Поршень для двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 19) 11) СПУБЛИН 1)5 Р 02 Р 3/ 5 И 1: 3 Ж 1Ь. Ь . "эЯр ОПИ БРЕТЕ 4 Е ЕЛЬСТВУ КОМУ ВТ(72 амчук,А.М. (53) (56) 85,НУТРЕННЕк двигатея - повыут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 4342926/0615.12.8715.02,91, Бюл,6Харьковский политехничт им. В.И, ЛенинаА,Ф, 1 деховцов, Ф,И, АбЛевтеров и В,А, Пылев621.432(088,8)Заявка ФРГ Р 3404284,02 Р 3/12, опублик(54) ПОРИЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относитсялестроению. Пель изобретеншение долговечности поршня уменьшения амплитуды высокочастотныхтермических напряжений в районе кромки камеры сгорания, Поршень 1 длядвигателя внутреннего сгорания содержит поверхностное покрытие 2 кромки 3 камеры 4 сгорания, выполненноеиз высокотеплопроводного материалатаким образом, что ось 5 симметриипоперечного сечения поверхностногопокрытия 2 кромки 3 совпадает с биссектрисой угла М образованного верхним торцом 6 поршня 1 и конусной поверхностью 7 камеры 4 сгорания, Приэтом поверхностное покрытие 2 сопряжено с телом поршня по радиусу К.1 з,пй-лы, 1 ил,1627744 Л диамет ршня, м;эованный верхнимшня и конуснойью камеры сгора О угол, об торцом и поверхностнияемя работыракия тепл двигателя внутренвой поток от рабоается верхним торнусной поверхгорания, В резул поршня 1 испитыне а восприни оршня 1 и ерыромк тью 7 к те этог ает н О соста е то чески что кромк лопровод высокоча ния нь Изобретение относится к двигателе- строению, в частности к поршням,с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры.Цель изобретения - увеличение долговечности поршня путем уменьшения амплитуды высокочастотных термических напряжений в районе кромки ка меры сгорания.На чертеже представлен поршень, содержащий камеру сгорания, острая кромка которой выполнена в виде поверхностного слоя из высокотеплопроводного материала, общий вид.Поршень 1 для двигателя внутреннего сгорания содержит поверхностное покрытие 2 кромки 3 камеры 4 сгорания, выполненное из высокотеплопроводного материала таким образом, что ось 5 симметрии поперечного сечения поверхностного покрытия 2 кромки 3 совпадает с биссектрисой угла с, образованного верхним торцом 6 порш ня 1 и конусной поверхностью 7 камеры 4 сгорания. При этом поверхностное покрытие 2 сопряжено с телом поршня 1 по радиусу К, выполненного в соответствии с соотношением радиус кромки камеры сгония, и; рузку от высокочастотной ющей температуры, вызывающей кие термонагружения, и низкй, вызывающей окружные тернапряжения, Вследствие. того а 3 выполнена из высокотепного материала, амплитуда стотной составляющей колебаературы на поверхности кромк ается по сравнению с амплитудой колебания температуры на кромке 3 в случае ее выполнения из основного материала поршня 1 в соответствии с соотношением6 к где ф; Г, ,ф ф к ф С к эк - соответственноте лопроводность,теплоемкость иплотность основного материалапоршня 1 и материала поверхностного покрытия 2кромки 3,При этом вследствие того, что ось5 симметрии поперечного сечения поверхностного покрытия 2 совпадаетс биссектрисой угла М , образованного верхним торцом 6 поршня 1 и конусной поверхностью 7 камеры 4 сгорания,прогрев поверхностного слоя являетсяравномерныю. При этом окружные термические напряжения, возникающие в поверхностном покрытии 2, будут минимальньаки, чему способствует и высокая теплопроводность материала этогослоя,Вследствие того, что сопряжение поверхностного покрытия 2 с основным материалом поршня 1 выполнено по радиусу К, на большем протяжении наиболее нагруженной части поршня 1 происходит воздействие теплового потока от рабочего тела двигателя с уменьшенной амплитудой колебания температуры, что повышает долговечность поршня. Так как поверхность теплоотвода поверхностного покрытия 2 значительно превышает поверхность его теплоподвода, то наибольшая тепловая нагрузка, воспринимаемая поршнем 1, направлена вдоль биссектрисы углами . Однако, вследствие того, что радиус сопряжения К поверхностного слоя и основного материала поршня 1 определен из соотношения (1), размер Х поверхностного слоя вдоль биссектрисы достаточен для уменьшения величины амплитуды колебания температуры, воспринимаемой поршнем в этом направлении, в 10-30 раз, что практически исключает ее влияние на процесс разрушения, мф 1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания из алюминиевого сплава, содержащий камеру сгорания с конусной острой кромкой и размещенным на кромке поверхностным покрытием из высокотеплопроводного материала, нанесенного методом плазменного напыления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,где г - радиус кромки камеры сгорания, м;1) - диаметр поршня, м;О - угол, образованный верхнимторцом поршня и конусной поверхностью камеры сгорания. Составитель М. Бондарев Редактор И. Касарда Техред М.Дрык Корректор М. Кучеряваяеаа ШЕ ш жееюЗаказ 326 Тирак 350 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, й, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина,101 5 16277При использовании в качестве материала поверхностного покрытия 2, например меди, амплитуда высокочастотной составляющей температуры на поверхности кромки 3 уменьшается в 1,67 раза, а снижение величины амплитуды колебания температуры в 10-30 раз для большинства двигателей лезит в пределах колебания размера Х3-3,5 мм. Радиус сопряжения К кромки 3 с основным материалом поршня 1 при этом равен 2,5-45 мм. Изготовление кромки 3 таких размеров конструктивно выполнимо при достаточ ной надевяости сцепления меди с алюминиевым сплавом тела поршня 1 методом плазменного напыления. 44 б что, с целью увеличения долговечности путем уменьшения амплитуды высокочастотных термических напряжений в районе кромки камеры сгорания, поверхностное покрытие выполнено так, что ось симметрии его поперечного сечения совпадает с биссектрисой угла, образованного верхним торцом поршня и конусной поверхностью камеры сгорания, а с телом поршня сопрякение поверхностного слоя выполнено по радиусу.2. Поршень по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что радиус К соФ првкения поверхностного покрытия с телом поршня определен иэ соотношения 0,3в(3500 - 13 ф 10 Р)