Поршень двс: Автомобильные объявления — Доска объявлений

Поршень двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к конструкции поршней для ДВС. Боковая поверхность головки и юбки поршня имеет бочкообразный профиль, в котором Н_о/D_n=0,54 — 0,78, а Н_r/D_n — 0,058 — 0,103, где D_n — номинальный диаметр поршня, Н_o — расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра, а H_r— высота жарового пояска. Головка и юбка поршня имеет в горизонтальном сечении форму овала. Малая ось овала головки поршня лежит в плоскости оси поршня, параллельной оси поршневого пальца, при этом _o/Д_n= (0,8-1,4)10^-3, где _o — разность между величинами большой и малой осей овала горизонтального сечения головки поршня. Даны соотношения, в соответствии с которыми выполнен вертикальный профиль головки и юбки. Изобретение позволяет снизить механические потери в паре поршень-гильза, снизить расход масла на угар, токсичность отработавших газов, шумность работы ДВС и повысить топливную экономичность двигателя и долговечность цилиндропоршневой группы. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкции поршней двигателей внутреннего сгорания.

Известны поршни двигателей внутреннего сгорания, заготовка которых выполнена методом жидкой штамповки из алюминиевого сплава, например поршни фирмы «МАЛЕ», применяемые в основном в авиастроении. Такие поршни благодаря улучшенной структуре алюминиевого сплава и изменениям в кристаллической решетке металла, получаемые в процессе штамповки, имеют улучшенные механические и термические характеристики по сравнению с поршнями, выполненными из алюминиевого сплава методом отливки в кокиль.

Известен поршень по патенту России N 1839697, F 02 F 3/10 от 10.10.97, установленный в цилиндре двигателя с возможностью возвратно-поступательного перемещения и содержащий выполненные в одно целое головку и юбку, причем поверхность юбки, контактирующая с цилиндром, выполнена шероховатой за счет множества сужающихся выступов и впадин со средней высотой 100-180 мкдм, средней шириной 500 — 800 мкдюймов и расстоянием между соседними выступами 0,01 — 0,014 дюйма.

Указанная шероховатость снижает трение в паре поршень — цилиндр и повышает эффективность работы двигателя. Однако, площадь контакта между юбкой поршня и цилиндром все же остается большой, поэтому в последующих пунктах формулы патента предлагается снабжение поверхности юбки поршня фтороуглеродным покрытием, что усложняет технологию производства поршня и удорожает его.

Известен поршень двигателя ЗМЗ-4021-10, чертеж 53-1004015-22, имеющий юбку с профилированной рабочей поверхностью, имеющий форму овала в горизонтальных плоскостях и бочкообразный профиль боковой поверхности. Недостатком указанного поршня является то, что головка поршня выполнена в виде цилиндра, т. е. имеет в горизонтальных плоскостях форму круга, а профиль боковой поверхности головки выполнен в виде прямой, вследствие чего не учитываются тепловые расширения и деформация головки поршня в процессе работы двигателя, что ухудшает условия работы поршневых колец и поршня в целом, увеличивает износы в цилиндро-поршневой группе и расходы на трение. Кроме того, этот поршень имеет низкие механические и термические характеристики, т.к. заготовка его выполнена методом отливки в кокиль.

Поршень имеет смещение оси поршневого кольца относительно оси поршня, необходимое для уменьшения удара при перекладке поршня в НМТ, но не имеет уравновешивания масс поршня относительного его поперечной оси, параллельной оси поршневого пальца, что также относится к недостаткам, т.к. неуравновешенность масс поршня увеличивает нагрузки и соответственно износы в поршне. Кроме того, юбка поршня не имеет микрорельефа, что увеличивает площадь контакта юбки с цилиндром и, следовательно, расходы на трение и износ деталей.

