Поршень для двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК1590596 00 1)5 ГО Ы ОгоМ Ц 1 ДлЩ 1) Б. О ,р САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМ М 33филиал Гаучно-исследутаи В.И.Су88.8)детельство2 Е 3/00, 1 осударстве овательско СССР84. АТЕЛЯ ВН ится к машиновигателестроению но при изготоввнутреннего сгозволяет снизить жении поршень - ртер, расход мас 3)Н)Н 4) ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(21) 4460219/25-06 (22) 06,06.88 (46) 07.09.90. Бюл. (71) Челябинский ного союзного н тракторного инстит (72) А. П. Маслов (53) 621.43-242.3 (О (56) Авторское сви1249183, кл. Г 0(54) ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВ РЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относ строению, а именно к д и может быть использов лении поршней двигателей рания. Изобретение по потери на трение в сопря гильза, прорыв газов в ка Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания,Цель изобретения - повышение надежности путем снижения потерь на трение.На фиг. 1 показан поршень со стороны отверстия под поршневой палец; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1.Поршень содержит головку 1 и юбку 2, в центре которой расположено отверстие 3 под поршневой палец. Противолежащие боковые образующие 4 юбки поршня составляют несимметричную фигуру, у которой высота профиля в верхней и нижней частях юбки для первой и второй образующих выбрана по отношению ла на угар и склонность к задирам. Это достигается организацией жидкостного режима трения в указанном сопряжении и уменьшением минимального зазора между юбкой поршня и гильзой за счет изменения формы профиля образующей поверхности поршня. Форма образующей поверхности поршня выполнена с учетом действующих на поршень сил и моментов и обеспечения благоприятных условий для возникновения гидродинамического режима трения и теплового состояния поршня. Форма образующей поверхности поршня выполнена в виде несимметричной фигуры по оси поршня относительно центра отверстия под поршневой палец, у которой высоты профиля в начале и в конце длины юбки поршня для левой и правой образующей выбраны по определенному соотношению. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. где Н, Н - высота профиля образующейсоответственно в верхней и нижней частях юбки для первой образующей;Нз,Н 4 - высота профиля образующей со- (С)ответственно в верхней и нижней ф частях юбки для второй образующей.Условные кривые 5 сопряжения противолежащих боковых поверхностей юбки поршня проходят в зоне так называемых холодильников (срезов на юбке напротив пальцевого отверстия), которые ограничены кривыми 6, и образуют массив боковых образующих юбки поршня, формирующий гладкие выпуклые криволинейные поверхности, выполненные переменными по высоте юбки поршня. Угол 6, ограничивающий этот массив, связан соотношением1590596 25 формула изобретения 30 1. Поршень для двигателя внутреннегосгорания, содержащий головку и юбку с отверстием под поршневой палец, форма которой в проекции на плоскость, перпендикулярную оси отверстия под поршневой палец, образована выпуклой кривой, несимметричной оси поршня относительно центра отверстия под поршневой палец, причем в сечении высота профиля первой образующей юбки в верхней ее части высоты 40 профиля этой образующей в нижней частиюбки, отличающийся тем, что, с целью пов ышения надежности путем снижения потерь на трение, форма юбки для первой и второй образующих выбрана по соот ношению: Нз)Н)Н)Нг, где Н и Нг - высота профия образующей, соответственно, в верхней и нижней частях юбки для первой образующей, Нз и Н 1 - высота профиля образующей соответственно в верхней и нижней частях юбки для второй об 6=0,5839 Х+30,где О - угол в градусах, охватывающиймассив криволинейных образующих боковых поверхностей юбки поршня в плоскости, перпендикулярной оси поршня.