Несоставной поршень двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к поршням, выполненным из алюминиевого сплава литьем в кокилях. Сущность изобретения: наружный диаметр внутреннего кольцевого охлаждаемого канала поршня расположен на расстоянии 0,4-3,0 ширины канавки под верхнее компрессорное от внутреннего диаметра этой канавки, верхняя часть поверхности кольцевого охлаждаемого канала со стороны дна поршня выполнена на расстоянии канавки от верхней ее поверхности, для увеличения площади охлаждаемой поверхности поверхность кольцевого охлаждаемого канала со стороны дна поршня может быть выполнена с выступами и впадинами по всему периметру охлаждаемого канала. 5 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, конкретно к производству поршней из алюминиевых сплавов литьем в кокиль с внутренними каналами для маслянистого охлаждения головки поршня, образовывающимися при литье с помощью солевых стрежней.

Известен несоставной поршень из алюминиевого сплава с внутренними охлаждаемыми каналами для маслянистого охлаждения головки поршня, образующимися при литье в кокиль с помощью солевых стержней.

Недостатком известного поршня является то, что из-за низкой эффективности масляного охлаждения головки поршня, поршни вынуждены изготавливать из алюминиевых сплавов с существенным содержанием таких легирующих элементов, как кремний, медь, магний и др. которые не только удорожают материал поршней, но снижают технологичность поршней при литье и способствуют порождению газовых раковин.

Задачей изобретения является снижение себестоимости изготовления поршня за счет снижения лигированности алюминиевого сплава и исключения из конструкции элемента армирования чугунной нерезистовой вставки.

Технический результат достигается тем, что в несоставном поршне двигателя внутреннего сгорания, содержащем головку поршня, юбку, канавку под верхнее компрессионное кольцо, радиально расположенный внутренний охлаждаемый кольцевой канал для масляного охлаждения поршня, наружный диаметр внутреннего кольцевого охлаждаемого канала расположен на расстоянии 0,4-1,0 ширины канавки под верхнее компрессионное кольцо от внутреннего диаметра этой канавки, а верхняя точка или часть поверхности кольцевого охлаждаемого канала со стороны дна поршня выполнена на расстоянии 0,5-3,0 ширины канавки от верхней ее поверхности, при этом поверхность кольцевого охлаждаемого канала со стороны дна поршня выполнена ровной или для увеличения площади охлаждаемой поверхности с выступами и впадинами по всему периметру этого канала.

На фиг. 1 представлен поршень в разрезе; на фиг. 2-5 разные формы выполнения охлаждаемых каналов.

Поршень имеет головку поршня 1, юбку поршня 2, в поршне выполнена также верхняя кольцевая канавка 3 под поршневое кольцо и кольцевой охлаждаемый канала 4, также подводящие и отводящие масло каналы 5, камера сгорания 6.

Расстояние от верхней точки или части поверхности наружной стороны кольцевого охлаждаемого канала, находящегося в зоне канавки, до верхней стороны канавки, обозначено на чертеже как A; расстояние от канавки до кольцевого охлаждаемого канала Б; ширина канавки под верхнее компрессионное кольцо Ш. А₁ максимальная высота канала; А₂ минимальная высота канала; d₁ внутренний диаметр канала; d₂ наружный диаметр канала.

Охлаждаемые каналы поршня могут быть выполнены как с параллельными верхними сторонами, так и непараллельными, т.е. канал может быть с постоянным поперечным сечением по его периметру (фиг. 2); с верхней поверхностью с впадинами и выступами (фиг. 3); с переменными поперечным сечением с криволинейной верхней поверхностью (фиг. 4); с переменным поперечным сечением с наклонной верхней поверхностью (фиг. 5). На фиг. 1 показан охлаждаемый канал переменного Г-образного сечения с горизонтальным расположением нижней поверхности канала и в виде ломанной линии его верхней поверхности. Каждый вид канала на верхней поверхности может иметь выступы и впадины для увеличения площади поверхности охлаждения канала.

Поршень работает следующим образом. При движении поршня вверх и вниз масло из картера двигателя поступает по каналам 5 (подводным) в основной охлаждаемый канал 4. Охлаждаемый канал 4, приближаясь с двух сторон к канавке 3 под верхнее компрессорное поршневое кольцо, обеспечивает его более интенсивное охлаждение и одновременно всей головки поршня 1. В результате обеспечивается лучшее сохранение сообщенных при изготовлении поршня механических свойств материала поршня, позволяющее изготавливать поршень из менее легированного сплава и без элемента армирования в зоне канавки, или по меньшей мере изготавливать поршень без элемента армирования в зоне канавки под верхнее компрессионное кольцо.

В результате снижается себестоимость поршня от уменьшения лигированности его материала и по меньшей мере от исключения из конструкции поршня элемента армирования чугунного нирезистивного кольца под одно или несколько канавок под поршневые кольца. При этом также повышается и производительность труда при литье в кокиле.

Формула изобретения

Несоставной поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку поршня, юбку, канавку под верхнее компрессионное кольцо, радиально расположенный внутренний охлаждаемый кольцевой канал для масляного охлаждения поршня, отличающийся тем, что наружный диаметр внутреннего кольцевого охлаждаемого канала расположен на расстоянии 0,4 1,0 ширины канавки под верхнее компрессионное кольцо от внутреннего диаметра этой канавки, а верхняя точка или часть поверхности кольцевого охлаждаемого канала со стороны дна поршня выполнена на расстоянии 0,5 3,0 ширины канавки от верхней ее поверхности, при этом поверхность кольцевого охлаждаемого канала со стороны дна поршня выполнена ровной или для увеличения площади охлаждаемой поверхности с выступами и впадинами по всему периметру охлаждаемого канала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5