Известен поршень по патенту России N 2007602 F 02 F 3/00 от 13.07.92 (прототип), содержащий головку с жаровым пояском и канавками под компрессионные и маслосъемные кольца под юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью, при этом геометрические параметры головки и юбки выполнены в соответствии с соотношениями: ₁/Д_ц= (2,6-4,85)10^-3, ₂/Д_ц= (0,95-3,25)10^-3, ₃/Д_ц= (0,79-1,84)10^-3, ₄/Д_ц= (0,08-0,4)10^-3, H₀/D_ц = 0,6 — 0,9, H_r/D_ц = 0,05 — 0,099, 0,091 — 0,19, где D_ц — диаметр цилиндра (поршня)
₁— — диаметральное отклонение поршня в верхней кромке жарового пояса от номинальмого диаметра поршня, мм;
₂— диаметральное отклонение поршня в нижней кромке первой межколечной перемычки от номинального диаметра поршня, мм;
₃— диаметральное отклонение поршня в верхней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;
₄— диаметральное отклонение поршня в нижней юбке от номинального диаметра поршня, мм;
H₀ — расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра;
H_r — высота жарового пояса.

Недостатком поршня по патенту России N 2007602 является то, что головка поршня имеет в горизонтальных сечениях форму круга, вследствие чего не учитываются деформации головки поршня в процессе работы двигателя и то, что в зонах, близких к оси поршневого пальца, тепловые расширения головки поршня (и в целом поршня) больше, чем в зонах, близких к плоскости, перпендикулярной к оси поршневого пальца.

Кроме того, зазоры между цилиндром и поршнем при заданной геометрии профиля боковой поверхности поршня велики в связи с появлением тенденции применения в ДВС жидких масел (типа «Шелл»), которые снижают температуру поршня и его тепловое расширение и по своей структуре для обеспечения бесшумной работы двигателя и оптимального слоя смазки между трущимися поверхностями требуют меньших зазоров. Особенно это относится к зазорам в верхней кромке жарового пояска, так как приводит к увеличению зазоров в зоне компрессионных поршневых колец, что ухудшает условия их работы и уменьшает их долговечность.

Техническим результатом изобретения является снижение механических потерь в паре поршень-гильза, повышение топливной экономичности, снижение расхода масла на угар, токсичности отработавших газов и шумности работы двигателя, а также повышение мощности и работоспособности цилиндропоршневой группы.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что поршень двигателя внутреннего сгорания содержит головку с жаровым пояском и канавками под компрессионные и маслосъемное кольца, овальную в горизонтальном сечении юбку и бочкообразный профиль боковой поверхности головки и юбки.

Согласно изобретению головки поршня имеет в горизонтальном сечении форму овала с большой осью, равной номинальному диаметру поршня и лежащей в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, и малой осью, лежащей в плоскости оси поршня, параллельной оси поршневого пальца, при этом ₀/Д_п= (0,8 — 1,4)10^-3, где ₀— разность между величинами большой и малой осей овала горизонтального сечения головки поршня. Вертикальный профиль головки и юбки поршня выполнен в соответствии с соотношениями:
₁/Д_п= (1,8-2,5)10^-3
₂/Д_п= (0,9-1,8)10^-3
₃/Д_п= (0,5-0,95)10^-3
₄/Д_п= (0,06-0,13)10^-3,
где ₁— диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в верхней кромке жарового пояска в мм;
₂— диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в нижней кромке первой межколечной перемычки в мм;
₃— диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в верхней кромке юбки в мм;
₄— диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в нижней кромке юбки в мм.

H₀/D_п = 0,54 — 0,78,
H_r/D_п = 0,058 — 0,103,
где
D_п — номинальный диаметр поршня;
H₀ — расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра юбки поршня;
H_r — высота жарового пояска поршня.

Юбка поршня имеет микрорельеф в виде кольцевых канавок и выступов, имеющих профиль тупого угла, равного 160 — 180^o, высота канавок (выступов) выполнена в соответствии с соотношением ₅/Д_п= (0,1 — 0,2)10^-3, где ₅— высота канавок (выступов) микрорельефа юбки. Для уравновешивания массы поршня относительного его оси, параллельной оси поршневого пальца, радиус соединения днища поршня с внутренней поверхностью его цилиндрической части на дуге 180^o со стороны смещения оси поршневого пальца больше соответствующего радиуса с противоположной стороны. С этой целью внутренние поверхности днища и цилиндрической части поршня имеют канавки, симметричные оси поршня, перпендикулярной оси поршневого пальца, со стороны, противоположной смещению оси поршневого пальца.

