Биметаллический цилиндр для двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением

 

Изобретение относится к двигателестроению, может быть использовано при проектировании биметаллических цилиндров двигателей с воздушным охлаждением и позволяет повысить надежность цилиндра путем обеспечения более полного контакта гильзы и оребренной рубашки. Цилиндр имеет чугунную гильзу 1 и алюминиевую сребренную рубашку 2. Их сопряжение осуществляется по контактной поверхности 3, расположенной под углом 12...14 к линии, проведенной от верхнего торца до начала наименьшей толщины цилиндра. В процессе работы за счет данного конструктивного выполнения повышается надежность контакта гильзы и рубашки в зоне высоких температур . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 02 F 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698561/06 (22) 01.06.89 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (71) Нижегородский политехнический институт и Горьковский автомобильный завод (72) Б.П.Платонов, С.Г.Пургин, А.Б.Платонов и Н.А.Кузьмин (53) 621.43-222.3 (088.8) (56) Патент ЕПВ O 0054181, кл. F 02 F 1/06, опублик. 1982. (54) БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЦИЛИНДР ДЛЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С

ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к двигателестроению, может быть использовано при про, SU, 1686205 Al ектировании биметаллических цилиндров двигателей с воздушным охлаждением и позволяет повысить надежность цилиндра путем обеспечения более полного контакта гильзы и оребренной рубашки. Цилиндр имеет чугунную гильзу 1 и алюминиевую оребренную рубашку 2. Их сопряжение осуществляется по контактной поверхности 3, расположенной под углом 12...14 к линии, проведенной от верхнего торца до начала наименьшей толщины цилиндра, В процессе работы за Счет данного конструктивного выполнения повышается надежность контакта гильзы и рубашки в зоне высоких температур. 2 ил.

1 686205

Изобретение относится к области дви-!

Дтелестроения, В час1 4ссти к констр1|кции ребристого !!Илиндра,цвигателей Внутреннего сгорания с воздушным охлаждением.

Цель изобрета!Кия — повыше!!ие надеж- 5 ности путем обеспече!!!Ия более полного контакта говерхно T8LI чугунной гильзы и а л к) м и н и 8 У О и р у б а! ш к ! 11 О линии и х с 0 г! !) ЯЖОНИЯ В ЗО!48 ВЫСОКИХ Tei Г!8РЭТУР Г1РИ L! I)гр8У8 цилинДра во Время р 3100TbI ДВигателя. 10

HB фиг. показан реб!)истыЙ цили!!д!); !

4а фи! 2 .;!! чen I 1!а ф!

Цилиндр имеег -!угунную гильзу 1 и алк)миниевую рубашку 2, сопряжение металлов (АВС) осуществляется Ilo ксгнтактной повер- 15 х!!Ости 3, Опора агюмини! .80А рубашки >4а картер двигателя Осу..1ествляется по ниж-!!ей привалочной плоскости CD. Точка А принадлежит Верх!!Вму ТОГ цу рубашки. Гочка В -- конец линии сопряжения металлов в 20 зоне высоких темпера)ур, !!Ыпол!4яем!ОЙ под углом у= 12...14" (от 1-очк»! А) к вертикальной линии для обеспечении постоянного контакта чугуна и ал!Оминиевого сплава в процессе термического раoøèpåL4èÿ метал- 25 !!0!3 ВO время работы двигателя, Положение тОчки В задается пересечсi.i»elи прЯмой! АВ и прямой Г, спределя!О!цей минимально воэ мо>кну! толщину д ст41!!к! Чугунной гиг!ьзы с точки зрения проч IOcTII, . 30

Оптимизация peIJ..8I4LI

Установлено, ° то при eыполнении угла 35 у меньше 12 имеет меслго преобладающее перемещение ал!Оми!!.!евс и массы по радиусу с образованием зазор"-, !eжд) а»ioI«IIIJL4евой рубашкой гиль:!Ой при рабо!-е двигателя, а при Вып.-.!лнении угла у более 40

