Биметаллический цилиндр для двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 08 51)5 Р И Т СКОМУ К А СТВ М ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР(71) Нижегородский политехнический институт и Горьковский автомобильный завод(54) БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР ДЛЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ(57) Изобретение относится к двигателестроению, может быть использовано при про 1686205 А 1 ектировании биметаллических цилиндров двигателей с воздушным охлаждением и позволяет повысить надежность цилиндра путем обеспечения более полного контакта гильзы и оребренной рубашки, Цилиндр имеет чугунную гильзу 1 и алюминиевую оребренную рубашку 2. Их сопряжение осуществляется по контактной поверхности 3, расположенной под углом 1214 к линии, проведенной от верхнего торца до начала наименьшей толщины цилиндра, В процессе работы за Счет данного конструктивного выполнения повышается надежность контакта гильзы и рубашки в зоне высоких температур, 2 ил.Изобретение относится к области двиателестроенил, в час. 4 ссти к конструкцииребристого Илиндра двигателей Внутреннего сгоранил с воздушным охлаждением.Цель изобретеКия - повышеие надежности путем обеспече 1 я более полногоконтакта г 4 оверхностеЧ чугунной гильзы иалк)миниевой рубашк г О хинии их согЕ)Я"жония в ЗО 44 е Вьсоких темгерэтур гри нс)"греве цилиндра во В 1 оемя работь дВигателя, 10На фиг.1 показен )ебристый цилид);аа фиг 2 - .;чел 1а фи- Цилиндр имеет.уг/44 уо гильэу 1 и алк)миниевую рубашку 2, сопряжение металловАВС) осуществляетсгя по контактной поверхОсти 3, Опора агю 41 ни 44 вой рубашки 4 акартер двигателя Осуществляется по нижей привалочной плоскос,ти СО. Точка Апринадлежит Верхнему торцу рубашки. Гочка Вконец линии сопряжения металлов в 20зоне вь;соких температур, выполняемой подуглом у= 1214" (ст т)чк А) к вертикальной линии для обеспечении г)остоянногоконтакта чугуна и алгоминиевого сплава впроцессе термического расширения металлов во время работы двигателя, ПоложениетОчки В задается пе 1)есечс 3 ивИ п 1)ямой АВи прямой Г, спределяоцей минимально возмокную толщину д ст)к Чугунной гигьзыс точки зрения прочОсти, . 30Оптимизация решеюа была проведенапутем моделирования )ег,4 овых перемс;щений методом конечных элзме 4 гов для различЕ 4 ых типоразмеров цилн"д 1)ов,Установлено, то при выполнее 4 ии угла 35у меньше 12 имеет местс преобладающееперемещение аломиниевс й массы по радиусу с Образованием зазора между алюминиевой рубашкой, гиль;Ой при рабо-едвигателя, а при Выпслнении угла у богее 4014 имеет место преобладающее перемещение алюминиевой массы Вверх с возникновением сминания элОминиево-о сплава поли 4 ии АВ,Согласо фиг.2 алюминиевый сплав при 45нагреве будет расе:И 1.я) ьс я по радиусу (на-дпример, то гка Бд,.;Времестигся в точкуВдл ) и вверх (Ядл - з Вд) ) Соотве)ствую- ощая точка чугуа Вг Переместится в В Порадиусу, Перемеще,е то 4 ки Б," вверх для 50большинства ко 4 структ.вых схем ОВС своздушным охлахсдением Ограничиваетсястальными шпиль(ами, сгягивающими цилиндр и головку к. картеру; величины коэффициентов линей 4 сго расширения 55алюминиевых спгавов, грименяемых дляиэготоеЛения руе)ашек Оклажде 4 и) биметаллических цили Д) )В, Оь 4 чно более ем Вдва раза превышают оэср фициенты пинсйного расширения чугунных гильз а) . Сказанное позволяет пренебречь перемещением точки Вг вверх.Непрерывный гарантированный контакт металлов на расчетном режиме работы двигателя будет обеспечен, если линия Вдл В 4 будет параллельна линии АВ, Велигчину требуемого угла наклона плинии АВ к вертикальной оси цилиндра можно рассчитать при этом по отношению разности термического расширения алюминиевого сплава и чугуна к термическому расширению алюминиевого сплава по высоте с использованием известных выражений для термического расширения металлов:адд 1 едл 1 - а)еу = агсЕс 1 (1)а дл ) Тдл 2где В и 1) - соответственно расстояние от оси цилиндра и от опорной поверхности (СО) до точки В, м,ТдЛ 1, Е) - СООтВЕтСтввннО СрЕдниЕ тЕМ- пературы стенки алюминиевой рубашки и чугуна в зоне высоких температур, С;Тдл 2 - средняя температура стенки алюминиевой рубашк: ниже прямой линии, проходящей через;очки Вдл и Вдл, С,1 оДля опып 4 ого биметаллического цилиндра дизеля ГАЗ, 10 при общей длине оребренной части Н = 0,144 м и радиусе внутренней поверхности В = 0,0525 имеем Ь = 0,096 м, В+ =. 0,0565 м. Величины коэффициентов линейного расширения металлов - агюминиевого сплава а= 2,0 10 1/град и чугуна а = 1,1 10 1/град,Значения температур Тдл 1 =- 166 С, тдл- =- 143 С и е) = 198"С взяты из эксперимента путем термометрирования цилиндра в ряде точек, Термометрирование производилось ермоэлектрическим методом,Изготовление биметаллических ребристых цилиндров предлагаемой конструкции отличается простотой, так как заливку алюминиевого сплава на чугунную гильзу пр)- изводят без предварительной подготовки поверхности чугунной гильзь 4, имеющей место при альфин-процессе и других способах. Также отливку ребристой рубашки можно производить В кокиль, что п 03 ВОлит получить гладкую поверхность ребер, улучшить теплофиэические характеристики цилиндра и повысить мощность двигателя, Цилиндр с предлагаемой конструкцией сопряжения алюминиевой рубашки с чугунной гильзой также можно применить при альфин-процессе или других способах и получить плотное и надежное сопряжение.1686205 формула изобретения Составитель В.ЛобановТехред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец Редактор Е.Папп Заказ 3587 Тираж Подписное Ф ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Биметаллический цилиндр для двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий чугунную гильзу, опору на картер двигателя, ребристую алюминиевую рубашку с верхним торцом и нижней привалочной плоскостью, верхний торец которой расположен ниже верхней привалочной плоскости гильзы, а сопряжение металлов гильзы и рубашки в зоне высоких температур выполнено под углом к линии, проведенной от верхнего торца до начала наименьшей толщины стенки цилиндра, ограниченной линией, параллельной вертикальной образующей зеркала цилиндра, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 5 повышения надежности путем обеспеченияболее полного контакта поверхностей гильзы и рубашки в зоне высоких температур, линия сопряжения поверхностей рубашки и гильзы выполнена по прямой линии под уг лом 1214 О, а нижняя привалочная плоскость рубашки снабжена кольцевым выступом, опирающимся на картер двигателя,