Поршень

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСовиалистическихРеспублик4(23) Приоритет Опубликовано 3007,82. Бюллетень Мо 28 Дата опубликования описания 30.07.82 53 УДК 621. 43-2421088,8),А.Ф.Шеховцов, А.Н.Журавлев, О.П.Волоин,.И.Ь;Ковапь, Б,С.Еременко, Н,В.Игнатьев и П.П.Гон аровский. Харьковский ордена Ленина политехнический,институтимВ.И. Ленина и Головное. специаАИ:.цщдванное " конструкторское бюро по двигателям средней мощйости"(72) Авторы изобретения(54) ПОРШЕНЬ 5 д (2 - 4)а,Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению.Известен поршень для двигателя.внутреннего сгорания, содержащий кор.пус с выполненной в его днище камерой сгорания и вставку под верхнеепоршневое кольцо, внутренняя поверхность которой выполнена по параболе .1.Недостатками известного поршняявляются низкая надежность соединения вставки с поршнем из-за высокихтемпературных напряжений; высокаятемпература внутренней поверхностикамеры сгорания, особенно кромки;высокая стоимость вставки из-за использования дорогостоящих сплавов,имеющих одинаковую температурнуюзависимость физико-механическихсвойств со свойствами материалапоршня.Цель изобретения - повышение надежности соединения вставки с поршнем путем снижения температурныхнапряжений,указанная цель достигается тем,что ось симметрии параболЫ и бис.сектриса угла между касательной к:образующеи поверхности камеры сгорания и днищем поршня образуют между собой угол С, равный 5-30 , акоординаты вершины параболы располо-.жены в соответствии с соотношениемс = (10 - 2,0)а,д й 1,5 Ъ,.,где с и д - координаты вершины па 10раболы соответственно отбоковой поверхности поршня и от верхней плоскости поршневой канавкиа - глубина поршневой канавкиу15 Ь - высота поршневой канавки.Кроме того, часть внутренней поверхности вставки образована симметричными касательными к параболе, точка пересечения которых расположена2 О в соответствии с соотношением Фгде 1 и В - координаты точки пересечения соответственноот боковой поверхностипоршня и от верхней плоскости поршневой канавки,На фиг. 1 изображен поршень со вставкой под первое поршневое коль 947454 4 фцо; на фиг. 2 - сечение вставки под поршневое кольцо, внутренняя поверхность которой образована кривой второго порядка (параболой); на фиг. 3 то же, частью окружности и касательными к ней, 5Поршень (фиг. 1) состоит из тела 1 со вставкой 2 под первое поршневое кольцо, наружняя поверхность 3 вставки 2 образует часть боковой поверхнос. ти поршня и поверхность канавки 4 10 под первое поршневое кольцо. Внутренняя поверхность 5 вставки 2 образована вращением кривой второго порядка (параболы) вокруг оси 6 поршня. Внутренняя поверхность 5 вставки 2 сим метрична, причем ось 7 ее симметрии составляет с биссектрисой 8 угла, образованного пересечением боковой поверхности 9 камеры сгорания (касаТельной к ее образующей) и донышком 2 О 10 поршня, угол а.= 5 - 30 . Вершина А кривой второго порядка, образующей внутреннюю поверхность вставки (фиг, 2 и 3), расположена на расстоянии с = (1,5-2)а (где а - глубина 25 канавки) для поршневого кольца от боковой поверхности .3 по направлению к оси 6 поршня и на расстоянии 01,5 Ь (где Ь - высота канавки) от ее верхней плоскости вверх по направлению к головке поршня. Как вариант ( фиг.3,) внутренняя поверхность 5 вставки 2 образована частью окружности 11 и касательными 12 к части окружности 11. Точка пересечения В касательных 12 лежит на расстоянии Г = (2 д 4)а и35 на расстоянии не более В2 Ь. Точка пересечения оси симметрии вставки, образованной частью окружности 11 и касательными 12, с биссектрисой угла определена аналогично вершине 4 О образующей поверхности 5, Причем нижние предельные значения. координат точек А и В а также величина угла с( соответствуют поршням с закрытой камерой сгорания типа ЦНИДИ, верх иие предельные значения - открытым камерам сгорания типа Гессельман. При работе двигателя тепловой поток распространяется от наиболее нагО ретой части поршня - кромки 9 камеры сгорания - к менее нагретой, имеюцей наибольший коэффициент теплообмена с окружающей средой - поверхности канавки 4 первого поршневого кольца. Вставка 2 имеет в этом направ ленни минимальную толцину, а следовательно, и термическое сопротивление, что снижает температуру поверхности камеры сгорания и головки поршня в целом. Нижняя часть вставки 2 не защищает перемычку между поршневыми кольцами от подвода теплоты, что приводит к повышению температуры перемычки и нижней части вставки 2. Таким образом, указанная геометБлагодаря выполнению внутренней поверхности 5 вставки 2 в виде плавной кривой второго порядка, например параболы или части окружности 11 и касательных 12 к ней, она не имеет концентраторов напряжений, а значит снижает местную интенсивность напряжений во вставке 2 и зоне соедине-. ния ее с теплом 1 поршня. Формула изобретения 1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус с выполненной в его днище камерой сгорания и вставку под верхнее поршневое кольцо, внутренняя поверхность которой выполнена по параболе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем снижения температурных напряжений, ось симметрии параболы и биссектриса угла между касательной к образующей поверхности камеры сгорания и днищем поршня образуют между собой угол о, равный 5-30 , а координаты вершины параболы расположены в соответствии с соотношением 2,0) а, с 3 1,5 Ь,координаты вершины параболы соответственно от боковой поверхности поршня и от верхней плоскости поршневой канавки," глубина поршневой канавкирвысота поршневой канавки. с =(1,0 где с и д 2. Поршень по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что часть внутреннейповерхности вставки образована симметричными касательными к параболе,точка пересечения которых расположенав соответствии с соотношением(2-1)а, Е 2 Н,рия вставки 2 и параметры ее установки относительно поршневой канавки икамеры сгорания, а именно расположение вершины кривой, образующей внут.реннюю поверхность вставки 2 и нап-равление оси 7 симметрии относительно направления теплового потока (биссектрисы 8 угла), способствуют снижению температуры внутренних слоев поршня в верхней части вставки 2 и увеличению - в нижней. Такое перераспределение теплоты по телу 1 поршня ивставки 2 увеличивает температурныеперемещения материала поршня в нижней части и уменьшает в верхней радиальные и касательные напряжения, аследовательно, и интенсивность напрякений в .теле 1 поршня, вставке 2и зоне их диффузионного соединения.947454 г.Я Составитель В. ЛобаноТехред И. Рейвес Корректор М. Кост едактор И. Мих Заказ 5583/52 ИИП 113035,лиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул,Проектная где Г и И - координаты точки пересечения соответственно отбоковой поверхности поршня и от верхней плоскос;ти поршневой канавки,Тираж 552 Государственног елам изобретени осква, Ж, Ра Источники информации,принятые во внимание.при экспертизе