Поршень для двигателя внутреннего сгорания

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ИДЕТЕЛЬСТВ У К АВТОРСКОМ Ь, Точ тавляе ершина 1 Орце 8, аорце 9,6 плоскости ершины профи плоскостирстий поде глубин тально сь отв ля юбки д проходяще поршневой алец, дугам 6 по го сечени опереч угам и профил парабо перечно в соответ иями. вух па- ффектива смазсоотно в ви лови ого р 1 Я ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕН ще ни и п орши я в Положение верши т положения цен(54) ПОРШЕНЬ НЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобрете механические выполнена в и оляет сни а трение. ть бк по ри гласно уст спечиваетжения порш нии м с аль 4,стиоперечочкообнен в ныи профил е совокуп ои и имеет оторый вып ил. з. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 21) 4089723/25-06(71) Харьковский политехническийинститут им,В.И.Ленина и Головноеспециализированное конструкторскоебюро по двигателям средней мощности(56) Гинцбург Б.Я. и др. Профилирование юбок поршней, М.: Машиностроение, 1973, с.30. верхней и нижней параболка сопряжения последнихсобой вершину 7 профиляпараболы 5 расположена нвершина 11 параболы 6Вершины 11 образуют овалторца 9. Расстояние от в сечения юбки определнии с определеннымиВыполнение профилярабол обеспечиваетного гидродинамически при осевом перемобоих направлениях.ны 7 в зависимостира 15 массы поршняленному соотношениюномерность боковогоИзобретение относится к двигателестроению, а именно к конструкциипоршней двигателей внутреннего сгора.ния, имеющих бочкообразно-овальнуюформу боковой поверхности,Целью изобретения является снижение механических потерь на трение.На фиг.1 показан поршень с бочкообразно-овальной формой боковой поверхности на фиг.2 - сечение А-А нафиг1.Поршень содержит головку 1 и юбку 2, которая снабжена отверстиями 3для поршневого пальца. Юбка 2 выпол гнека в поперечном сечении овальнойи имеет бочкообразный профиль 4, который выполнен в виде совокупностиверхней 5 и нижней 6 парабол . Точкасопряжения ветвей парабол 5 и 6 20представляет собой вершину 7 профиля 4, Юбка 2 поршня ограничена верхним 8 и нижним 9 торцами, Вершина 10верхней параболы 5 расположена наверхнем торце 8, а вершина 1 нижней 25параболы 6 - на нижнем торце 9,Геометрическим местом вершин 7 профиля 4, расположенных в горизонтальной плоскости, является кривая 30 овала 12 поршня. Геометрическим местом вершин 10 верхних парабол вплоскости верхнего торца 8 юбки 2 является кривая овала 13 поршня. Аналогично вершины 11 нижних парабол 35 также образуют овал в плоскости торца 9.Расстояние ш от вершины 7 профиля 4 до горизонтальной плоскостиВ-В, проходящей через ось 14 отверс тий 3 для поршневого пальца, пропорционально расстоянию 1 от этой плоскости до центра 15 массы поршня и определяют его из соотношения ш =(0,9,1,8)1. Длина Ь юбки 2 45 является суммой длин Ь и Ьучастков, образованных соответственноверхней 5 и нижней 6 параболами,Глубины Кв и Кц профиля 4 в местах расположения вершин 10 и 11 па рабол 5 и 6 переменны по дугам поперечного сечения юбки 2, Величиныглубин профиля 4 максимальны в диаметральной плоскости С-С, перпендикулярной оси 14 отверстий 3 для порш невого пальца и минимальны в диаметральной плоскости, совпадающей сосью 14. Изменение глубин К в и К профиля 4 по дуге поперечного сечения юбки 2 определяют из следующим уравнения:К = (0,12,0,24) - 0,03 мК = (0,05,0,10) - 0,01 ь, где К - глубина профиля 4 в местерасположения вершины 10 параболы 5, измеряемая пооси У в плоскости торца 8юбки 2;К- глубина профиля 4 в местерасположения вершины 11 па"раболы 6, измеряемая по осиУ в плоскости торца 9 юбки 2;0 - угловая координата по дугепоперечного сечения поршняс началом отсчета от диаметральной плоскости С-С изменяется в пределахЦ0 с2Поскольку поршень имеет две вертикальные плоскости симметрии, то изменение величин К в и К рассмотренотолько в одной четверти, т.