Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания

(51)5 Е 02 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ГОсудАРстпенныйПО ИЗОБРЕТЕНИЯМГ Р И ГКНТ СССР Ьф; .,(56) Авторское свидетельство СССРМг 943423, кл, Р 02 РЗ/14, 1980,(54) ПОРШЕНЬ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГОСПЛАВА ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ(57) Использование: область двигателестроения, а именно конструкции поршней дляФорсированных двигателей внутреннегосгорания, Сущность изобретения: поршень Изобретение относится к двигателестроения, а именно к конструкциям поршней для форсированных двигателей внутреннего сгорания,Известен поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с приваренной накладкой иэ жаростойкой стали, э с целью достижения антрифрикционных качеств боковая поверхность поршня покрывается пористым хромом,Однакос его использованием не обесгечивэется повышение надежности путем исключения задирообразования, так как применение хрома как материала с низкими" теплопроводными свойствами создает отрицательный эффект дополнительного теплового расширения алюминиевого поршня, Кроме того, хром обладает сравнительно низкими антифрикционными свойствами,1 содержит камеру сгорания 2, днище 3, жэропрочную накладку 4 и кольцевой охлаждающий элемент 7. Последние выполнены путем детонационного напыления, причем охлаждающий элемент 7 выполнен из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами, например из медиа жаропрочная накладка 4 - в виде керметного покрытия изкарбида вольФрама или храма с кобальтовой или никелевой связкой. Толщина керметного покрытия вокруг горловины 9 камеры сгорания 2 плавно занижена в сторону днища 3 поршня 1, Кроме того, занижение горловины 9 камеры сгорания 2 может быть обеспечено за счет выполнения фаски 10 на кромке 11 камеры сгорания 2, а толщина керметного покрытия при этом постоянна по всей длине площади ., днища 3 поршня 1. 5 з.п, ф-лы, 2 ил,фс что наряду с его высокой твердостью приводит к повышенному износу гильзы цилиндрэ, ь.Наиболее близким к изобретению является поршень из алюминиевогосплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания, выполненную в головке, кольцедержатель и жаропрочную накладку на днище.Известная конструкция поршня позволяет повысить термостойкость кромки камеры сгорания. Однако при форсировании двигателя удары кромки камеры сгорания о крышку цилиндра ослабляют крепление жаропрочной накладки, причем не устраняются разрушение указанной кромки вследствие возникающей деформации и появление,задиров на боковой поверхности поршня.10 15 20 25 30 35 40 50 Целью изобретения является повышение надежности путем исключения задиро-.образованияс одновременнымповышением антифрикционных свойств боковой поверхности поршня, устраненияударов горловины камеры сгорания о головку цилиндров и кавитационного разрушения днища поршня,Указанная цель достигается тем, что впоршне иэ алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания на боковую поверхность головки, ограниченную днищемпоршня и кольцедержателем, установленкольцевой охлаждающий элемент, перекрывающий боковую кромку жаропрочной накладки, причем горловина камеры сгоранияплавно занижена в сторону от днища поршОхлаждающий элемент выполнен из ма-териала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами; например измеди,а жаропрочйая накладка выполнена ввиде керметного пскрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой сэкой.Занижение горловины камеры сгоранияобеспечиавается за счет выполнения фаскина кромке камеры сгорания, а толщина керметного покрытия - постоянная по всейплощади днища поршня,Занижение горловины камеры сгоранияобеспечивается за счет плавного уменьшения толщины керметного покрытия вокруггорловины камеры сгорания в сторону отднища поршня,За счет наличия на боковой поверхности головки поршня кольцевого охлаждающего элемента из материала с высокимитеплопроводными и антифрикционнымисвойствами, например из меди, обеспечивается устранение задирообразования путемповышения антифрикционных свойств боковой поверхности поршня и улучшениятеплоотвода от головки и жаропрочной накладки в тело цилиндра,Выполнение жаропрочной накладки ввиде керметного покрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой связкой предохраняетповерхностьднища поршня от явления кавитации благодаря структуре детонационного покрытия,состоящего из крупных монолитных образований, значительно превосходящих размерисходных порошков, и остаточной пористости, не превышающей 1.