Поршень

 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено для повышения термостойкости поршней. Цель изобретения - повышение долговечности поршней путем увеличения сопротивления растрескивания кромки камеры сгорания (КС). В головке поршня 1 расположена камера сгорания 2, кромка 3 которой упрочнена зоной переплава 4, которая в сечении имеет форму разностороннего треугольника с большей стороной на днище, равной (0,23-0,35)H, и меньшей стороной, равной (0,12-0,175)H, вдоль образующей камеры сгорания. В поршне 1, имеющем дельтовидную КС, зона упрочнения днища в радиальном направлении от кромки КС ограничена окружностью, соответствующей максимальному диаметру КС. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)5 F 02 F 3 14

1 1

ОПИСАНИЕ HSOEPETEHI4g

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (023 075 H

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4628772/25-06 (22) 29.12.88 (46) 07.11.90. Бюл. № 41 (71) Московский автомеханический институт (72), Ш. Н. Лалай, А. М. Димитренко, Л. X. Арустамов, В. П. Белов, A. В., Шалай, А. А. Лизунов, Г. Г. Меньшенин и А. Г. Веревкин (53) 621.432-242.3 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1379987, кл. В 23 P 15/10, опублик. 1974. (54) ПОРШЕНЬ (57) Изобретение относится к двигателестроению и может быть применено для повышения термостойкости поршней. Цель

„SU,, 1605008 А 1 изобретения — повышение долговечности поршней путем увеличения сопротивления растрескивания кромки камеры сгорания (КС). В головке поршня 1 расположена камера сгорания 2, кромка 3 которой упрочнена зоной переплава 4, которая в сечении имеет форму разностороннего треугольника с большей стороной на днище, равной (0,23—

0,35) Н, и меньшей стороной, равной (0,12—

0,175) Н, вдоль образующей камеры сгорания. В поршне 1, имеющем дельтовидную

КС, зона упрочнения днища в радиальном направлении от кромки КС ограничена окружностью, соответствующей максимальному диаметру КС. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1605008

Формула изобретения

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть применено для повышения термостойкости поршней двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение долговечности поршня путем увеличения сопротивления растрескивания кромки камеры сгорания.

На фиг. 1 представлен поршень с дельтовидной камерой сгорания (КС); на фиг. 2— то же, со сферической КС.

В головке поршня 1 расположена КС 2, кромка 3 которой упрочнена зоной переплава 4 (фиг. 1). Эта зона имеет в сечении форму разностороннего треугольника с большей стороной на днище, равной (0,23 — 0,35)Н, и меньшей стороной, равной (0,12 — 0,175) Н, вдоль образующей КС.

В поршне 1, имеющем дельтовидную КС 2, зона упрочнения днища в радиальном направлении от кромки КС ограничена окружностью, соответствующей максимальному диаметру КС (фиг. 2).

Пример 1. Поршень диаметром 105 мм дизеля Д-120 имеет КС чашеобразной формы с радиусом 30 мм. На заготовке поршня плазменной дугой произведен переплав металла со стороны днища на длине

10 мм и глубиной 3 мм, ближе к центру глубина перел пава увеличивается. Подобным образом выполнена часть заготовок поршней с легированием медью (2О) и иттрием (О,ЗО) при переплаве. После токарной обработки поршня кромка КС находится в зоне переплава, имеющей в сечении форму криволинейного треугольника.

На днище поршня зона переплава имеет длину 7,2 (0,32 Н) мм, на образующей

КС вЂ” 3,8 (0,16 Н) мм. Твердость НВ: зона переплава без легирования 105 — 110, с легированием 125 — 130, сплав АЛ-25 90 — 95.

Пример 2. Поршень диаметром 110 мм дизеля Д-240 имеет дельтовидную КС типа

ЦНИДИ с радиусом горловины 19 мм и с максимальным внутренним диаметром КС

62 мм. На заготовке поршня произведен переплав металла в зоне кромки КС со стороны днигца на длине 14 — 16 мм и глубиной

3 — 5 мм, ближе к центру КС глубина переплава увеличивается. Таким образом, после механической обработки поршня кромка КС находится в зоне переплава. На днище поршня эта кольцевая зона имеет наибольший диаметр 62,3 мм, соответствующий максимальному внутреннему диаметру КС. Таким образом, в сечении кромки КС длина переплава на днище составляет 12,3 мм (0,342 Н), а вдоль образующей — 5,4 мм (0,15 Н) .

Поршни подвергают термоциклическим испытаниям на безмоторном тепловом стенде (БТС) МАМИ. Основное требование, предьявлявшееся к испытаниям, заключается в том, чтобы характер термонагружения поршней на БТС соответствовал характеру их термонагружения на резкопеременных режимах работы дизеля в условиях эксплуатации.

Термостойкость кромок КС оценивают по следующим показателям: числу N циклов термонагружения до появления первой трещины длиной 0,5 мм, суммарной длине всех трещин (Q,), а также максимальной длине трещины (g ).

Результаты испытаний позволяют установить, что предлагаемый поршень имеет более высокую термостойкость: по N в 1,6—

l,8 раза, noQ в 1,5 — 1,7 раза и по 8 в

1,4 — 1,7 раза.

Введение в зону переплава легирующих элементов (медь 2Я, иттрий О,ЗЯ) повышает термостойкость предлагаемого поршня: по N в 1,9 — 2,1 раза, по Q, в 1,8 — 2,0 раза и по 1.„„р в 1,8 — 2,0 раза.

1. Поршень из алюминиевого сплава повышенной термостойкости для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с камерой сгорания, острая кромка которой снабжена упрочняющим слоем, выполненным при помощи переплава, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности путем увеличения сопротивления растрескивания кромки камеры сгорания, поперечное сечение кромки выполнено в виде разностороннего треугольника, большая сторона которого лежит в плоскости днища и имеет длину, равную (0,23 — 0,35) Н, где Н вЂ” расстояние от кромки камеры сгорания до периферии головки, а меньшая сторона — на образующей камеры сгорания и составляет (0,l2 — 0,135) Н.

2. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что при использовании дельтовидной камеры сгорания зона переплава на днище в радиальном направлении от кромки камеры сгорания ограничена окружностью, соответствующей максимальному внутреннему диаметру камеры сгорания.

1605008

Уиг. 2

Составитель В. Лобанов

Редактор А. Мотыль Техред А. Кравчук Корректор Л Патай

Заказ 3442 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Га арина, 101