Заготовка поршня выполнена методом жидкой штамповки из алюминия сплава.

Предложенные геометрические параметры головки и юбки поршня учитывают деформацию и тепловые расширения головки и юбки поршня в процессе работы двигателя. При этом величины отклонений от номинального диаметра поршня, близкие к максимальным, дают возможность получить оптимальные зазоры при работе на вязких маслах отечественного производства. Величины отклонений поршня от номинального диаметра, близкие к минимальным, дают возможность получить оптимальные зазоры при работе двигателя на более жидких (менее вязких) маслах типа «Шелл».

Предложенный микрорельеф юбки поршня обеспечивает минимальный контакт между юбкой поршня и цилиндром двигателя без существенного усложнения технологии производства поршня.

Уравновешивание массы поршня относительно его оси, параллельной оси поршневого пальца, уменьшает динамические нагрузки в цилиндро-поршневой группе. Поршень имеет хорошую механическую и термическую прочность благодаря получению его заготовки методом жидкой штамповки.

В целом предложенный поршень позволяет максимально снизить потери на трение в цилиндропоршневой группе, увеличить срок службы деталей, повысить топливную экономичность и мощность двигателя, снизить расход масла на угар и токсичность отработавших газов, шумность работы двигателя.

Фиг. 1 — профиль боковой поверхности головки и юбки поршня.

Фиг. 2 — овальность головки поршня.

Фиг. 3 — микрорельеф юбки поршня.

Фиг. 4 — вертикальный разрез поршня по оси плоскостью, перпендикулярной оси поршневого пальца.

Фиг. 5 — разрез фиг. 4 по А-А.

Поршень ДВС (фиг. 1) содержит головку 1 с жаровым пояском 2 и канавками 3 под компрессионные и маслосъемное кольца и юбку 4. Юбка 4 поршня имеет в горизонтальном сечении форму овала с большой осью в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца (не показано).

Головка поршня 1 в горизонтальном сечении имеет также форму овала 5 (фиг. 2) с большой осью 6, лежащей в плоскости, перпендикулярной оси 7 поршневого пальца и равной номинальному диаметру поршня D_п, и малой осью 8, лежащей в плоскости оси поршня, параллельной оси 7 поршневого пальца.

Разность между величинами большой и малой осей овала головки поршня ₀. Отношение ₀ к номинальному диаметру поршня D_п равно (1,8 — 1,4)10^-3.

Вертикальный профиль головки 1 и юбки 4 поршня имеет форму бочки 9. Отношение диаметрального отклонения ₁ поршня в верхней кромке 10 жарового пояска 2 к номинальному диаметру поршня Д_п равно (1,8 — 2,5)10^-3. Отношение диаметрального отклонения ₂ поршня в нижней кромке 11 первой межколечной перемычки 12 к номинальному диаметру поршня D_п равно (0,9 — 1,8)10^-3. Отношение диаметрального отклонения ₃ поршня в верхней кромке 13 юбки 4 к номинальному диаметру поршня D_п равно (0,5 — 0,95)10^-3. Отношение диаметрального отклонения ₄ поршня в нижней кромке 14 юбки 4 к номинальному диаметру поршня D_п равно (0,06 — 0,13)10^-3. Отношение расстояния H_о от днища поршня 1 до сечения юбки поршня с диаметром, равным номинальному диаметру поршня D_п, к номинальному диаметру поршня D_п равно 0,54 — 0,78. Отношение высоты H жарового пояска к номинальному диаметру поршня D_п равно 0,058 — 0,103. Отклонения ₁, ₂, ₃, ₄ заданы без учета фасок в точках 10, 11, 13, 14.

Юбка поршня имеет микрорельеф (фиг. 3), выполненный в виде кольцевых канавок 15 и выступов 16, имеющих профиль тупого угла. Величина угла равна 160 — 180^o. Отношение высоты ₅ канавок 15 и выступов 16 к номинальному диаметру поршня D_п = (0,1 — 0,2)10^-3.

В связи со смещением осей 17, 7 поршневого пальца относительно осей 8, 18 поршня (фиг. 4, 5), необходимого для смягчения удара поршня при его перекладке в нижней мертвой точке, возникает неуравновешенность массы поршня относительно осей 8, 18, что увеличивает нагрузки на детали цилиндропоршневой группы. Для уравновешивания масс поршня относительно осей 8, 18 радиус R₁ присоединения днища 19 поршня к его цилиндрической части 20 (фиг. 4, 5) на стороне смещения оси 7, 17 поршневого пальца больше, чем соответствующий радиус R₂ на противоположной стороне поршня. Радиус R₁ выполнен на дуге L₁ внутреннего диаметра поршня. Разность радиусов R₁ и R₂ зависит от величины неуравновешенности поршня относительно осей 8, 18 поршня. С целью уравновешивания масс поршня относительно осей 8, 18 внутренние поверхности днища 19 и цилиндрические части 20 поршня могут иметь канавки 21, симметричные оси 22 поршня, перпендикулярной оси 7 поршневого пальца, со стороны, противоположной смещению осей 7, 17 поршневого пальца.

Форма канавок 21 может быть различной, а их количество, расположение, глубина и ширина зависят от величины неуравновешенности поршня и технологии изготовления заготовки и обработки поршня.

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 горизонтальной и вертикальной формы головки и юбки поршня, а также выбора положения поршневых колец, высоты жарового пояска и расположения опорного (центрирующего) диаметра юбки поршня.

Для повышения эффективности работы двигателя за счет снижения трения между цилиндром и юбкой поршня вводится микрорельеф юбки поршня. Геометрия микрорельефа юбки поршня влияет на величину потерь на трение в паре поршень-цилиндр и долговечность деталей. Изготовление поршней с геометрическими параметрами головок и юбки поршня, а также микрорельефа поверхности юбки поршня позволяет учитывать деформации и тепловые расширения головки и юбки поршня, что способствует снижению механических потерь и повышению эффективной мощности и топливной экономичности двигателя, уменьшению токсичности выхлопных газов за счет уменьшения вредных объемов, уменьшению ударов при перекладке поршня и динамических нагрузок, связанных с неуравновешенностью поршня, что увеличивает работоспособность деталей цилиндропоршневой группы. Появляется возможность при разработке поршня учитывать вязкость смазочного масла, которое будет использоваться в двигателе. Снижается шумность работы двигателя, расход картерных газов, повышается экономичность по топливу и маслу. Испытания опытных поршней в соответствии с изобретением по сравнению с поршнями двигателей ЗМЗ-4021.10 показали уменьшение удельного эффективного расхода топлива до 3% на малых нагрузках, уменьшение расхода масла на угар на 8%, снижение шума на 0,2 ДВ(А), увеличение крутящего момента и мощности двигателя на 1,5%.

Формула изобретения

1. Поршень двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с жаровым пояском и канавками под компрессионные и маслосъемное кольца, овальную в горизонтальном сечении юбку и бочкообразный профиль боковой поверхности головки и юбки, отличающийся тем, что головка поршня в горизонтальном сечении имеет форму овала с большой осью, равной номинальному диаметру поршня и лежащей в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца, и малой осью, лежащей в плоскости оси поршня, параллельной оси поршневого пальца, при этом
о/Д_п= (0,8 — 1,4)10^-3,
где о — разность между величинами большой и малой осей овала горизонтального сечения головки поршня;
вертикальный профиль головки и юбки поршня выполнен в соответствии с соотношениями
1/Д_п=(1,8-2,5)10^-3,
2/Д_п=(0,9-1,8)10^-3,
3/Д_п=(0,5-0,95)10^-3,
4/Д_п=(0,06-0,13)10^-3,
где 1 — диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в верхней кромке жарового пояска, мм;
2 — диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в нижней первой межколечной перемычке, мм;
3 — диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в верхней зоне юбки, мм;
4 — диаметральное отклонение от номинального диаметра поршня в нижней кромке юбки, мм;
Н_о/Д_п = 0,54 — 0,78,
Н_r/Д_п = 0,058 — 0,103, где Д_п — номинальный диаметр поршня;
Н_о — расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра поршня;
Н_r — высота жарового пояска поршня.

2. Поршень по п.1, отличающийся тем, что юбка поршня имеет микрорельеф в виде кольцевых канавок и выступов, имеющих профиль тупого угла, равного 160 — 180^o, высота канавок (выступов) выполнена в соответствии с соотношением
5/Д_п=(0,1 — 0,2)10^-3,
где 5 — высота канавок (выступов) микрорельефа юбки.

3. Поршень по пп.1 и 2, отличающийся тем, что радиус соединения днища поршня с внутренней поверхностью его цилиндрической части на дуге 180^o со стороны смещения оси поршневого пальца больше соответствующего радиуса с противоположной стороны.

4. Поршень по пп.1 — 3 или по пп.1 и 2, отличающийся тем, что внутренние поверхности днища и цилиндрической части поршня имеют канавки, симметричные оси поршня, перпендикулярной оси поршневого пальца, со стороны, противоположной смещению оси поршневого пальца.

5. Поршень по пп.1 — 4, отличающийся тем, что заготовка поршня выполнена методом жидкой штамповки из алюминиевого сплава.

РИСУНКИ

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

Поршень двигателя внутреннего сгорания

 

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, используемых для установки в тронковом кривошипно-шатунном механизме блока двигателя, в частности при ремонте блока двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105. Поршень двигателя внутреннего сгорания, имеющий в основном цилиндрическую форму и включающий плоское днище круглой формы, головку, снабженную круговыми канавками для поршневых колец, при этом нижняя по отношению к днищу канавка содержит отверстия для отвода масла, направляющую юбку, на внутренней стороне которой расположены стальные термовставки и бобышки с отверстиями для поршневого пальца, причем бобышки снабжены ребрами жесткости, соединяющие бобышки с днищем и боковыми стенками поршня, при этом на внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца симметрично вдоль осевой направляющей расположены, по крайней мере, две канавки, при этом соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до днища поршня и высоты поршня составляет 1:(2,15-2,30), соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до края нижней канавки и высоты поршня составляет 1:(5-6), а днище с наружной стороны поршня снабжено форкамерой. Конструкция поршня имеет высокую надежность и срок службы и позволяет в сочетании с коленчатым валом ВАЗ 2103 обеспечить быстрый и сравнительно недорогой ремонт блока двигателя.

Полезная модель относится к двигателестроению и может быть использована для изготовления поршней двигателей внутреннего сгорания, используемых для установки в тронковом кривошипно-шатунном механизме блока двигателя, в частности при ремонте блока двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105.

Как известно, поршень для двигателя внутреннего сгорания относится к числу наиболее ответственных и напряженных деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя. Особой популярностью, в нашей стране, по-прежнему, пользуются автомобили семейства ВАЗ, выпускаемые АВТОВАЗом (Россия), в частности автомобили с блоком двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105, в которых используют поршень ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105. Это обусловлено низкой ценой, простотой ремонта и неприхотливостью в эксплуатации автомобилей данного семейства. Кроме того, в двигателях ВАЗ 2103, ВАЗ 2106 и их впрысковых модификациях ВАЗ 2104-20 и ВАЗ 21067-10 также до сих пор используются классические конструкции поршней ВАЗ 2101 и ВАЗ 2105.