14 имеет место преоблада!Ощее перемегцение алюминиевой массы вверх с возникноВением смина!4ия эл!Омин!!8ВО 0 cfli1383 I!0

ЛИ!4ИИ АВ, Соглас!!о фиг.. алюминиевый сплав при 45 нагреве будет расширятьс я по радиусу (нао пример, точка Бд.! Переместится в точку

Вдл ) и BBep)< (Бдл -+ Вду ), СоответствуюО, ... 1 щая точка чугу!!а Е! переместится и В! 00 радиусу, Перемеще!!!;8 ТО4ки Б,;" вверх для 50 большинства констр„,<тив!!ых схем ОБС с воздушным охлах<дением Ограничивается стальными шпиль<амrt, стягивающими цилиндр и головку к. картеру; величины коэффициентов линей 4

Непрерывный гарантированный контакт металлов на расчетном режиме работы двигателя будет обеспечен, если линия

Вдл В4 будет параллельна линии АВ, Велиг чину требуемого угла наклона плинии АВ к вертикальной оси цилиндра можно рассчитать при этом по отношению разности термического расширения алюминиевого сплава и чугуна к термическому расширению алюминиевого сплава по высоте с использованием известных выражений для термического расширения металлов:

< 4» * ТДЛ1 - I -t )L R t у = arctg (1) аул !1 Тдл) где В* L< h — соответственно расстояние от оси цилиндра и от опорной поверхности (CD) до точки В, м, тдл1, ta — соответственно средние температуры стенки алюминиевой рубашки и чугуна в зоне высоких температур, С;

Тдл — средняя температура стенки алюминиевой рубашк!: ниже прямой линии, проходящей через;-очки Вдл и Вдл, С.

1 о

Для опып4ого биметаллического цилиндра дизеля ГАЗ-542, 10 при общей длине оребренной части Н = 0.144 м и радиусе внутренней поверхности R = 0,0525 имеем h

= 0,096 м, R+ =- 0,0565 м. Величины коэффициентов линейного расширения металлов— аг!юминиевого сплава a= 2,0 . 10 1/град и чугуна а= 1,1 . 10 1/град.

Значе!4ия температур tAyll =- 166 С, тдл- =- 143 С и t< = 198"С взяты из эксперимента путем термометрирования цилиндра в ряде точек. Термометрирование производилось термоэлектрическим методом, Изготовление биметаллических ребристых цилиндров предлагаемой конструкции отличается простотой, так как заливку алюминиевого сплава на чугунную гильзу nphизводят без предварительной подготовки поверхности чугунной гильзы, имеющей место при альфин-процессе и других способах.

Также отливку ребристой рубашки можно производить в кокиль, что п03ВОлит получить гладкую поверхность ребер, улучшить теплофиэические характеристики цилиндра и повысить мощность двигателя. Цилиндр с предлагаемой конструкцией сопряжения алюминиевой рубашки с чугунной гильзой также можно применить при альфин-процессе или других способах и получить плотное и надежное сопряжение.

1686205

Формула изобретения

Составитель B.Ëoáàíoa

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М,Максимишинец

Редактор Е.Папп

Заказ 3587 Тираж Подписное й

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Биметаллический цилиндр для двигателя внутреннего сгорания с воздушным охлаждением, содержащий чугунную гильзу, опору на картер двигателя, ребристую алюминиевую рубашку с верхним торцом и нижней привалочной плоскостью, верхний торец которой расположен ниже верхней привалочной плоскости гильзы, а сопряжение металлов гильзы и рубашки в зоне высоких температур выполнено под углом к линии, проведенной от верхнего торца до начала наименьшей толщины стенки цилиндра, ограниченной линией, параллельной вертикальной образующей зеркала цилиндра, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения надежности путем обеспечения более полного контакта поверхностей гильзы и рубашки в зоне высоких температур, линия сопряжения поверхностей рубашки и гильзы выполнена по прямой линии под уг10 лом 12...14О, а нижняя привалочная плоскость рубашки снабжена кольцевым выступом, опирающимся на картер двигателя.