Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания

(54) П ДЛЯ ДВ (57) И ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидет943423, кл. Р 02 Г1982,ОРИЕНЬ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВАИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯзобретение относится к двигателестроению и касается поршней с ка мерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры сгорания, Цель изобретения - повышение долговечности. Поршень для двигателя внутреннего сгорания содержит жаропрочное кольцо 2, установленное в горловине камеры сгорания. При этом жаропрочное кольцо 2 имеет поверхность контактирования 5, а горловина - соответствующую поверхность 2контактирования. На поверхности контактирования 5 жаропрочного кольца 2 выполнена канавка 7, а на поверхности контактирования горловины - соответственно буртикПоверхность контактирования 5 жаропрочного кольца 2 представляет собой цилиндрическую поверхность с диаметром в холодном состоянии, равным Й,. Диаметр горловины 3 камеры сгорания 4 по буртику 8 в разогретом до рабочей температуры поршне 1 равен Й . Жаропрочное кольцо 2 имеет винтовой разрез 9, ось винтовой линии которого совпадает с осью 10 горловины камеры сгорания 4, Винтовой разрез 9 жаропрочного кольца 2 на поверхности контактирования горловины образует поверхность 11 контактирования рабочего тела с горловиной. Поперечное сечение поверхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной равно Ь, Уголоподъема винтовой линии р =3-15, а ширина 3 винтового разреза 9 .в плоскости, перпендикулярной оси 10 горловины, определяют из условия о = п(й, -й ). 2 з,п, ф-лы, 2 ил,Изобретение относится к двигателе- строению и касается поршней с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры сгорания.Цель изобретения - повышение долговечности.На фиг.1 показан предлагаемый пор,шень, общий вид; на фиг,2 - жаропроч ное кольцо, общий вид.сПоршень 1 для двигателя внутренне-го сгорания содержит жаропрочное кольцо 2, установленное в горловине 3 камеры 4 сгорания. При этом жа ропрочное кольцо 2 имеет поверхность 5 контактирования, а горловина 3 - соответствующую поверхность 6 контактирования. На поверхности 5 контактирования жаропрочного кольца 2 вы полнена канавка 7, а на поверхности 6 контактирования горловины 3 - соответственно буртик 8, Поверхность 5 контактирования жаропрочного кольца 2 представляет собой цилиндричес кую поверхность с диаметром в холодном состоянии, равным с, Диаметр горловины 3 камеры 4 сгорания по буртику 8 в разогретом до рабочей температуры поршне 1 равен Й . Жаро прочное кольцо 2 имеет винтовй разрез 9. Ось винтовой линии которого совпадает с осью 10 горловины 3 камеры 4 сгорания. Винтовой разрез 9 жаропрочного кольца 2 на.поверхности 6 контактирования горловины 3 образует поверхность 11 контактирования рабочего тела с горловиной 3, Поперечное сечение поверхности 11 контактирования рабочего тела с гор ловиной. 3 равно Ь, Угол подъема винотовой линии Г =3-15 , а ширина й вин тового разреза 9 в плоскости, перпендикулярной оси 10 горловины 3, определяют из условия О =И,-Й), 45Во время сборки поршень 1 разогревают до рабочей температуры и, сжимая жаропрочное кольцо 2 до момента полного выбирания ширины 3 винтового разреза 9, вставляют его в горловину 3 камеры 4 сгорания, При этом канавка 7 жаропрочного кольца 2 охватывает буртик 8 горловины, и происходит сопряжение поверхности 5 контактирования жаропрочного кольца 2 с поверхностью 6 контактирования горловины 3. 55Во время работы происходит интенсивный разогрев жаропрочного кольца 2, его термическое расширение компенсируется уменьшением ширины 3 винтового разреза 9, а окружные напря- жения в жаропрочном кольце 2 при его свободной деформации незначительны, что повьппает долговечность поршня.Однако через разрез 9 происходит контактирование рабочего тела с горловиной 3 камеры 4 сгорания. Но вследствие того, что разрез 9 жаропрочного кольца 2 выполнен винтовым, ось винтовой линии которого совпадает с осью 10 горловины 3 камеры 4 сгорания, то поперечное сечение Ь поверхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной 3 значительно меньше ширины 3 винтового разреза 9 в плоскости, перпендикулярной оси 10. Поверхность 11 оказывается распределенной по поверхности 6 контактирования горловины 3 с жаропрочным кольцом 2. При этом угол Р =3-15 обеспечивает уменьшение поперечного сечения Ь поверхности 11 в 4-10 раз ираспределяет поверхность 11 по поверхности 6 контактирования горловины 3 в пределах одного витка разреза9. Зто обеспечивает для применяемыхпоршней выполнение поперечноГо сечения разреза 9 в пределах 0,3-1,5 мм,что гарантирует эффективный теплоотвод от поверхности 11 контактирования рабочего тела с горловиной 3 втело алюминиевого поршня 1, При этомне возникает локальный перегрев поверхности 6 контактирования горловины 3, вызывающий ее местное деформирование в районе разреза 9,В таких условиях поверхность 5контактирования жаропрочного кольца2 при его термическом расширении отслеживает поверхность б контактирования горловины 3 камеры 4 сгораниябез нарушения контакта между жаропрочным кольцом 2 и горловиной 3,что не приводитк перегреву жаропроч 6ного кольца 2 и повьнпает долговечность поршня. Вследствие выполнения ширины 8разреза 9 жаропрочного кольца 2 вплоскости, перпендикулярной оси 10 горловины 3, согласно формуле3:1(с 1, -с 1, ),где Й, - наружный диаметр жаропрочного кольца 2 в холодномсостоянии;й - диаметр горловины З,камеры4 сгорания по буртику 8 в5 152370разогретом до рабочей температуры поршне 1,жаропрочное кольцо 2 находится прижатымпод действием сил упругости к горловине53 на всех температурных режимах поршня 1. Так, в разогретом до рабочейтемпературы поршне 1 жаропрочное кольцо 2 также при работе расширяется исилами воей упругости прижимается к 1 О,горловине 3. При более низких температурах поршня 1. происходит дополнительное прижатие жаропрочного кольца2 к горловине 3. При,этом выбираетсяширина о разреза 9. Так как жаропрочное кольцо 2 остается постоянно прижатым к горловине 3 камеры 4 сгораниято обеспечивается надежный отвод тепла в тело поршня 1 на всех режимахего работы, кольцо не перегревается 20и в нем не возникают большие термические напряжения, что повышает долговечность поршня,Формула изобретения 25 1. Поршень из алюминиевого сплавадля двигателя внутреннего сгорания,содержащий камеру сгорания в головке 2 6и разрезное жаропрочное кольцо, установленное в ее горловине, причемв горловине камеры сгорания выполненбуртик, а в жаропрочном кольце - канавка, сопряженные между собой, о тл и ч а ю щ и й с я тем что,с цельюповышения долговечности, разрез жаропрочного кольца выполнен винтовым,а ось его винтовой линии совпадаетс осью горловины камеры сгорания. 2. Поршень по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что угол подъема винтовой линии разреза жаропрочного кольца составляет 3-15о3. Поршень по пп.1 и 2, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что ширину разреза в плоскости, перпендикулярной оси горловины камеры сгорания, определяют из условияЗ=-Ы,-1,),где Й, - наружный диаметр жаропрочного кольца в холодном состоянии;с 1 - диаметр горловины камерысгорания по буртику,в поршне, разогретом до рабочейтемпературы.