Составной поршень для двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ИЮ 01 а)4 Р 02 Г 3/О УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯ ЮНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111 11В.В. Егоров8.8)ка ФРГ Н 1 2558763блик, 1977.НЬ ИГАТЕЛЯ четыре пары: А, Б, В и Г, прямолинейные образующие которых пересекаются в общей точке О, лежащей, в частности, на оси поршня.Высота кольцедержателя в кольцевом цилиндрическом сечении, расположенном на расстояни г, от оси поршня, равна Ь, Радиус- высота треугольника ОДЕ с углом (р при вершине 0 и основанием ДЕ = Ь;.В результате повышения температуры кольцедержателя в зоне поверхностей А и Б на д Т градусов рассматриваемое сечение детали 2 перемещается в радиальном направлении нау дг;, а его высота изме 1на ЬЬ;. Отрезок Д Е пока-,новое положение этого сечеи шень, об к ржииную ним дни-с коль величинняетсязываетния. л мых оп рягдетавыде ны(57 ) Изобрететелестроениюнадежность пония необходимкладки к корпв пределах упных давлений.корпусом сост И ПОРШЕ ДВГОРАН ИЯние относится к двигаи позволяет повысить ршня путем обеспечеого усилия прижатия на усу за счет увеличения ругай деформации удель Накладка сопряжена с авного поршня посредИзобретение относится к машино роению, в частности к составньи ршням форсированных двигателей. Цель изобретения - повышение н жности поршня путем обеспечения обходимого усилия прижатия накл и к корпусу за счет увеличения еделах упругой деформации удель авлений.На чертеже показан пощий вид.Составной поршень содcус 1 (фиг. 1 ) и сопряждеталь 2, представляющуюслучае жаропрочную накладще поршня, выполненную зцедержателем. На всехповерхностей корпуса 1 иданном случае могут быть ством двух буртов, первого и второго. Первый бурт расположен ближек оси симметрии поршня под углом кпоследней так, что образующие конических поверхностей этого бурта, сопряженных с корпусом поршня, пересекаются с осью симметрии поршня состороны нижней ее части. Второй буртохватывает боковую стенку корпусапоршня. Образующие сопрягаемых поверхностей обоих буртов пересекаютсяв точке , расстояние от которой дооси поршня меньше радиуса последнего.При таком выполнении величина удельных давлений на каждой паре сопрягаемых поверхностей не изменяется впроцессе нагрева. 1 ил.Радиус г;, = г; + дг; являетсярасстоянием этого сечения от оси пор,шня и высотой нового треугольникаОДЕ с углом р при вершине О иоснованием ДЕ = Ь;= Ь; + ЬЬ,.С учетом сказанного г;=г; +Ьг; =г; +г;осЬТ=-г,(+о ДТ);10Ь;Ь;+ДЬ; Ь;+ Ь; АЛЬТ=Ь; (1 + ДТ) где оС - коэффициент линейного расширения материала детали 2.Вне зависимости от нагрева Ь Т и коэффициента М, отношение радиуса к высоте сечения есть величина постоянная с учетом (1+ ю ЬТ) Ф О: 5 20сопа,г г; (1+ ДТ) Ь;+, Ь; (1+ ЬТ) В рассматриваемых треугольникахОДЕ и ОД Е углы при вершине 25(2) Уравнение (2 ) является услов ием постоянства при нагреве угла между прямолинейными образующими, пересекающимися на оси поршня, двух поверхностей детали 2. Это условие справедливо вне зависимости от физических свойств материала и степени нагрева.. Образующие поверхностей А и Б пересекаются не на оси поршня, а в точке О , лежащей между осью поршня и внутренней поверхностью сопрягаемой детали. 40При нагреве такого поршня вследствие большего коэффициента линейного расширения материала корпуса 1 на сопрягаемьж поверхностях возникает дополнительный натяг . 