Поршень двигателя внутреннего сгорания со струйным охлаждением

(51)5 Р 02 1" 3 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР 10 МИТЕТОТКРЫТИЯМ Ю 3044ИЗЙ 1 фОГЕКА 2 ся к областино к двигателе- ,ение относ ения, а им Изобр машиност. строению Порше ных деталсгорания кое и те смеси, а передает тела назве го сть ажцаем пол охл ет в ое ф Ко ь является од ей двигателя Он восприни пловое воздейс также через т силовое возде оленчатый валвааЪ ной из основ"внутреннегомаетмеханическитвие горючейалец и шатунйствие рабочего дающего тяжелых сировани ченпю те поэтому предъявл нь,ований,шня,1. двигателей, Издание четвертое, переработанное и дополненное. /11 од ред.А.С.Орлица, И.Г,Круглова.- 11.:Иашиностроение, 1964, с. 117,Тракторные дизели. Справочникпод общей редакцией Б.А.Взорова. -И..Иашнностроение, 1981, с, 203,Заявка. Великобритании Р 1584328,кл. Р 02 У 3/22, опублик. 1981,(54) ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГОСГОРАНИЯ СО СТРУЙ 1 ЬВ 1 ОХЛОДЕНИЕИ(57) Изобретенйе относится к двига-телестроению и позволяет повыситьнадежность и увеличить равномерность охлаждения днища поршня. Гущностьизобретенияпоршень для двигателя внутреннего сгорания с форсункой для подачи масла на охлажление поршня содержит головку 1 с днищем 2 и корпус б, сопряженные между собой с образованием между Мими кольцевой периферийной 7 и центральной 8 полостей охлаждения, связаннйх между собой посредством соединительных каналов 9, подводящие в-периферийную, полость 7 поток охлаждающего масла отверстия 11 и канал 10 для слива масла из центральной полости 8 охлаждения. Соединительные каналы 9 выполнены эксцентрично относительйоосицент- ральной полости 8, выполненной в форме конуса, обраценного основанием к внутренней поверхности 3 днища головки поршня, в вершине которого размещен сливной канал 10, площадь попе- С речного сечения которого меньше или равна суммарной площади поперечных сечений соединительных каналов 9.2 з,п.ф-лы, 6 ил. а4 стна конструкция охл содержащего кольцевую вке поршня для прокачки масла. Поршень работа условиях; а непрерывн е двигателей приводит пловых потоков в порш одним из основных тре яемых к конструкции пде Р 1753000 является обеспечение надежного теплоР 1 - Рг 1 отвода от наиболее нагретых зон. Р =, Г - - - УРа УНаиболее близкой к предлагаемой р(н + - является конструкция охлаждаемого1". поршня, содержащая головку с днищем 5г площадь поперечного сечения и корпус", ;опряженные такйм образом,сливного канала, что между ними образуются централь- Г - площадьпопречного сечения наякольцевая периферийная полости . соединительного каналами охлажденйя, связанные между собой10 Р, . - давление на входе в соедисоединительйъми каналами, и отверстия .нительный канал, в перйферийной полости для подвода Р - давление на выходе из соедиохлащающегомасла, : ,; : ., нительного канала;Недостатком известной конструкции 11 - гидравлический напор в явлются.,неорганизованйость двйжения 15 центральной полости 1 охлаждающего масла в центральной ) - плотность охлаждающего масла; полости и наличие застойныхзон, что. ), - суммарный коэс 4 ициент сопроснпжает зффективность и равномерность тивления соединительного охлаждения поршня. Кроме того; так ;. канала.как отношение площадей сливного 20 Соединительные каналы выполнены Й соедйнитй 1 ьного каналов "не-задано, - так, что наиболее удаленная от оси то в процессе работы двигателя охлаж центральной папости охлаждения об дающая яидкость через сливной канал разующая цилийдрической поверхности большего сечения будет сливаться" каждого Соединительного канала выполбыстрее, чем наполняется центральная 25 иена по касательной к конусной поверх- полость, вследствие чего центральная ности, ограничивающей центральную часть поршня будет охлаждатьсямейееполость охлаждения и направлены на , интенсивно, чем периферийная, что:внутреннюю поверхность днища головки прйведет к значительному перепаду поршня. температур й снижейию йадежйостиЗ 0 Внутренняя поверхность днища го поршня.: . --" ": ловки поршня выполнена в виде конуса,обратного конусу, образующему центцель изобретения - повышение на- . л стхпа ения дежности поршня путем увеличенияр ну л ст хлаждения равномерности охлаждения его днища.: -Благодаря ввпОлненйю соединитель 35 ных каналов, с осями, не пересекауказанная цель достигаетсяющимися с осью центральной полости, что В поршне Для двигателя внутрен- а тем более так, что наиболее удален- него сгорания со струйньщ охлаждениеф, ная от оси центральной полости охлаж".содержащим .головку с днищем и кОРпус дения образующая цилиндрической поСоПряженные между собой с образовж 40 верхности каждого соединительного ем меящу ними центральной и перифе-канала выполйена по касательной к рвйой"кольцевой полостей охлажденияф конусной поверхности ограничивающей связанных м"жду собой посредствомцентральную .11 олость охлаждения ц"соедиййтельных каналов, подводящиепри зтом канаЛы направлены на внутв периферийную полость пото 4 -реннюю поверхность днища головки в пе ийе ийн о полость поток охлажслива масла из центральной полости чейное движение "охлаждающего масла охла ения соединительные каналы выполнены с осями, непересекаощим.с емой поверхности, тем самым обеспес осью центральной полосд 50 чивается интенсификация теплоотдачи с осьюент альной полости а последняя выполнена в форме ко 1 уса обра от поверхности головки поршня к охщенного основанием к внутренней помаслу, верхности днища головки поршня, в вершине которого размещен сливной ка-. Вйполненйе центральной полости нал, площадь поперечного сеченияохлаждения поршня в форме конуса, обра. 55 которого выполнена не более суммарной щенного основанием к внутренней поверх- площади поперечных сечений соедини-ности днйща головки поршня со слив- тельных каналов и может быть опреде ным каналом в его вершине обеспечилена уравнением вает увеличенную площадь контакта5 1753000б охлаждающего масла с охлаждаембйными не пересекающимися с осью цептповерхностью днища головки поршня ральной полости 8,. которая выполнен" в сочетании с уменьшением площадив форме конуса, обращенного основатеплоотдачи в теле поршня, снмметрич- нием к внутренней поверхности 3 дни ность отвода масла со всех частейща 2 головки 1, в вершине которо 5то ого охлаждаемой поверхности, а также пол- размещен сливной канал 10, площадь ный слив масла из камеры вследствиепоперечного сечения которого обеспе" отсутствия застойных зон. .чивает заполнение центральной полостиВыполнение поршня с площадью попе О охлаждающим маслом.Полость 7 соедиречного сечения сливного капала свя- цена с масляной системой двигателя занной с суммарной площадью попереч , (не показана) отверстиями 11, ных сечений соединительных каналов . Другой вариант выполнения поршня уравнением представлен на Фиг. 4-6. Я этом поршне соединительные каналы 9 выполнены Г 1 =2 ---- так, что наиболее удаленная от оси Р 1- Рк. 1 (Н- )Пеитрапьиой полбсти оилаипеиия оьразующая цилиндрической поверхности обеспечивает заполнение охлаждающим " каждого соединительного канала 9 вымаслом центральной полости, .20 полнена по касательной к конуснойВыполнение внутренней поверхности поверхности, ограпичивающей централь- днйща головки поршня в виде обратного ную полость 8 охлаждения. При этом конуса позволяет увеличить охлажда . каналы направлейы на внутреннюю поемую площадь, верхность 3 днища 2 головки поршня.Указанные особенности предлагаемо . Поверхность 3 может быть выполнего поршня в совокупности обеспечива на в зависимости от формы камеры ет интенсивный и равномерный по всей сгорания, например, В виде конуса площади охлаждения теплоотвод, что , обратного конусу, образующему цент- создает уменьшение градиента, темпера ральную полость 8 охпажденияр тур по поверхности днища поршня, а 30 Предлагаемый поршень:изготавливследствие этого повышение надежности вают, например, путем резьбового поршня.соединения стальной, чугунной илиНа фиг. 1 представлен.:, продольньй . из сплава титана головки 1 и конураэрез поршня с соединительными канаса 6 поршня из алюминиевого сплава, лами, не пересекающимися с осью цент З при этом между ними может быть усральной полости; нафиг. 2 - разрез . тановлена чугунная кольцевая простав- А-А на фиг, 1 у на фиг. 3 - разрез . ка с канавками под поршневые кольца. Б-Б на фиг. 21 на фиг. 4 - поРшейь.Внутренние поверхности головки, прос другим вариантом выполнения соеди- ставки и конуса образуют полости охнительных каналов, продольный разрез ,цр лаждениянафиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4 .