен из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами.

3.Поршень по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что охлаждающий элемент выполнен из меди.

4.Поршень по пп. 1-3. отличающийс  тем, что накладка выполнена в виде керметного покрыти  из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой св зкой.

5.Поршень по пп. 1-4, отличающийс  тем, что занижение горловины камеры сгорани  обеспечиваетс  за счет выполнени  фаски на кромке камеры сгорани , а толщина керметного покрыти  посто нна по всей площади днища поршн .

6.Поршень по пп. 1-4, отличающийс  тем, что занижение горловины камеры сгорани  обеспечиваетс  за счет плавного уменьшени  толщины керметного покрыти  вокруг горловины камеры сгорани .

Фиг. 1

фиг. 2