Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и касается поршней с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры. Цель изобретения - увеличение долговечности путем перераспределения напряжений вдоль поверхности сопряжения. Поршень 1 для двигателя внутреннего сгорания содержит жаропрочное разрезное кольцо 2, установленное в горловине 3 камеры сгорания 4. При этом поверхность сопряжения 5 горловины 3 и соответствующая ей поверхность сопряжения 6 жаропрочного кольца 2 заключены между донышком 7 поршня и конусной образующей 8 горловины 3 камеры сгорания 4. Поверхность сопряжения 5 горловины 3 является конической с вершиной конуса 9, направленной в сторону камеры сгорания 4, и выполнена с канавкой 10. Конусность поверхности сопряжения 5 выполнена в пределах 1:50-1:200. Поверхность сопряжения 6 жаропрочного кольца 2 выполнена цилиндрической и снабжена буртиком 11. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (!1) ц11 4 F»/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСЯОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 Ю5

77 б 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4362643/25-06 (22) 12.01.88 (46) 23.11.89. Вюл. ¹ 43 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) A.Ô.Øåõoâöoâ, Ф-И.Абрамчук, А.N.Ëåâòåðoâ и В.А.Пылев (53) 621.43(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 943423, кл. F 02 F 3/14, опублик.

1982. (54) ПОРШЕНЬ ИЗ АЛ!ОМИНИЕВОГО СПЛАВА

ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к двигателестроению и касается поршней с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры.

Цель изобретения — увеличение долговечности путем перераспределения

2 напряжений вдоль поверхности сопряжения. Поршень 1 для двигателя внутреннего сгорания содержит жаропрочное разрезное кольцо 2, установленное в горловине 3 камеры сгорания 4.

При этом поверхность сопряжения 5 горловины 3 и соответствующая ей поверхность сопряжения 6 жаропрочного кольца 2 заключены между донышком 7 поршня и конусной образующей 8 горловины 3 камеры сгорания 4.

Поверхность сопряжения 5 горловины

3 является конической с вершиной конуса 9, направленной в сторону камеры сгорания 4, и выполнена с канавкой 10. Конусность поверхности сопряжения 5 выполнена в пределах

1:50-1:200. Поверхность сопряжения

6 жаропрочного кольца 2 выполнена цилиндрической и снабжена буртиком

I1..2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1523701

Изобретение относится к двигателестроению и касается поршней с камерой сгорания в них и острой кромкой, образованной горловиной камеры.

Цель изобретения — увеличение долговечности путем перераспределения напряжений вдоль поверхности сопряжения.

На чертеже показан поршень, общий

Вид е

Поршень 1 для двигателя внутреннего сгорания содержит жаропрочное разрезное кольцо 2, установленное в горловине 3 камеры 4 сгорания.

При этом поверхность 5 сопряжения горловины 3 и соответствующая ей поверхность 6 сопряжения жаропрочного кольца 2 заключены между донышком

7 поршня и конусной образующей 8 горловины 3 камеры 4 сгорания. Поверхность 5 сопряжения горловины 3 является конической с вершиной 9 конуса, направленной в сторону камеры 4 сгорания и снабжена канавкой 10.

Конусность поверхности 5 сопряжения выполнена в пределах 1:50-1:200. Поверхность Ь сопряжения жаропрочного кольца 2 выполнена цилиндрической и снабжена буртиком 11.

Во время работы поршня 1 тепловой поток от жаропрочного кольца 2 направлен в тело горловины 3 камеры 4 сгорания, и вдоль поверхности 5 сопряжения горловины 3 возникает неравномерное поле термических напряжений сжатия таким образом, что со стороны донышка 7 поршня 1 оно минимально,. а со стороны конусной образующей 8 горловины 3 камеры 4 сгорания — максимально. Однако вследствие того, .что поверхность 5 сопряжения горловины 3 выполнена конической с вершиной 9 конуса, расположенной со стороны камеры 4 сгорания, а поверхность

Ь сопряжения жаропрочного кольца 2 выполнена цилиндрической, то в теле горловины 3 действуют напряжения растяжения от установки кольца. При этом со. стороны донышка 7 поршня

1 они минимальны, а .со стороны конусной образующей 8 горловины 3 камеры

4 сгорания — максимальны. Суммарное действующее напряжение вдоль поверхности 5 сопряжения оказывается значительно ниже первоначального термического напряжения, а выбор конусности поверхности сопряжения в пределах 1:50-1:200 обеспечивает уровень

5 суммарного термического напряжения в пределах 5-10 ИПа. При этом вдоль поверхности 5 сопряжения в материале горловины 3 отсутствует протекание процесса ползучести, что повышает долговечность поршня 1. Кроме этого, тепловой поток от жаропрочного кольца 2 направлен через буртик 11 в тело .горловины 3 камеры 4 сгорания. При этом вследствие того, что поршень

1 выполнен из алюминиевого сплава, его теплопроводность значительно выше, чем жаропрочного кольца 2. При этом в тело горловины 3 .происходит интенсивный теплоотвод от канавки

10, сопряженной с буртиком 11 жаропрочного кольца 2, и в зоне канавки 10 не происходит перегрев, вызывающий локальное поле термических напряжений. В результате этого в сопря25 жении буртик 11 — канавка 10 протекание процесса ползучести отсутствует, что повышает долговечность поршня 1.

Формула изобретения

1. Поршень из алюминиевого сплава для двигателя внутреннего сгорания, содержащий камеру сгорания с горловиной, выполненную в его головке, и разрезное жаропрочное кольцо, сопря35 женное с горловиной, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью увеличениия долговечности путем перераспределения напряжений вдоль поверхности сопряжения; сопрягаемая

40 поверхность горловины камеры сгорания выполнена конической с вершиной конуса, направленной в сторону камеры сгорания, а сопрягаемая поверхность разрезного жаропрочного кольца вы45 полнена цилиндрической.

2. Поршень по п.i, о т.л и ч а— ю шийся тем, что конусность поверхности сопряжения горловины камеры сгорания выполнена в пределах

5Р 1:50-1:200.

3. Поршень по пп.1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что на поверх-. ности сопряжения горловины камеры сгорания выполнена канавка, а на кольце — соответствующий буртик.