SU1765482A1 - Поршень Райкова дл двигателей внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению . Цель изобретени  - повышение надежности . Поршень содержит тронковую часть, головку с днищем, на боковой поверхности которой концентрично оси поршн  размещена кольцева  вставка, выполненна  в виде бандажа с перфораци ми из конструкционной стали. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к двигател м внутреннего сгорани .

Известны также разновидности поршней с кольцевыми вставками только под первое наиболее нагруженное поршневое кольцо, получивших преимущественное применение в массовом двигателестрое- нии. Известны поршни дл  форсированных двигателей внутреннего сгорани  (ДВС), изготовл емые из высококремнистых алюминиевых сплавов, содержащие тронковую часть и головку с днищем, на боковых стенках которой концентрично оси поршн  и заподлицо с днищем размещена кольцева  вставка, образующа  по меньшей мере жаровой по с головки и частично зону с канавками под поршневые кольца 1.

Недостатки известных технических решений состо т в следующем.

Кольцевые вставки, выполн емые заподлицо с днищем поршн , изготовл ют из материала с металлической основой, аналогичной металлу поршн  и армированного неорганическими элементами, а в практике традиционно используют вставки из аустенитного чугуна (нирезиста). Названным материалом присуща высока  износостойкость , но по тепловому расширению они близки к основному поршневому сплаву, вследствие чего не ограничивают теплового расширени  головки поршн , в зоне которой тепловые зазоры превышают иногда 0,006 от диаметра цилиндра Известно, что это приводит к образованию относительно большего вредного объема в зоне жарового по са и, как следствие, к определенному ухудшению экономических и экологических показателей двигател .

Известные вставки содержат дорогосто щие элементы (металлы) и выполн ютс  с радиальной толщиной существенно больше радиальной толщины поршневых колец, что удорожает поршни и часто увеличивает их массу.

Нужное надежное молекул рное соединение известных вставок с основным металлом головки поршн  при отливке поршней достигают путем использовани  альфин- процесса, качественное исполнение которого в массовом производстве литых поршней

(Л

с

4 О СЛ 00

ю

не всегда удаетс , что порождает неисправимый брак готовых изделий.

Дл  поршней, изготовленных методом штамповки, не найден еще приемлемый способ заделки износостойких вставок под поршневые кольца. Это сдерживает использование штамповки как наиболее прогрессивного направлени  в производстве поршней из легких сплавов дл  форсированных двигателей, когда наличие вставок необходимо в интересах большей ходимости поршней и увеличени  ресурса двигател  в делом.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем улучшени  теплоот- вода от вставки, повышени  надежности соединени  вставки с головкой, а также повышение экономических показателей.

Цель достигаетс  тем, что кольцева  вставка дл  поршней форсированных ДВС, изготовл емых из легких поршневых сплавов , размещаема  концентрично относительно оси поршн  и заподлицо с днищем головки, выполнена в виде перфорированного бандажа преимущественно из конст- рукционной стали, причем радиальна  толщина бандажа в зоне жарового по са головки поршн  соизмерима с радиальной толщиной поршневых колец.

Еще и тем, что в случае заделки кольце- вой вставки в процессе штамповки поршн  его бандаж в зоне ниже жарового по са выполнен с увеличенной радиальной толщиной , необходимой под заштамповку и достаточной дл  размещени  в этой зоне верхнего поршневого кольца; при этом дл  повышени  надежности механического соединени  бандажа с головкой поршн  в зоне их контакта соединение осуществл ют в гор чем состо нии с гарантированным нат - гом, а перфорации в стенках бандажа . выполн ют в виде конусных отверстий или прорезей с возможностью затекани  в них металла.

На фиг.1 показана головка поршн  с бандажом из конструкционной стали в сочетании с гильзой цилиндра; на фиг.2 - то же, но с расположенной в бандаже канавкой под первое поршневое кольцо; на фиг.З -то же, но комплект поршневых колец имеет только одно компрессионное кольцо; на фиг.4 показан бандаж с перфораци ми в виде конусных отверстий (а) и прорезей (б).

Представленные на фиг. 1-3 варианты поршн  дл  ДВС содержат тронковую часть 1 и головку 2 с камерой сгорани  4 в днище, бандаж 5 с перфораци ми 6, а также канавки 7 под верхнее поршневое кольцо, 8 - под второе компрессионное кольцо и 9 - под маслосьемное кольцо. На фиг, 1 все поршне-

вые кольца расположены ниже бандажа 5; по варианту фиг.2 верхнее компрессионное кольцо 7 расположено непосредственно в зоне бандажа, выполненной с увеличенной радиальной толщиной, необходимой под заштамповку бандажа в стенки головки поршн ; по варианту фиг.З комплект поршневых колец имеет только одно компрессионное кольцо.

Действие бандажа по фиг.1-3 основано на различной степени теплового расширени  алюминиевых поршневых сплавов, имеющих коэффициент линейного расширени  17...22 -10 , и материалов, идущих на изготовление бандажа, дл  которых свойственны коэффициенты линейного расширени  11 , и более низкими значени ми . Вследствие этого тепловое расши- рение наиболее нагреваемой части поршн  -жарового по са-ограничиваетс  бандажом, что позвол ет уменьшать тепловые зазоры между головкой (в зоне жарового по са) и стенками цилиндра 10 в 2 раза и более. Благодар  этому дросселирующий (уплотн ющий) эффект жарового по са головки поршн  возврастает, что открывает возможности дл  уменьшени  числа поршневых колец и соответствующего снижени  потерь на трение в цилиндро-порш- невой группе двигател ,

Положительный эффект бандажирова- ни  головки поршн  состоит и в том, что расшир ютс  возможности форсировани  двигателей по среднему эффективному давлению в цилиндрах с меньшим риском разрушени  поршн  и без существенного увеличени  общей массы поршневого комплекта .

Claims (3)

1.Поршень дл  двигател  внутреннего сгорани , содержащий тронковую часть и головку с днищем, на боковой поверхности которой концентрично оси поршн  и запол- дицо с днищем размещена кольцева  вставка , образующа  по меньшей мере жаровый по с головки и канавку под верхнее компрессионное кольцо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности ее соединени  с головкой, кольцева  вставка выполнена в виде перфорированного бандажа из преимущественно конструкционной стали, причем его радиальна  толщина в зоне жарового по са выполнена по меньшей мере равной половине радиальной толщины поршневого кольца.

2.Поршень по п.1, отличающийс  тем, что перфораци  в стенках бандажа выполнена в виде прорезей.

3. Поршень по пп.1 .отличающийс  тем, что перфорации в стенках бандажа выполнены в виде конических отверстий , большие основани  которых расположены на наружной образующей бандажа .

Фиг. /

J

&. г

Фиг,3

Фиг. 4