е. при изменении угла м от 0 до е /2, В остальных четвертях К в и К изменяютсяаналогичным образом.Показатели степени Пв и П парабол 5 и 6 переменны по дугам поперечного сечения юбки 2 и величины ихмаксимальны в диаметральной плоскости С-С, перпендикулярной оси 14 отверстий 3 для поршневого пальца, иминимальны в диаметральной плоскости,совпадающей с осью 14. Изменение показателей степени Пв и Пц по дугепоперечного сечения юбки 2 определяют из следующих уравнений:Пв = (1 ф 83,5) - 0,20 ь,П = (2,5,3,5 ) - 0,05 ы,где Пв и П ц - показатели степени соответственно верхней 5и нижней 6 парабол.Исходными для построения криволинейной боковой поверхности юбки поршня являются координаты кривой 12 овала поршня, длина юбки и положение центра 15 массы поршня относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось 14 отверстий для поршневого пальца.На основе этих данных определяют положение вершины 7 профиля 4 и в зависимости от угла сс - величины Кв, К, Пв и Пн.Затем находят текущиеординаты верхней Х и нижней Хпарабол профиля юбки 2 по формуламх 1 1- Кв 1 -при Ь х 0; 5 в Ь -х 1 п 1 У = К 1 - (-) при Ь х-Ь ч нм- в и Во время работы двигателя поршень совершает возвратно-поступательное осевое движение и в пределах зазора в цилиндре - боковое перемещение. При этом за счет выполнения профиля 4 предлагаемого поршня в виде совокуп ности двух парабол 5 и 6 обеспечиваются условия эффективного гидродинамического режима смазки при осевом перемещении поршня в обоих направлениях. 20Равномерность бокового движения поршня реализуется вследствие выбранного положения вершины 7 профиля 4 в зависимости от положения центра 15 массы поршня согласно установленному 25 соотношению,Формула изобретения1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку и юбку, снабженную отверстиями под поршневой палец, выполненную в поперечном сечении овальной и имеющую бочкообразный профиль, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью снижения механических потерь на трение, бочкообразный профиль юбки образован совокупностью двух парабол, верхней и нижней, и его вершина расположена в точке пересечения ветвей последних и отстоит вниз от горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец, на расстоянии, пропорциональном удалению от той же плоскости центра массы поршня, а глубины профиля в местах расположения вершин верхней и нижней парабол и показатели степени этих парабол переменны по дугам поперечного сечения юбки и их величины максимальны в диаметральной плоскости,50 перпендикулярной оси отверстий под поршневой палец, и минимальны в диаметральной плоскости, совпадающей с этой осью.2, Поршень по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что расстояние от вершины профиля юбки до горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец, выполнены в соответствии в соотношениемш = (0,9,1,8)1,где ш - расстояние от вершины профиля по горизонтальной плоскости, проходящей через ось отверстий под поршневой палец;1 - расстояние от центра массыпоршня до той же плоскости,3. Поршень по п.1 о т л и ч а ющ и й с я тем, что изменение глубин профиля по дугам поперечного сечения юбки определено в соответствии с уравнениямиК = (0,120,24) - 0,03 оС Кц (0,05, ,0,10) - 0 01 всгде К и К - глубины профиля в местах расположения вершинсоответственно верхнейи нижней парабол;К - угловая координата подуге поперечного сечения поршня с началомотсчета от диаметральнойплоскости, перпендикулярной оси отверстийпод поршневой палец,изменяется в пределахО с оси /2,4, Поршень по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что. изменение показателей степеней верхней и нижней парабол по дугам поперечного сеченияюбки определены в соответствии суравнениямиП = (1,83,5) - 020 в;Ец (2,53,5) - 0,05 фсгде 11 в и П - показатели степени соответственно верхней инижней парабол.3373846 Составитель М.БондаревТехред М,Дидык Корректор М,Пожо актор А.Долинич Заказ 546/26 Тираж 505 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий