Поршень для двигателя внутреннего сгорания

 

ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ пре1)гмущественно дизельного , содержащий головку, снабженную кольцевыми канавками с установленными в них компрессионными кольцами, причем верхние и нижние торцевые поверхности канавок и колец соответственно выполнены под углом . Я i 43f одна к другой, отличающийс . я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения эксплуатационных характеристик, величины углов выполнены в соответствии с соотношением -.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

WUWHIIH

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.OTHPblTiO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AB TOPCNOMV C EV шением но. (21) 3516716/25-06 (22) 01. 12.82 (46) 23. 06. 84. Бюл. Ф 23 (72) А.Ф. Шеховцев, А.Н.Журавлев, Б.С.Еременко, Н.В.Игнатьев, . А.А.Костин, В.В.Перебоев и В.К.Мороз (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина, Харьковский завод тракторных двигателей и Головное специализированное конструкторское бюро по двигателям (533 621. 43-242 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1586906, кл. F 02 F 5/00, опублик.

1981 (54) (57) ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно дизельного, содержащий головку, снабженную кольцевыми канавками с установленными в них компрессионными кольцами, причем верхние и нижние торцевые поверхности канавок и колец соответственно выполнены под углом

SU„„1099118 А

3(д) F 02 F 3/00; F 02 К 5/00 однакдругой, отличающийс. я тем, что, с целью повипения надежности путем улучшения эксплуатационных характеристик, величины углов выполнены в соответствии с соотно— (0,3 - 0,7) 2 Э вЂ” (0,3 — 0,6)

Ы1 Ы2 ЫЭ где о о 2 д Э вЂ” углы между верхними торцевыми поверхностями первого, второго и третьего колец и I канавок соответственно; г з торцевыми поверхностями первого, второго и третьего колец и канавок соответствен! 099 t г с4 Ж (0,3 — 0;7); г — (0,3 — 0,6), Ъ

40 где о, с, углы между верхними . тор це выми по верх но с тями первого, второго и третьего колец и канавок соответственно1 углы между нижними торцевыми поверхностями первого, второго и

- третьего колец и кана50 .вок соответственно.

На фиг. 1 показан поршень в сборе, на фиг. 2 — схема работы известного поршня1 на фиг. 3 — схема работы пред-„ лагаемого поршня. ф5

Предлагаемый поршень состоит as головки 1 с камерой 2 сгорания и канавками 3-5 для компрессионных коИзобретение относится к машино-. строению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания.

Известен поршень для двигателя внутреннего сгорания, преимуществен, но дизельного, содержащий головку, снабженную кольцевыми канавками с установленными в них компрессионными кольцами, причем верхние и нижние тор.10 цевые поверхности канавок и колец соответственно выполнены под углом одна к другой 1 g.

Недостатком известного поршня является низкая надежность иэ-за несо- 15 ответствия эксплуатационных характеристик торцевых поверхностей второго и третьего компрессионных колец и канавок поршня, вызванного влияниями перераспределения отведенной теп- 20 лоты между кольцами и их торцевыми поверхностями.

Целью изобретения является повышение надежности поршня путем улучшения эксплуатационных характеристик. 25

Поставленная цель-достигается тем, что в поршне для двигателя внут" реннего сгорания, преимущественно дизельного, содержащем головку, снабженную кольцевыми канавками с установ 10 ленными в них компрессионными кольцами, причем верхние и нижние торцевые поверхности канавок и колец соответственно вшпалнены под углом одна к другой; величины углов выполнены в

35 соответствии с соотношением

18 2 лец 6-8. Поверхности канавок 3-5 обра зованы поверхностями 9-11 параллельными боковой поверхности 12 поршня„ соединенными с поверхностью 12 верхними 13-15 и нижними 16-18 торцевыми поверхностями. В канавках 3-5 установлены компрессионные кольца 6-8, подвижно соединенные верхними l9-21 и нижними 22-24 торцевыми поверхностями с верхними 13-15 и нижними 16-18 торцевыми поверхностями канавок 3-5 поршня. Между торцевыми поверхностями компрессионных колец 6-8 и канавок 3-5 выполнены углы: по верхним торцевым поверхностям соединенийо(, oC> 0 5 по нижним /5 р (3 /5

При воздействии на поршень неравномерно распределенных по его поверх.ностным тепловых и механическим нагрузок происходит изменение первоначальной формы и относительного расположения торцевых поверхностей канавок 3-5 компрессионных колец 6-8 (фиг. 2). Величина изменений геометрических параметров канавок 3-5 (пунктирная линия) пропорциональна величине действующих тепловой и механической нагрузок. Для каждого соединения компрессионного кольца с канавкой изменение ее первоначальных геометрических параметров различно вследствие отличия количества теплоты, отводимой через каждую торцевую поверхность и через каждое кольцо. Величины изменений геометрических размеров и формы зависят от расположения теплопроводящих и теплоотводящих поверх.ностей поршневого узла. Воздействие тепловых и механических нагрузок в зонах каждого соединения торцевых поверхностей компрессионных колец 6-8 е и канавок 3-5 вызывает большие перемещения наружных кромок канавок 3-5 в точках пересечения торцевых поверхностей 13-18 с боковой поверхностью 12 поршня чем внутренних, образованных пересечением торцевых поверхностей 13 и 18 с поверхностями 9-11 изза частичного ограничения их "свободного" перемещения. При соединении компрессионных i олец 6-8 канавками 3-5 поршня, выполненном с одинаковыми углами наклона подвижно соединенных торцевых поверхностей 13-24 (фиг . 2), воздействие тепловых и механических нагрузок приводит к появлению между ними дополнительных угловЫ,, а(, g.,, рг, p,, . Это у ает цадь контакта в соединениях, снижает ко1099118

3 личество отведенного тепла в стенку гильзы и повышает температуру поршня 1 в зоне канавок 3-5, что вызывает дальнейшее увеличение углов е „-а, э.

Г

Уменьшение площади теплового и механического контакта в подвижных соединениях увеличивает контактные давления на торцевые поверхности компрес-, сионных колец 6-8 и канавок 3-5, а следовательно, их износ, а значит надежность и работоспособность всего поршневого узла. Повышение надежности и работоспособности поршневого узла достигается путем увеличения площади контакта на торцевых подвижно соединенных поверхностях компрессионных колец 6-8 и канавок 3-5 при действии на поршневой узел тепловых и механических нагрузок. Увеличение площадей контакта достигается путем соединения компрессионных колец 6-8 с канавками 3-5 поршня 1, выполненных под углами Ы ct2 dC /3 Р /3 25

1 (фиг. 3), равными величинам углов с4, г 3 Ра Рэ ! f зующихся при тепловом и механическом нагружении поршневого узла, выполнен.ного с параллельными торцевыми поверхностями в их соединениях (фиг. 2).

Максимальная величина площади контакта по всем верхним подвижно соединенным торцевым поверхностям компрессионных колец 6-8 и канавок 3-5. достигается путем выполнения этих поверхностей под различньии углами и определяется соотношением — -= (0,3-0,7), 2 Сэ

1 2

Меньшее предельное значение соответствует поршневым узлам с камерой 2 сгорания в поршне типа Тессельман", а большее предельное значение соответствует поршневым узлам с камерой 2 сгорания в поршне типа "ЦНИДК".

Вследствие неравномерного подвода теплоты по нижним торцевьм поверхностям 16-18 канавок 3-5, а также из-эа различной площади контакта нижних и верхних торцевых поверхностей канавок 3-5 и колец 6-8, обусловленной формой применяемых компрессионных колец, величины углов по нижним торцевым поверхностям каждой канавки 3-5 различны и определяются соотношением г эз (0,3 — 0,7).

Меньшее предельное значение соответствует поршневьм узлам с несиммет ричными, например односторонне трапецевидными, кольцами, когда площадь верхнего торцевого соединения больше площади нижнего торцевого соединения.

Большее предельное значение соответствует поршневьм узлам с симметричными компрессионнымикольцами 6-8 например прямоугольными.

Улучшение эксплуатационных характеристик поршня, т.е. повышение пло-щади контакта,с соединениях деталей поршневого узла, достигаемое первоначальным выполнением подвижно соединенных торцевыс поверхностей компрессионных колец и канавок поршня под различными углами одна к другой, выполненных по установленному соотношению, позволит повысить надежность и работоспособность поршневого кольца, снизит угар масла и его старение.

1099118

1099118

z А

Составитель В.Лобанов

Техред Л. Коцюбняк Корректор О. Билак

Редактор В.Данко

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4344/30 Тираж 524 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5