Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: область двигателестроения, а именно конструкции поршней для форсированных двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: поршень 1 содержит камеру сгорания 2, днище 3, жаропрочную накладку 4 и кольцевой охлаждающий элемент 7. Последние выполнены путем детонационного напыления, причем охлаждающий элемент 7 выполнен из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами, например из медиг а жаропрочная накладка 4 - в виде керметного покрытия из карбида вольфрама или храма с кобальтовой или никелевой связкой. Толщина керметного покрытия вокруг горловины 9 камеры сгорания 2 плавно занижена в сторону днища 3 поршня 1. Кроме того, занижение горловины 9 камеры сгорания 2 может быть обеспечено за счет выполнения фаски 10 на кромке 11 камеры сгорания 2, а толщина керметного покрытия при этом постоянна по всей длине площади днища 3 поршня 1. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

COlO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ!УБЛИК (я)5 F 02 F 3/14 ф. у !-. ° ., " l 108) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г!О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г! Р И Г КНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- .. с

«сЬ

* с !

t c с (21) 4496445/06 (22) 12.09,88 (46) 15,07.92, Бюл. ¹ 26 (71) Харьковский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) В, М. Темкин, Б, А, Подольский, B. Н.

Власенко, Т, П, Гайдамака, А, Н. Косовцев и

ЭСКу ск (53) 621.43-242.3(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР №г 943423, кл, F 02 F 3/14, 1980, (54) ПОРШЕНЬ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО . СПЛАВАДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ (57) Использование: область двигателестроения, а именно конструкции поршней для форсированных двигателей внутреннего сгорания. Сущность изобретения: поршень

Изобретение относится к двигателестроения, а именна к конструкциям поршней для форсированных двигателей внутреннего сгорания.

Известен поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с приваренной накладкой иэ жаростойкой стали, э с целью достижения антрифрикционных качеств боковая поверхность поршня

ncIvpb! BBQTcR пористым хромом, Однако с его использованием не обеспечиваетсч повышение надежности путем исключения задирообразования, так как применение хрома как материала с низкими теплоправодными свойствами создает отрицательный эффект дополнительного тепловога расширения алюминиевого поршня.

Кроме того, хром обладает сравнительно низкими антифрикционными свойствами, „„5U„, 1747728 А1

1 содержит камеру сгорания 2, днище 3, >кэропрочную накладку 4 и кольцевой охлаждающий элемент 7. Последние выполнены путем детонационного напыления, причем охлаждающий элемент 7 выполнен из материала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами, например из меди„а жаропрочная накладка 4 — в виде керметного покрытия из карбида вольфрама или храма с кобальтовой или никелевой связкой. Толщина керметного покрытия вокруг горловины 9 камеры сгорания 2 плавно занижена в сторону днища 3 поршня 1, Кроме того, занижение горловины 9 камеры сгорания 2 может быть обеспечено за счет выполнения фаски 10 на кромке 11 камеры сгорания 2, а толщина керметного покрытия при этом постоянна по всей длине площади . днища 3 поршня 1. 5 з.п, ф-лы, 2 ил. что наряду с его высокой твердостью приводит к повышенному износу гильзы цилиндра.. Ь.

Наиболее близким к изобретению является поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания, выполненную в головке, кольцедержатель и жаропрочную накладку на днище.

Известная конструкция поршня позволяет повысить термостойкость кромки камеры сгорания. Однако при форсировании двигателя удары кромки камеры сгорания а крышку цилиндра ослабляют крепление жаропрочнай накладки, причем не устраняются разрушение указанной кромки вследствие возникающей деформации и появление,задирав на боковой поверхности поршня.

1747728

25

35

50

Целью изобретения является повышение надежности путем исключения задиро- .образования с одновременным повышением антифрикционных свойств боковой поверхности поршня, устранения ударов горловины камеры сгорания о головку цилиндров и кавитационного разрушения днища поршня, Указанная цель достигается тем, что в поршне иэ алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания на боковую поверхность головки, ограниченную днищем поршня и кольцедержателем, -установлен кольцевой охлаждающий элемент, перекрывающий боковую кромку жаропрочной накладки, причем горловина камеры сгорания плавно занижена в сторону от днища поршОхлаждающий элемент выполнен из ма- териала с высокими теплопроводными и антифрикционными свойствами; например из меди, а жаропрочйая накладка выполнена в виде керметного пскрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелеВ0А связкой.

Занижение горловины камеры сгорания обеспечиавается за счет выполнения фаски на кромке камеры сгорания, а толщина керметного покрытия — постоянная по всей площади днища поршня, Занижение горловины камеры сгорания обеспечивается за счет плавного уменьшения толщины керметного покрытия вокруг горловины камеры сгорания в сторону от днища поршня, За счет наличия на боковой поверхности головки поршня кольцевого охлаждающего элемента иэ материала с высокими теп",опроводными и антифрикционными свойствами, например из меди, обеспечивается устранение задирообразования путем повышения антифрикционных Свойств бОковой поверхности поршня и улучшения теплоотвода от головки и жаропрочной накладки в тело цилиндра, Выполнение жаропрочной накладки в

Виде керметного покрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никеле вой связкой предохраняет поверхность днища поршня от явления кавитации благодаря структуре детонационного покрытия, состоящего из крупных монолитных образований, значительно превосходящих размер исходных порошков, и остаточной пористости, не превышающей 1 .