Кроме того, занижение горловины каме- .ры сгорания обеспечивается эа счет выполнения фаски на кромке камеры сгоранияпри постоянной толщине керметного покрытия по всей площади днища поршня или же эа счет плавного уменьшения толщиныкерметного покрытия вокруг горловины камеры сгорания в сторону от днища поршня,Конструктивное занижение .толщины жаропрочной накладки предохраняет от механического разрушения кромкукамеры сгорания поршня о головку цилиндра,Еа фиг, 1 изображен поршень с жаропрочной накладкой переменной толщины и кольцевым охлаждающим элементом на его боковой поверхности, общий вид; на фиг, 2- то же, с жаропрочной накладкой постоянной толщины, установленной на поверхности днища поршня, плавно понижающейсявокруг горловины камеры сгорания к ее кромке,Порщень 1 содержит камеру сгорания 2 и выполненные путем детонационного напыления по всей площади днища 3 поршня жаропрочную накладку 4, выполненную ввиде керметного покрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой связкой., а,на боковой поверхности головки 5 поршня 1, ограниченной днищем3 и кол ьцедержателем б кольцевой охлаждающий элемент 7, перекрывающий боковую кромку 8 жаропрочной накладки 4. Толщина жаропрочной накладки 4 вокруг горловины9 камеры сгорания 2 плавно занижена всторону отднища 3 поршня на величину пь Жаропрочная накладка 4 может быть выполнена по всей площади днища 3 постоянной толщины, а занижение горловины 9 на величину Ь 2 обеспечивается за счет выполнения фаски 10 на кромке 11 камеры сгорания 2,Плавное занижение Ь толщины жаропрочной накладки 4 или Ьг днища 3 вокруг горловины 9 определяются, исходя из условия обеспечения возможно большего приближения нагретой кромки 11 к горизонтальнойповерхности жаропрочной накладки 4.В процессе работы двигателя на форсированном режиме под воздействием высокотемпературного газового потока поршень 1 нагревается и, расширяясь, уменьшает радиальный зазор между поршнем и цилиндром. Кольцевой охлаждающий элемент 7 снижает температуру поршня, отводя тепло от него в тело цилиндра, и препятствует проникновению газов к кольцам (на чертежах не показано), устанавливаемым на кольцедержателе б, обеспечивая прирабатываемость пар трения беэ заклинивания и образования задиров. Жаропрочная накладка 4уменьшает количество тепла, передаваемого днищу 3, и тем самым также снижает температуру поршня 1. Крометого. при нагреве поршня 1 кромка 11 камеры сгорания 2 выпучивается, а предусмотренное конструктивное занижение кромки 11 исключает влияние ее выпучивания на работу двигателя. В процессе работы двигателя в условиях многотопливности (например, бензина), когда поверхность днища 3 подвергается микроударному воздействию кавитации, жаропрочная накладка 4 на днище 3 защищает его поверхность от кавитационного разрушения,Формула изобретения 1, Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания, выполненную в головке, кольцедержатель и жаропрочную накладку на днище, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повь;шения надежности путем исключения задирообразования с одновременным повышением антифрикционных свойств боковой поверхности поршня, устранения ударов горловины камеры сгорания о головку цилиндров и кавитационного разрушения днища поршня, на боковую поверхность головки поршня, ограниченную днищем поршня и кольцедержателем, установлен кольцевой охлаждающий злемент, перекрывающий боковую кромку жаропрочной накладки, причем горловина камеры сгорания плавно занижена в сторонуот днища поршня.2. Поршеньпоп.1, отличающийся5 тем, что охлаждающий элемент выполнен из. материала с высокими теплопроводными и энтифрикционными свойствами,3. Поршень по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что охлаждающий элемент выпол 10 нен из меди,4. Поршень по пп.1 - 3, отли ч а ю щий с я тем, что накладка выполнена в видекерметного покрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой15 связкой.5, Поршень попп. 1 - 4, отличэ ющий с я тем, что занижение горловины камерысгорания обеспечивается за счет выполнения фаски на кромке камеры сгорания, а20 толщина керметного покрытия постояннапо всей площади днища поршня.6, Поршень по пп, 1 - 4, отл ич а ю щ ий с я тем, что занижение горловины камерысгорания обеспечивается за счет плавного25 уменьшения толщины керметного покры-тия вокруг горловины камеры сгорания,1747728 Составитель Т,ГайдамакРедактор В, фельдман Техред М,Моргентал рректор А.Осауле при ГКНТ ССС роизводственн Заказ 2485 ВНИИПИ Гос Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10