Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания

(191 111)151) 4 Р 02 Р 3/14 ВСЕСОН)Гч ВТОРСНОМ ЕТЕЛЬСТ очн стии напоследнружная единени рхнос гее п. 1, о тем, что кольцевой 2. П чающ нительн ршень и допол- лостью ко,й снабже охлаждени 3, Пор тво СССР 1980.что ча ь по- словлнена адке2, о тчто ча ыполнена аропрочн и -Ф Я в го й ловке, во вст б. Поршень ч а или высту охлаж г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР(54)(57) 1. ПОРШЕНЬ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГОСПЛАВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ, содержащий камеру сгораниявыполненную в головке, и кольцеобразную жаропрочную вставку, сопряженную по наружной поверхности сее горловиной, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, поршень содержит кольцевуюнакладку с центральным отверстием,выполненную из материала поршня,внутренняя поверхность отверстиявыполнена в виде усеченного конуса,большее основание которого обращено в сторону камеры сгорания, и жая вставка размещена владки и жестко связанай и с головкой, причемоверхность вставки выптветствии с внутреннейью накладки,ч а ю щ и и с я тем лости охлаждения вып ке, а часть - в накл 4. Поршень по п. ч а ю щ и й с я тем полости охлаждения в ловке, а часть - и ж вставке. 5, П чающ полостиоршень по п. 2, о т л и -и й с я тем, что частиохлаждения выполнены в гоавке и накладке,.по пп. 2-5, о т л ии й ся тем, что накладкаавка снабжены кольцевымм, размещенным в полостиния, 1219836Изобретение относится к машино/(,строению, а именно к двигателестроению, и может быть применено в поршнях двигателей внутреннего сгоранияс упрочненной кромкой камерысгорания,Цель изобретения - повышение надежности,На фиг, 1 показан поршень с упрочненной кромкой камеры сгорания, на фиг, 2 -то же, с полостью охлаждения, выполненной в головке и накладке,на фиг. 3 - то же, с полостью охлаждения, выполненной в головке ивставке, на фиг. 4 - то же, с полостью охлаждения, выполненной вголовке, вставке и накладке; нафиг. 5 - то же, жаропрочная вставкакоторого снабжена кольцевым выступом, на фиг, 6 - то же, с кольцевымвыступом на вставке и накладке,на фиг. 7 - то же, с полостью охлаждения в .головке, одной из стеноккоторой является накладка, на фиг. 8 -то же, с полостью охлаждения, в головке верхняя стенка которой образована вставкой", на фиг. 9 - то же,с полостью охлаждения в головке,верхняя стенка которой образованавставкой и накладкой.В головке поршня 1 с камерой2 сгорания в зоне кромки камеры 2сгорания имеется кольцевая жаропрочная вставка 3, которая прикрепленак корпусу поршня 1 совместно снакладкой 4 по конусной границе .раздела 5, Кроме того, в головкепоршня 1 может быть выполнена полость6 для охлаждения, причем часть поверхности накладки 4 или вставки 3,или поверхность накладки и вставкиодновременно могут быть частью поверхности полости 6 для охлаждения(фиг. 7-9), или часть полости 6 может располагаться в накладке 4 иливставке 3, или вставке и накладкеодновременно (фиг. 2-4). Кроме того,кольцевая вставка 3 может иметьвыступ 7 в полость 6 охлажденияили выступ образуют вставкой 3 инакладкой 4 одновременно (фиг, 5 и 6).Сборка происходит в следующей последовательности.На центрирующий буртик поршня 1 надевается медная кольцевая вставка 3, а затем накладка 4, которую изготавливают так, что при сборке конические поверхности соприкасаются, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 нижняя поверхность накладки не соприкасается с поверхностью днища поршня, и остается зазор 0,05-0,1 мм.Наличие зазора при сварке с нагревом и приложением давления обеспечивает пластическую деформацию на границе между накладкой и кольцевой вставкой. Все детали перед сборкой обезжиривают и защищаютПосле сборки поршень устанавливают в вакуумную камеру, откачивают воздух, производят нагрев до 500 С и на накладку сверху прилагают давление 50-60 кгс/см . В результате нагрегва и давления происходит пластическая деформация по границе конусного соединения между накладкой 4 и вставкой 3 до тех пор, пока не происходит соприкосновение накладки с поршнем.Выдержка под давлением и при температуре в течение нескольких минут обеспечивает протекание диффузионных процессов, характерных для диффузионной сварки, Время выдержки, нагрев и давление выбираются такими, что обеспечивается диффузионная сварка и сводится к минимуму образование интерметаллидов на границе соединения алюминий-медь. Выполнение крепления кольцевой вставки к поршню совместно с накладкой иэ алюминиевого сплава (материала поршня), имеющих конусную границу соединения, обеспечивает надежную работу поршня. Так как накладка выполнена из материала поршня, то она достаточно прочно и качественно приваривается к порш.ню беэ образования хрупкой интерметаллидной прослойки на границе сварки. При сварке накладки со вставкой и вставки с поршнем возможно образование интерметаллидной прослойки, что характерно для алюминиевых сплавов при сварке с другими материалами (медь, сталь)Интерметаллидная прослойка по границе сплавления является хрупкой и склонной к разрушению при знакопеременной нагрузке. Однако наличие конусной границы соединения вставки с накладкой препятствует отрыву вставки от поршня при образовании трещин и других дефектов по границе сварки разнородных металлов и, соот ветственно, аварии двигателя,Для снижения температуры в головке поршня у форсированных двигателей в корпусе поршня целесообразно выполнять перед сваркой полость охлаждения, причем в зависимости от конструкции поршня, его форсировки полость располагают так, что улучшается теплоотвод от вставки. В этом случае часть поверхности встаьки является частью поверхности полости .для охлаждения. Для 1каждого конкретного случая выбирается определенная форма выполнения и расположения полости охлаждения и вставки.Для дизеля Д 240 диаметром 110 мм с камерой сгорания типа ЦНИДИ поршень изготовляют из трех частей: из сплава Ал 25 (поршень 1), медной вставки 3 и накладки 4 из сплава Ал 25 и соединяют в целое диффузионной. сваркой. Для этого поршень 1 изготавливают на 5 мм короче и обтачивают с припуском 1,5-2,5 мм по боковой поверхности. 121983 Г)В центре заготовки поршня 1 прнпроточке торцовой части со стороныкамеры 2 сгорания оставляется центрирующий буртик диаметром 35 мм (дляустановки на него кольцевой вставки 3 при сварке). При окончательноймеханической обработке камеры сгорания буртик срезается.Кольцевую вставку 3 толщиной10 5 мм штампуют из медного листа иобтачивают: внутренний диаметр35 мм для посадки на центрирующийбуртик в поршне 1, наружная поверхность коническая с углом при осноОванин корпуса 45 и диаметром основания 60 мм.Накладку 4 отливают из материалапоршня (сплав Ал 25) в виде кольцаи протачивают внутреннее отверстие20 коническое, соразмерное с наружнойповерхностью кольцевой вставки 3,наружный, диаметр, соразмеренный споршнем 1,После чего производят сборку25 деталей./ Заказ 130 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 7 г Тираж 523НИИПИ Государственного комите по делам изобретений и открь 13035, Москва, Ж, Раушская Подписно та СССР тий наб., д. 4/