Поршень работает следующим обна фиг, 6 - разрез Г-Г на фиг. 5, :разом,Поршень для двигателя внутренйего 11 асло из системысмазки припомощи сгорания содержит головку 1 с днйщем : Форсунок, расположенных на блоке 2, имеющим внутреннюю поверхность 3 5 двигателя (не показано), через вер и боковую поверхность с канавками 5 . тикальные отверстия поступает в кольпод поршневые кольца, и корпус 6, со цевую пеРиферийную полость 7, взбалпряженнь 1 е между собой таким образом, тываясь там, охлаждает периферийную что между ними образуется периферий :часть днища и,затем по каналам 9 ная кольцевая полость 7 охлажднния, .5 поступает в полость 8. Поскольку ка которая образована внутренней частью калы 9 выходят в центральную полость боковой поверхности 4 головки 1, пе:8 описанным выше образом, постольку риферийной частью днища 2 и поверх- масло приобретает вращательное двиностью корпуса 6 поршня. жение. Вращаясь и одновременно взбал. Поршень содержит также дпя охлаж .тываясь, масло омывает центральнуюЫ дения центральной части днища 2 часть головки 2 поршня, отбирая центральную полость 8 охлаждения.. тепло, а затем по сливному каналу 10 Полости 7 и 8 связаны между собой" поступает в масляную систему, Так соедиительными каналами 9, выполненфкак соединительные каналы 9 направ1753000лены на внутреннюю поверхность 3 ф о р м у л. а н з о б р е т е н и я днища 2 головки 1, то масляййе струи 1, Поршень двигателя внутреннего ударяются в днище 2 и срывают погра- сгорания со струйным охлаждением, яичный слой масла, увеличивая тем содержащий головку с днищем и корпус, самым коэФФициент теплопередачи,сопряженные между собой с образованна значит, интенсифицнруя теплоотвод.; ем между ними центральной и периФерийной кольцевой полостей охлаждения,Выполненная йо условию равенства связанных между собой посредствомрасходов масла через соедййительние 10 соединительных каналов, подводящие, 9 и сливной 10 каналы площадь сече- в периферийную полость поток охлаж, ния сливного канала 10 обеспечивает дающего масла" отверстия и канал для заполнение центральной полости 8 мас- слива масла из центральной полости лом, Поскольку центральная полость охлаждения, о т л и ч а ю щ ий с я выполнена в виде конуса, в ней не 1 тем что, с цепьюповышения надежобразуется застойных зон, а вращатель-" ности путем увеличения равномерности ное движение подающегося в централь-охлаждения днища поршня, соединитель- ную полость масла в сочетанйи спол- ные каналывыполнены с осями, непе-, ньщ заполнением центральной полости . " Ресекаюшимися с осью центральнойобеспечивает контакт его с нагретыми р полости, апоследняя выполнена в поверхностяии днища"и не позволяет . Форме конуса, обращенного основанием маслу .транзитом перетекать в слиной,к внутренней понерхности днища голов- канал. Как правило, перийериййые по- , ки поршня, и в вершйне которого разверхности днища поршня имеют темпера-. мещен сливной канай, площадь поперечтуру более высоку 1 о, чем центральная 15 ного сеченыкоторого выполнена не поверхность, йоэтому подача охдажден-, .более суммарной площади поперечных ного масла в полость 7 позволяет снятьсечений соединительных каналов. с периФерийной поверхности поршня2. Поршень по п. 1., о т"л и ч а- большее количество тепла, чем с цент-:. ю щ и й с я тем, что соединитель-ральной части 3 днища 2 поршня, "куда З 0 ные- канайь выполнени так, что наиболее масло подается уже более йагреФыми ; удаленная от оси .центральной йолости следовательно, периФерийнйе участки . охлаждения образующая цилиндрической "днища 2 головки 1 поршня будут оЖлаж- поверхности каждого соединительного даться больше, чем центральный учас- . канала выполнена по касательной кток. .конусной йоверхйости, огранйчивающейцентральную полость охлаждения, и наТаким образом,предлагаемый пор- " правлены на внутреннюю поверхность шеньпозволит выравнять температуруднища головки поршня. по поверхности днища головки поРшня :3. Поршень по пп. 1 и 2, о т л и- уменьшить термические напряжения щ ч а ю щ и й с я тем, что внутренняя: и тем самым увеличить надежность поверхностьднища головки поршня вы= его работы, т.е, использование пред- полнена в виде коитуса, обратного колагаемого изобретенйя позвойит"сущест ",. нусу, образующему центральную полость венно повысить допговечность поршня. охлаюения.ваввае е в в е еееавеайааеееавйюаеашв еев ааввеаа вет ваваее ее веевваснно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 Проиэвод аказ 2745.НИИПИ Госу,Тираж Я чарственного. коми 113035, Моск1 , Подписноета по изобретениям и открытиям при ГКН а , Ж5 , Раушская наб . , д , 4 / 5