поршень для двигателя внутреннего сгорания
| Классы МПК: | F02F3/00 Поршни |
| Автор(ы): | Никитин Ю.Н., Коротеев С.В., Никитин А.Ю. |
| Патентообладатель(и): | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно- производственной компании "Интеллект-Авто" |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1992-07-13 публикация патента:
15.02.1994 |
Сущность изобретения: поршень содержит головку 1 с жаровым поясом 2 и канавками 3 под компрессионные и маслосъемное кольца и юбку 4, спрофилированную таким образом, что отношение диаметральных отклонений от номинального диаметра поршня соответственно в верхней кромке жарового пояса (
1) , в нижней кромке первой межколечной перемыки (2) , в верхней зоне юбки (3) , в нижней кромке юбки (4) , к диаметру цилиндра D4 при заданной величине расстояния от днища поршня до номинального диаметра Ho приводит к оптимизации профиля боковой поверхности поршня, учитывающей в достаточной мере сложность динамических и тепловых процессов, происходящих в двигателе при движении поршня в цилиндре. Отдельно приведены характерные параметры для двигателей с искровым зажиганием и дизелей. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
1) , в нижней кромке первой межколечной перемыки (2) , в верхней зоне юбки (3) , в нижней кромке юбки (4) , к диаметру цилиндра D4 при заданной величине расстояния от днища поршня до номинального диаметра Ho приводит к оптимизации профиля боковой поверхности поршня, учитывающей в достаточной мере сложность динамических и тепловых процессов, происходящих в двигателе при движении поршня в цилиндре. Отдельно приведены характерные параметры для двигателей с искровым зажиганием и дизелей. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.
Формула изобретения
1. ПОРШЕНЬ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий головку с жаровым поясом и канавками под компрессионные и маслосъемное кольца и юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью, отличающийся тем, что геометрические параметры головки и юбки выполнены в соответствии с соотношениями1 / Dц = (2,6 - 4,85) 
10-3;3 / Dц = (0,79 - 1,84) 10-3;4 / Dц = (0,08 - 0,4) 10-3;Ho / Dц = (0,6 - 0,9),
где
1 - диаметральное отклонение в верхней кромке жарового пояса от номинального диаметра поршня, мм;3 - диаметральное отклонение в верхней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;4 - диаметральное отклонение в верхней кромке юбки от номинального диаметра поршня, мм;Dц - диаметр цилиндра;
H0 - расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра. 2. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что отношение диаметрального отклонения в нижней кромке первой межколечной перемычки от номинального диаметра поршня
2 к диаметру цилиндра Dц выполнено равным (0,95 - 3,25) 10-3. 3. Поршень по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отношение высоты жарового пояса Hг к диаметру цилиндра Dц выполнено равным 0,05 - 0,059. 4. Поршень по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что отношение высоты жарового пояса Hг к диаметру цилиндра Dц выполнено равным 0,091 - 0,19.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано при проектировании поршней двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Известны поршни ДВС, содержащие головку с канавками под компрессионные и маслосъемное кольцо, и юбку. Причем наружной поверхности поршня исходя из обеспечения работоспособности конструкции во всем скоростном и нагрузочном диапазонах работы ДВС придают вполне определенную конфигурацию (овально-коническую, овально-бочкообразную и др. ). Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с жаровым поясом и канавками под компрессионные и маслосъемное кольца, и юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью. Недостатком данной конструкции, как и конструкции аналогичных типов поршней, является то, что несмотря на попытки оптимизировать профиль рабочей поверхности поршня путем задания ее геометрических параметров, в достаточной мере не удается снизить расход топлива и масла двигателя, шумность и токсичность. Целью изобретения является повышение топливной экономичности, снижение расхода масла на угар, шумности и токсичности отработавших газов, как для двигателей с искровым зажиганием, так и для дизелей. Технический результат, выраженный в цели изобретения, достигается за счет того, что в поршне ДВС, содержащем головку с жаровым поясом и канавками под компрессионные и маслосъемное кольца и юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью геометрические параметры головки и юбки поршня выполнены в соответствии с соотношениями:1/Dц = = (2,6-4,85)
10-3, 2/Dц = (0,95-3,25)10-3, 3/Dц = (0,74-1,84)10-3, 4/Dц = (0,08--0,4)10-3, Но/Dц = (0,6-0,9), где 1 - диаметральное отклонение в верхней кромке жарового пояса от номинального диаметра поршня, мм;2 - диаметральное отклонение в нижней кромке первой межколечной перемычки от номинального диаметра поршня, мм;3 - диаметральное отклонение в верхней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;4 - диаметральное отклонение в нижней кромке юбки от номинального диаметра поршня, мм; Dц - диаметр цилиндра, мм;Но - расстояние от днища поршня до зоны максимального диаметра поршня. Кроме того, для двигателей с искровым зажиганием дополнительно может быть изменен следующий параметр, а именно отношение высоты жарового пояса Нг к диаметру цилиндра Dц может быть выбрано в пределах 0,05-0,059. Для дизельных же двигателей данный параметр может быть выполнен равным 0,091-0,19. На чертеже показан поршень с бочкообразной поверхностью. Поршень для ДВС содержит головку 1 с жаровым поясом 2 и канавками 3 под компрессионные и маслосъемное кольца (не показаны), юбку 4 с профилированной овально-бочкообразной поверхностью 5. Диаметральное отклонение
1 в верхней кромке 6 жарового пояса 2 от номинального диаметра поршня Dп относительно диаметра цилиндра Dц выполнено равным (2,6-4,85)10-3. Диаметральное отклонение 2 в нижней кромке 7 первой межклапанной перемычки 8 от номинального диаметра поршня Dп относительно Dц выполнено равным (0,95-3,25)10-3. Диаметральное отклонение 3 в верхней зоне юбки 9 от номинального диаметра Dп относительно Dц выполнено равным (0,79-1,84)10-3. Диаметральное отклонение 4 в верхней кромке 10 юбки от номинального диаметра поршня Dп относительно Dц выполнено равным (0,08-0,4)10-3. Причем отношение расстояния Но к диаметру цилиндра Dц выбирается в пределах (0,6-0,9). Для двигателей с искровым зажиганием вводят дополнительный параметр профилирования: отношение высоты жарового пояса Нг к диаметру цилиндра Dц, которое выбирается в пределах 0,05-0,059. Для дизелей отношение Hг/Dц выбирается равным 0,091-0,19. Отклонения 1, 2, 3 и 4 задаются без учета наличия фасок в точках 6,7,9 и 10. Во время работы ДВС при движении поршня в цилиндре происходят сложные гидравлические и тепловые процессы между цилиндром и боковой поверхностью поршня, приводящие к необходимости профилирования поршня и выбора положения поршневых колец. Изготовление поршней с геометрическими параметрами, описанными выше, позволяет учитывать динамику колебаний поршня на масляном слое его тепловую деформацию и получать изделия способствующие снижению механических потерь в цилиндро-поршневой группе, уменьшению так называемых вредных объемов и токсичности газов, уменьшению интенсивности перекладок поршня и шумности и двигателя, снижению расхода картерных газов и повышению экономичности по топливу и маслу. Например, испытания опытных поршней, изготовленных в соответствии с изобретением, по сравнению с поршнями двигателя ВАЗ-1111, показали уменьшение удельного эффективного расхода топлива на 6. . . 12% , увеличение крутящего момента на 10. . . 15% , снижение шума на 2,5. . . 3 дБ и расхода масла на угар на 10% . (56) Орлин А. С. Конструирование и расчет поршневых и комбинированных двигателей. М. : Машиностроение, 1984, с. 123-126.