Форма юбки, поршня строится следующим образом.За основу соответствующих боковых образующих юбки берутся выпуклые криволинейные профили бочкообразного типа с точкой перегиба, не лежащей на середине длины юбки, и выполнены в виде: для первой образующей У=Н - (Н - Нг)(0,000216 Х++ 0,02966 Х+ 1), для второй образующей 1 г=1 Нз - (Нз - Н 4) -(0,0003115 Х ++0,04268 Х+ 1),где У,Х - координаты высоты и длины профиля боковой образующей юбки поршня; 1. - длина юбки поршня 10 6 10 - 4 Д(Н (12 7 10 - 4 Д.1,3310 +О(Нг(2,66 10 д;13,33 10 .О(Нз(15,33; 10 403,0 10 0(Н(5,33 10 О. В объемном представлении массив боковых образующих юбки поршня формирует гладкие выпуклые криволинейные поверхности, ограниченные с обоих сторон пальцевого отверстия зонами холодильников. Поршень работает следующим образом.При ходе поршня вниз от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ) на такте Выпуск боковая сила прижимает его постоянно одной стороной к стенке гильзы цилиндра. Поскольку несущее гидродинамическое давление смазки в зазоре юбка поршня - гильза цилиндра образуется только на сужающихся навстречу вектору скорости потока смазки участках криволинейного профиля юбки 2 поршня, несущим оказывается участок (в-г), воспринимающий действие боковой силы и отвечающий указанному условию возникновения маслянного клина. Величина гидро- динамического давления определяется.отношением зазоров по торцам образованного маслянного слоя, Соотношение зазоров на участке (в-г) такое, что соответствует максимальной несущей способности и большему гидродинамическому давлению слоя смазки. Таким образом, данный участок поверхности поршня при данных условиях находится в жидкостном режиме трения. 5 10 15 20При выходе двигателя на режимы наминальной мощности и максимального крутящего момента или близкие к ним происходит тепловая и силовая деформации образующей поверхности юбки поршня. Силовая деформация на образующую поверхности юбки поршня оказывает значительно меньшее влияние, чем тепловая, поэтому ею можно пренебречь.Тепловая деформация выражается в том, что кроме общего увеличения диаметра поршня деформируется образующая поверхность высот профиля Н 1 и Н 4, которые уменьшаются на эту величину деформации. В этом случае отношение зазоров по торцам образованного смазочного слоя становится таким, что оно соответствует высоким параметрам коэффициентов несущей способности и сопротивления сдвигу в слое смазки, и жидкостный режим трения может быть реализован. Обеспечение высоких параметров несущей способности слоя смазки на эксплуатационных режимах позволяет повысить надежность работы поршня путем снижения механических потерь на трение и уменьшения вследствие этого опасности износа и задира трущихся поверхностей юбки поршня и гильзы цилиндра. разующей, причем криволинфрце образующие выполняются в соответствии с соотношениями: для первой образующейУ= Н 1 - (Н- Нг))(0,000216 Хф+1590596 Я СЯИНКО ПЛЬЗБьждрп где 0,6 10 й(Н 1(12,7 10 40;1 33, 10- 4 Д, -Н (2 66 10 - 4 У),13,3310 0(Нз(15,33 10 0;3 0 10 0(Н 4(5,33 10 .О,У, Х - координаты высоты и длины профиля боковой образующей юбки поршня; ПЯ С 77 ЯНКО ИЛЬЗБолачдрпЩ 0 и Е - диаметр и длина юбки поршня соответственно.2, Поршень по п. 1, отличающийся тем, что в плоскости, перпендикулярной оси поршня, боковые образующие юбки составляют массив, ограниченный углом 6, изменяющимся по высоте юбки в соответствии с соотношением 6=0,5839 Х+30.из водст Редактор Л Заказ 269 НИИПИ Госдарственного коми13035, Москва нно издательский Сос ехред А ираж 4 ета по ж - омбинавитель А. Гл Кравчук2 изобретениям 5, Раушская ат Патент, г. кихКорректор И, МускаПодписноеоткрытиям при ГКНТ ССаб., д. 4/5Ужгород, ул, Гагарина, О