Поршень для двигателя внутреннего сгорания

(51)4 Р 3 ОО,ЬСТВУ нейная образующая юбки соответствии с соотнош ыполненаием ъединениезавод-2 6 10 "Р; 1 1040 с Н,с8 с 5 10 О, 2 к-"6, и длина юбки поршня,где 43 10 О2 1 О "П диаметр ственно,оотве 7ординаты высоты иины профиля боковои пор 9х - кдл бразующеи юбкня;сота профиля браН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР делАм изОБРетекий и ОткРытий ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИ(54).(57) 1. ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯВНУТРЕННЕГО .СГОРАНИЯ, содержащий головку и юбку с отверстием под поршневой палец, форма которой в проекциина плоскость, перпендикулярную осипод поршневой палец, ограничена выпуклой криволинейной образующей, несимметричной по оси поршня относительно центра. отверстия под поршневой палец, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности путем снижения потерь на трение, в нем форма юбки выполнена ввиде центрально-симметричной фигурыс осью симметрии второго порядка,расположенной по оси отверстия педпоршневой палец. 2Поршень по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что выпуклая кривоэующеи на длине юбки х = 0 и х = 1.;максимальное расстаяние между профилем образующей и условной хордой, стягивающей концы профиля;коэффициент профиляобразующей.;основание натурального логарифма.+ к(1- -) . (1- -)5 е+е -е -е -(е фе -2) - )к к(1 ф) к (1-1) к -ке -е -(е фе -7) 4,К -Ке +е К -Ке+е=1 длинызующей рдинафиля где у,х -ы высоты ОКОВОЙ 0 ня;и поршня офиля об ки пор ина юб Ь 1раз0 Н щеих высоты на длине юбкипри этом Н,Нмаксимальное рассмежду профилем об 2 1тояни аэующеи Изобретение относится к машино(строению, а именно к двигателестраению, и может быть испольэовауо приизготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания.Цель изобретения - повышение надежности работы поршня путем сниже,ния механических потерь на трениеюбки.На чертеже изображен предлагаемыйпоршень со стороны отверстия под палец, общий вид.Поршень содержит головку 1 и юбку2, в центре которой расположено отверстие 3 под палец. Противолежащиебоковые образующие 4 юбки поршнясоставляют центрально-симметричнуюфигуру с осью симметрии второго порядка, совпадающей с осью отверстия3. Условные кривые 5 сопряжения противолежащих боковых поверхностейюбки. поршня проходят в зоне так казы.ваемых "холодильников" (срезов наюбке напротив пальцевого отверстия),которые специально не профилируются,так как в формировании несущего гидродинамического давления не участвуют, а служат для предотвращения эащемления поршня в гильзе цилиндрапри перегреве и деформации. Зона. ми 6.Форма юбки предлагаемого поршнястроится следующим способом,За основу боковой образующей юбкиберется выпуклый криволинейный профиль бочкообразного типа с точкойперегиба, не лежащей на серединедлины юбки, и выполнена в видеПараметр 1 для поршней,из алюминиевых и чугунных сплавов определяется из соотношения 2К 6; В этом случае 25 точка перегиба профиля с координатойх располагается ближе к кромке юбки с высотой Н, , разделив длину юбки на неравные части. Значение координаты )х при выборе параметра К в указаиньн 4 пределах составляет от 0,3 до 0,35 Ь.Для получения профиля боковой образующей юбки с противолежащей ее ст 9- роны ранее построенный профиль поворачивается на 180 вокруг оси пальцевого отверстия. В объемном представлении массив боковых образующих юбки поршня формирует гладкие выпуклые криволинейные поверхности, ограниченные с обеих сторон пальцевого отверстия зонами "холодильников", при этом линии точек перегиба обеих противолежащих криволинейных поверхностей юбки лежат во взаимно параллельных, перпендикулярных центральной оси поршня плоскостях.Изготовление юбки предлагаемогопоршня осуществляется путем токарной обточки заготовки по объемному кепиру, либо при помощи бескопирной обработки на специальном токарном оборудовании. бПоршеазом. При хГжатие аботает следую тактеает его ерх н е поршня в оковая сил прижи ной (н цилинд Остоянно однои сторо ой) к стенке гильзы ольку несущее гидрод авление смазки В эаэ фиг.пр а. Пос- ское инами оре ю О и условной хордой, стягивающей концы профиля;Е - коэффициент профиля ебразующей;- Основание натурального логарифма.Координаты высот / профиля опредедяются в зависимости от текущей координаты длины м юбки поршня по приве денной формуле, при этом для созданиямаксимальной несущей способности боковой поверхности на слое смазки параметры, однозначно определяющие форму профиля боковой образующей, выби раются в зависимости от максимальнего диаметра юбки П (диаметра поршня)в пределах4 -410 ьн сб 10 01 10 )ен (310 );)и: Вя - гильза цилиндра, образуется только на сужающихся навстречу вектору скорости потока смазки участках криволинейного профиля юбки, несущим оказывается участок Ь, воспринимающий действие боковой силы и отвечающий указанному условию возникновения масляного клина. Этот участок за счет большей по сравнению с участком 8 Ь дпины создает и большее несущее гид 10 родинамическое давление, которое препятствует уменьшению зазора и перехода режима смазки из жидкостного в граничный, неблагоприятный с точки зрения потерь на трение, износа и надежности работы сопряжения, Далее при стабильном режиме жидкостной смазки более высокое гидродинамическое давление со стороны нагруженного участка профиля юбки поршня улучшает условия ее смазки, снижает силу жидкостного трения. При ходе поршня вниз по такте "Рабочий ход" боковая сила .меняет знаки в течение всего такта прижимает поршень к стенке гильзы цилиндра другой стороной (на фиг. левой). В этом случае несущее гидрадинамическое давление создается на участке де, более длинном, чем участок дг и более надежно, следователь но, обеспечивающим всплытие юбки поршня на слое смазки.Участки профиля юбки дг и Ьь формируют несущее гидродинамическое давление и обеспечивают всплытие юбки 9183 4при ходе поршня на тактах Впуск и Выпуск, которые динамически менее нагружены, и на которых, кроме тэго, происходит двухкратная перекладка поршня в течение хода, т,е. на каждом иэ этих тактов в создание несущего гидродинамического давления по" переменно включаются участкидг и аЬ (88 и де ), обеспечивая в итоге высокую несущую способность юбки в течение всего хода поршня.Таким образом, на динамически наи более нагруженных тактах "Сжатие" и "Рабочий ход", определяющих уровень механических потерь в цилиндро-поршневой группе ДВС, предлагаемый профиль юбки поршня обеспечивает одинаково высокую несущую способность смазки на обеих противолежащих боко" вых образующих, в то же время на динамически менее нагруженных тактах "Впуск" и "Выпуск" поддержание благоприятного режима смазки достигается попеременным включением в работу участков юбки с пониженной и повышен ной несущей способностью.Повышение общей несущей способности за счет использования юбки предлагаемой формы позволяет повысить надежность работы поршня путем снижения механических потерь на трение и уменьшения вследствие этого опасности износа и задира трущихся поверхностей юбки поршня и гильзы цилиндра.