Поршень

О П И С А Н И Е ( )964211ИЗОБРЕТЕН ИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союэ СоветскихСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кл.Р 02 Г 3/14 1 Ьеударстмнхый комитет СССР дв делам кзобретекнй н открытий(72) Автор, изобретения Харьковский ордена Ленина политехнический йнститут. им, В. И. Ленина(54) ПОРШЕНЬ 1Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, применительно к поршням с тепло- защитными покрытиями.Известен поршень из легкого спла 5 ва для двигателя внутреннего сгорания, содержащий корпус и выполненную в его днище камеру сгорания с размещенной в ней теплоизолирующей вставкой поверхности которой выполнены с выступами 1Недостатком известйого поршня является низкая надежность поршня изза перегрева вставки, ее высокой температуры и. неравномерного отвода теплоты от вставки, а также различных значений коэФФициентов линейного расширения материалов вставки и поршня; ограниченная возможность предела форсировки двигателя, вызванная 20 повышением термического сопротивления поршня с ростом тепловой нагрузки что вызывает рост температуры поверхности вставки; низкая темпера 1 тура поверхности вставки на частичных нагрузках, что снижает экономичность двигателя.Цель изобретения - повышение надежности поршня. Указанная цель достигается тем, что вставка выполнена многослойной с основным и наружными слоями и сое динена с корпусом поршня, при помощи упругого элемента, причем размеры слоя вставки выполнены в соответствии с соотношениемЬ(0,1-0,5)ас 0,01 Ьдй 005 Ь(с + д) т -6 0,5 агде а - толщина основного слоя;Ь - толщина наружного слоя;с - высота выступов со стороныкамеры сгорания;д - высота выступов со стороныкорпуса поршня;т - толщина упругого элемента.9642 На Фиг, 1 показан поршень со вставкой и упругим элементом; на Фиг, 2 " донышко поршня со встав- кой с двумя наружными слоями при толщине упругого элемента, равной сумме высот выступов на поверхностях наружного слоя вставки и тела донышка поршня; на Фиг. 3 - то же, с одним нарун ным слоем при толщине упругого элемента больше суммы высот выступов на поверхностях вставки и тела донышка поршня,Поршень ( фиг,1) состоит из тела 1, выполненного из легкого сплава (например, силумина), донышка 2, со- И стоящего из тела поршня 1 и вставки 3, соединенной с телом поршня 1 упругим элементом 4, Вставка 3 образует камеру 5 сгорания и установлена в полость 6 тела поршня 1. Встав 20 ка 3 многослойная (фиг.2) состоит из основного 7 и наружных 8 слоев или одного наружного 8 слоя (фиг 3). На поверхности наружного слоя 8 со стороны камеры 5 сгорания выполнены 25 выступы 9 и со стороны тела 1 донышка поршня-выступы 10. Между выступами 10 на наружном слое 8 и выступами 11 на поверхности тела донышка поршня расположен упругий элемент 4 тол: зо щиной, равной сумме высот выступов 10 и 11 (фиг,2) и больше суммы высот выступов 10 и 11 (Фиг,3). Вставка 3 имеет один наружный слой 8 ( при вы-полнении основного слоя 7 из прозрачного для теплового излучения пламени материала), на поверхностях ко торого выполнены выступы 9 и 10. Поршень работает следующим образом, 40Подведенный к поверхности наружно го слоя 8 вставки 3 тепловой поток уменьшается за сцет частичного или полного отражения его лучистой составляющей. Поглощенный наружной поверхностью 8 вставки 3 тепловой поток подводится к основному слою 7 вставки без изменения, так как наружный слой 8 вставки 3 имеет высокую теплопроводность. В то же вре Ц мя за счет теплопроводности тепловой поток перераспределяется вдоль поверхности вставки, что выравнивает ее температуру за счет снижения температуры в наиболее нагретых местах 55 вставки, Основной слой 7 вставки 3 подвергается воздействию уже выравненного стационарного теплового по 11 4тока, который уменьшается за счетнизкой теплопроводности основногослоя 7 вставки 3.Перераспределение теплоты вдольвставки 3 основным слоем 7 не осуществляется. Основной слой 7 вставки3 полностью гасит колебаний температуры. вызванные циклическим воздействием подводимого теплового потока и при переходных режимах нагружения. Второй наружный слой 8 выравнивает тепловой поток аналогично пер.вому слою, подводимый к упругому элементу 4, чем предохраняет его отместных перегревов, Упругий элемент 4 снижает температуру тела донышка поршня 1 и компенсирует разни=цу относительных перемещений телапоршня 1 и вставки 3, вызванных ихнеодинаковыми нагревом и отличиемкоэффициентов линейных расширенийматериалов. При этом упругий элемент 4 обеспечивает не зависящее оттемпературного состояния поршня 1 ивставки 3 значение термического сопротивления. Высота выступов 10 наповерхности наружного слоя 8 и 11,а также на поверхности тела донышка2 обеспечивает заданную толщину слояупругогоэлемента 4, т.е. его термическое сопротивление. Тело донышка2 поршня дополнительно снижает иугар.Таким образом, предлагаемое устройство поршня увеличивает снижениепотерь теплоты с ростом тепловой нагрузки. Как показал эксперимент, проведенный с предлагаемым поршнем,переход двигателя с режима холостого хода до полной нагрузки изменяетатемпературу тела поршня на 10 С ау поршня штатного исполнения на 50 о70 С. Это же повышает надежностьпоршня,Формула изобретения Поршень из легкого сплава для двигателя внутреннего сгорания содержащий корпус и выполненную в его днище камеру сгорания с размещенной в ней теплоизолирующей вставкой поверхности которой выполнены с выступами, о т л и ц а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения надежности, вставка выполнена многослойой с основным и наружными слоямисоединена с корпусом поршня припомощи упругого элемента, причем размеры вставки выполнены в соответствии с соотношениемЬ=(0,1-0,5)ас 0,01 ЬЬй 0,5 Ь. Ь - толщина наружного слоя; 96 а 11с - высота выступов со стороны камеры сгорания; а - высота выступов со стороны корпуса:поршня; 5 - толщина упругого элемента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании Ю 1519617, кл. Е /В; опублик. 1978.964211Составитель В. ЛобановРедактор С.Крупенина Техред М,Тепер Корректор Ю. Макаренкоетет иеетет е е тите т и иииие УС" т 4Заказ 7582/8 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Ж, Раущская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4