Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области дизелестроения и решает задачу увеличения долговечности втулки путем снижения пиковых напряжений в концентраторе под буртиком втулки. Снижение растягивающих пиковых напряжений обеспечивается с помощью напрессованного на втулку по посадке с натягом стального кольца и сужения опорной площадки втулки со стороны картера . При этом наружный диаметр кольца равен наружному диаметру буртика втулки исходной конструкции. Высота кольца должна быть меньше высоты буртика, чтобы между торцом и опорной поверхностью картера остался зазор. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 02 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фи2 5 (2!) 4752494/06 (22) 24.10.89 (46) 07.01.92. Бюл. М 1 (71) Московский автомобилестроительный институт (72) P.È.Eíãàëû÷åâ и M.Á.Èâàíèé (53) 621.43 (088,8) (56) Патент ФРГ

hk 3419003, кл. F 02 F 1/00, опублик. 1985. (54) БЛОК ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к области дизелестроения и решает задачу увеличения

„„. Ж„„1703845 А1 долговечности втулки путем снижения пиковых напряжений в концентраторе под буртиком втулки, Снижение растягивающих пиковых напряжений обеспечивается с помощью напрессованного на втулку по посадке с натягом стального кольца и сужения опорной площадки втулки со стороны картера. При этом наружный диаметр кольца равен наружному диаметру буртика втулки исходной конструкции. Высота кольца должна быть меньше высоты буртика, чтобы между торцом и опорной поверхностью картера остался зазор. 3 ил.

1703845

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания. Наиболее ответственной деталью дизельного двигателя является втулка цилиндра, подверженная циклическим нагрузкам и температурному воздействию, опасной зоной в этой детали является область под буртиком втулки, Буртик нагружается силами со стороны крышки блока цилиндров P и со стороны опорной поверхности картера двигателя О. При этом материал, расположенный вблизи от опорных поверхностей буртика, находится в растянутом состоянии, и напряжения, возникающие в буртике от сжимающих сил P =

0, будут растягивающими.

Максимальные растягивающие напряжения сосредоточены в районе концентратора под опорной поверхностью буртика.

Переменные нагрузки, действующие на втулку при работе дизеля. приводят к возникновению усталостных трещин в зоне концентратора, вследствие чего происходит разрушение опорного буртика задолго до . истечения нормативного ресурса цилиндропоршневой группы двигателя.

Известны различные методы снижения концентрации напряжений во втулке цилиндра, например, выполнение более плавного перехода от буртика к посадочной поверхности. Концентрацию напряжений снижают при помощи дополнительного разгружающего надреза трапецеидального сечения, наносимого на опорную поверхность буртика вблизи от основного концентратора. При этом напряжения в основном концентраторе уменьшаются. а в дополнительном увеличиваются, В результате перераспределения напряжений их максимальный уровень снижается, но такую операцию можно осу цествить не всегда, Если диаметр втулки 0 > 500 мм, надрез оказывается неэффективным, и максимальные напряжения не снижаются, а возрастают, Более выгодным оказывается нанесение дополнительной выточки в виде фаски. При этом опорная поверхность со стороны картера сужается, а сила 0 смещается к оси втулки. Причем, чем шире фаска, тем уже опорная поверхность и ниже пиковые напряжения. Но черезмерно увеличивать ширину фаски нельзя, так как на опорной площадке увеличиваются снижающие напряжения, которые могут стать выше предела прочности материала (e данном случае чугуна) на сжатие и привести к преждевременному выходу втулки из строя. Кроме того, отсутствует универсальная зависимость, с помощью которой находят геометрические параметры дополнительного концентратора для л ю бой втул ки.

Целью изобретения является увеличение долговечности втулки посредством снижения пиковых растягивающих напряжений под буртиком.

Поставленная цель достигается путем создания в опасной зоне сжимающих напряжений, Для этого втулка выполняется сборной, На наружную поверхность буртика напрессовывается стальное кольцо с натягом. Высота кольца на 2 — 3 мм меньше высоты буртика, чтобы опорная площадка со стороны картера была уже, чем во втулке исходной конструкции. Чтобы обеспечить достаточные сжимающие усилия на втулку со стороны напрессованного кольца и одновременно не допустить черезмерногО возрастания сжимающих напряжений в опасной зоне, отношение ширины кольца к ширине опорной поверхности втулки со стороны картера двигателя находится в пределах

0,18 — 0,37. Такие размеры кольца позволяют обеспечить натяг, достаточный для снижения растягивающих напряжений под буртиком втулки.и увеличить долговечность втулки.

На фиг.1 изображена расчетная схема нагружения буртика втулки; на фиг,2 — буртик втулки с дополнительной раэгружающей выточкой в виде фаски; на фиг.3- предлагаемая конструкция втулки.

Изобретение состоит иэ втулки 1, кольца 2, картера 3 двигателя.

При сравнении фиг.2 и фиг.3 видно. что максимальный диаметр втулки ОмВ»с при напрессованном кольце не изменяется по сравнению с исходной конструкцией втулки. При выполнении втулки предлагаемой конструкции опорная площадка со стороны картера 3 сужается, и равнодействующая сил давления 0 смещается ближе к оси втулки 1. Ширина кольца по диаметру равна — 0,18 - 0,37, а высота таРма»с — D» кова, чтс между кольцами и опорной поверхностью картера остается зазор h = 0.05 - 0,08 от высоты кольца в осевом направлении, где 0 — внутренний диаметр кольца;

0» — внутренний диаметр опорной поверхности картера двигателя.

Тогда при коэффициенте затяжки крепежных деталей А = 1,25...2.0 относительное снижение напряжений по сравнению с серийной втулкой составляет д = 10 — 6,3;(, соответственно. Такое снижение пиковых напряжений в опасной зоне детали обеспечивает увеличение ее долговечности не менее, чем в два раза.

Формула изобретения

Блок цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащий гильзу цилиндра с

1703845

Составитель А.Гладких

Редактор И.Ванюшкина Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Заказ 48 Тираж Подписное

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 верхним опорным буртом и наружной цилиндрической поверхностью, размещенной в отверстии блока, причем опорный бурт гильзы размещен в кольцевой расточке блока с цилиндрической боковой поверхностью, и кольцо. установленное с натягом на наружной цилиндрической поверхности опорного бурта, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности путем снижения пиковых растягивающих напряжений под опорным буртом, ширина кольца выбирается в соответствии с соотношением — = =0,18 — 0,37, 0иакс 0к

5 где 0.8 — наружный диаметр кольца;

0 — внутренний диаметр кольца;

О» — внутренний диаметр опорной поверхности блока, а между нижней торцовой поверхностью кольца и опорной поверхно10 стью блока выполнен зазор, равный 0.05—

0,08 высоты кольца в осевом направлении,