Кроме того, занижение горловины каме- . ры сгорания обеспечивается эа счет выполнения фаски на кромке камеры сгорания при постоянной толщине керметного покрытия по всей площади днища поршня или же эа счет плавного уменьшения толщины керметного покрытия вокруг горловины камеры сгорания в сторону от днища поршня, Конструктивное занижение .толщины жаропрочной накладки предохраняет от механического разрушения кромку камеры сгорания поршня о головку цилиндра, Еа фиг. 1 изображен поршень с жаропрочной накладкой переменной толщины и кольцевым охлаждающим элементом на его боковой поверхности, общий-вид; на фиг, 2 — то же, с жаропрочной накладкой постоянной толщины, установленной на поверхности днища поршня, плавно понижающейся вокруг горловины камеры сгорания к ее кромке, Порщень 1 содержит камеру сгорания 2 и выполненные путем детонационного напыления по всей площади днища 3 поршня жаропрочную накладку 4, выполненную в виде керметного покрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой связкой., а,на боковой поверхности головки 5 поршня 1, ограниченной днищем

3 и кол ьцедержателем б кольцевой охлаждающий элемент 7, перекрывающий боковую кромку 8жаропрочной накладки 4. Толщина жаропрочной накладки 4 вокруг горловины

9 камеры сгорания 2 плавно занижена в сторону от днища 3 поршня на величину пь

Жаропрочная накладка 4 может быть выполнена по всей площади днища 3 постоянной толщины, а занижение гбрловины 9 на величину hz обеспечивается эа счет выполнения фаски 10 на кромке 11 камеры сгорания 2.

Плавное занижение hi толщины жаропрочной накладки 4 или hz днища 3 вокруг горловины 9 определяются, исходя из условия обеспечения возможно большего приближения нагретой кромки 11 к горизонтальной поверхности жаропрочной накладки 4.

B процессе работы двигателя на форсированном режиме под воздействием высокотемпературного газового потока поршень 1 нагревается и, расширяясь, уменьшает радиальный зазор между поршнем и цилиндром. Кольцевой охлаждающий элемент 7 снижает температуру поршня, отводя тепло от него в тело цилиндра, и препятствует проникновению газов к кольцам (на чертежах не показано), устанавливаемым на кольцедержателе 6, обеспечивая прирабатываемость пар трения беэ заклинивания и образования задиров. Жаропрочная накладка 4 уменьшает количество тепла, передаваемого днищу 3, и тем самым также снижает температуру поршня 1. Кроме того. при нагреве поршня 1 кромка 11 камеры сгорания 2 выпучивается, а предус1747728 . мотренное конструктивное занижение кромки 11 исключает влияние ее выпучивания на работу двигателя. В процессе работы двигателя в условиях многотопливности (например, бензина), когда поверхность днища

3 подвергается микроударному воздействию кавитации, жаропрочная накладка 4 на днище 3 защищает его поверхность от кавитационного разрушения, Формула изобретения

1. Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания, выполненную в головке, кольцедержатель и жаропрочную накладку.на днище, отличающийся тем, что, с целью повь;шения надежности путем исключения задирообразования с одновременным повышением антифрикционных свойств боковой поверхности поршня, устранения ударов горловины камеры сгорания о головку цилиндров и кавитационного разрушения днища поршн, на боковую поверхность головки поршня, ограниченную днищем поршня и кольцедержателем, установлен кольцевой охлаждающий злемент, перекрывающий боковую кромку жаропрочной накладки, причем горловина камеры сгорания плавно занижена в сторону от днища поршня.

2. Поршень пои. 1, отл и ч а ющи и с я

5 тем, что охлаждающий элемент выполнен из . материала с высокими теплопроводными и энтифрикционными свойствами.

3. Поршень по пп. 1и2,,о т л и ч а ю щ ий с я тем, что охлаждающий элемент выпол10 нен из меди.

4. Поршень по пп. 1 — 3. о тли ч а ю щ и-й с я тем, что накладка выполнена в виде керметного покрытия из карбида вольфрама или хрома с кобальтовой или никелевой

15 связкой.

5. Поршень по пп. 1 — 4, отл ичэ ю щий с я тем, что занижение горловины камеры сгорания обеспечивается за счет выполнения фаски на кромке камеры сгорания, а

20 толщина керметного покрытия постоянна по всей площади днища поршня.

6. Поршень по пп, 1 — 4, отл ич а ю щ ий с я тем, что занижение горловины камеры сгорания обеспечивается за счет плавного

25 уменьшения толщины керметного покры-тия вокруг горловины камеры сгорания, 1747728

Составитель Т,Гайдамака

Редактор В,Фельдман Техред М.Моргентал . Корректор А.Осауленко

Заказ 2485 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, 10)