45Описанное полностью справедливо для канавки корпуса 1, образованной поверхностями А и Б, а также дляпроизвольных сечений ИК корпуса 1 и ЛМ детали 2 и корпуса 1, причем в каждом случае при произвольном повышении температуры Ь Т.Таким образом, угол между прямолинейными образующими каждых двух пар сопрягаемьж поверхностей, пере" секающимися в общей точке, лежащей на оси поршня, не изменяется в процессе нагрева, в том числе, если корпус и сопрягаемая деталь выполнены из разнородных материалов и нагреваются при работе до различных температур, а угол верхней конической поверхности бурта, охватывающего боковую стенку корпуса поршня, меньше угла нижней конической поверхности этого же бурта, относительно оси симметрии поршня.Размер детали 2 в сечении ДЕ равен ,.Ь . Размер канавки в корпусе 1 в этом же сечении (в свободном состоянии) равен Ь, =Ь;-6 где Ь; - величина натяга в сечении х. Очевидно величина удельных давлений на поверхностях А и Б в этом сечении пропорциональна Ь;/Ь; (в пределах упругой деформации).При нагреве сечение ДЕ перемещасется в положение Д Е и его размер изменяется до Ь;, = Ь; (1+К Д Т) .Из условия подобия треугольников размер канавки в корпусе 1 в сечениисД Е определяется зависимостьюг;(+ ЬТ)к 1 г. с 11= Ь; (1+АЛЬТ)Ь ;=(Ь; -Д;) (1 +К Ь Т) .Натяг в сечении 1+1 равен разности размеров детали 2 и канавки в корпусе 1:Д 141 Ь 1+ Ь к 1+ Ь ( +6 ДТ)- (Ь - Д 1) (1+ю( ДТ) = Ь;(+ос ДТ).Величина удельных давлений в сечении 1+1 пропорциональна отношению Д;и .равнаЬ Д; (1+оСДт) Ь Ь;(1+ С ДТ) Ь,Следовательно, величина удельных давлений на паре сопрягаемых поверхностей А и Б не изменяется в процессе нагрева.Приведенное доказательство справедливо для каждой из двух пар поверхностей Б и В, В и Г.Таким образом, величина удельных давлений на каждой паре сопрягаемых поверхностей не изменяется в .процессе нагрева, если прямолинейные образующие этих поверхностей пересекаются в общей точке, лежащей на оси поршняУвеличение натяга при нагреве достигается, если точка пересеченияФормула изобретения 15 20 ставитель А. Гладких Техред Л.Олийнык КорректорМ.Самборская акта ан Заказ 1125/29 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. 1 агарина, 101 5 146724 прямолинейных образующих смещена от оси цилиндра в сторону внутренней поверхности сопрягаемой детали (точка О, фиг. 1), Очевидно, что величина дополнительного натяга про 5 порциональна расстоянию между точкой 0 и осью поршня. Предельное положение точки О определяется физическими свойствами материалов поршня и 10 кольцедержателя, но в общем случае не выходит за пределы, ограниченные радиусом поршня. Составной поршень для двигателя внутреннего сгораниясодержащий корпус и сопрягаемую с нич накладку, выполненные из разнородных материалов, причем накладка сопряжена с корпусом поршня посредством двух буртов, пер 0 бвого и второго, причем первый буртрасположен ближе к оси,симметриипоршня под углом к последней так,чтообразующие конических поверхностейэтого бурта, сопряженных с корпусомпоршня, пересекаются с осью симметрии поршня со стороны нижней ее части, а второй бурт охватывает боковую стенку корпуса поршня, о т л и -ч ающийс я тем,что, с цельюповышения надежности поршня путемобеспечения необходимого усилия прижатия накладки к корпусу за счетувеличения в пределах упругой деформации удельных давлений по меньшеймере на двух парах сопрягаемых поверхностей обоих буртов, образующиеэтих поверхностей пересекаются вточке, расстояние от которой до осипоршня меньше радиуса последнего.