Основные функции поршня двигателя внутреннего сгорания следующие: восприятие усилия от давления газов и передача через шатун на коленчатый вал двигателя. Коленчатый вал относится к числу наиболее ответственных и дорогостоящих деталей двигателя. Стоимость изготовления вала часто достигает 25-30% стоимости изготовления всего двигателя.

Следует отметить, что в последнее время АВТОВАЗ сократил производство коленчатых валов блоков ВАЗ 2101. В связи с этим встала проблема ремонта блока двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105.

Для решения этой проблемы используют коленчатый вал блока двигателя ВАЗ 2103 в сочетании с поршнем блока двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105 и шатуном блока двигателя ВАЗ 2101. При этом учитывают, что ход поршня в блоке двигателя ВАЗ 2103 и ВАЗ 2101 различный, то для обеспечения нормальной работы двигателя шатун блока двигателя ВАЗ 2101 механическим путем доводят до совместимых размеров с блоком двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105. Это создает определенные трудности при ремонте двигателя. Более

целесообразным является применение конструкции поршня, позволяющей совмещать без дополнительной доработки поршень с шатуном и коленчатым валом ВАЗ 2103, который в настоящее время является альтернативным решением при ремонте блоков двигателей ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является поршень двигателя внутреннего сгорания [1], имеющий в основном цилиндрическую форму и включающий плоское днище круглой формы, головку, снабженную круговыми канавками для поршневых колец, при этом нижняя по отношению к днищу канавка содержит отверстия для отвода масла, направляющую юбку, на внутренней стороне которой расположены стальные термовставки и бобышки с отверстиями для поршневого пальца, причем бобышки снабжены ребрами жесткости, соединяющие бобышки с днищем и боковыми стенками поршня. При этом отверстия для отвода масла в канавке выполнены одного размера и прямоугольноподобной формы и расположены в основном равномерно по всей окружности канавки. Стальные термовставки на внутренней стороне направляющей юбки выполнены прямоугольной формы, при этом над внешними краями термовставок расположены отверстия для отвода масла, что снижает жесткость боковой поверхности юбки и прочность поршня в целом. Ребра жесткости бобышек со стороны днища поршня выполнены в виде ножек, что также снижает жесткость поршня. Кроме того, внутренняя поверхность днища выполнена вогнутой и для упрочнения снабжена ребром жесткости, расположенным вдоль направляющей поршневого пальца. Отверстие для поршневого пальца выполнено с фаской. Боковая поверхность юбки поршня имеет холодильники для подвода масла к поршневому пальцу, которые выполнены в виде прямоугольноподобных выемок, расположенных возле отверстия для поршневого пальца под маслосъемной канавкой. При этом холодильники снабжены небольшими сквозными отверстиями, сообщающимися с внутренней поверхностью отверстия для поршневого пальца.

Недостатком данного поршня является то, что при работе двигателя после ремонта блока ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105 происходит биение днища поршня об головку цилиндра, что обусловлено высотой поршня. Это снижает надежность и срок службы поршня, кроме того, может привести к поломке всего двигателя.

Кроме того, для устранения этого недостатка шатун механическим путем доводят до совместимых размеров с блоком двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105, что увеличивает затраты на ремонт двигателя.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования поршня путем изменения конструкции головки, днища и юбки поршня, что позволяет расширить применение поршня и обеспечить проведение ремонтных работ различных блоков двигателя при снижении стоимости и упрощении его проведения.

Поставленная задача решается тем, что в известном поршне двигателя внутреннего сгорания, который имеет в основном цилиндрическую форму, включает плоское днище круглой формы, головку, снабженную круговыми канавками для поршневых колец, при этом нижняя по отношению к днищу канавка содержит отверстия для отвода масла, направляющую юбку, на внутренней стороне которой расположены стальные термовставки и бобышки с отверстиями для поршневого пальца, причем бобышки снабжены ребрами жесткости, соединяющие бобышки с днищем и боковыми стенками поршня, при этом, согласно полезной модели, на внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца симметрично вдоль осевой направляющей расположены, по крайней мере, две канавки, при этом соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до днища поршня и высоты поршня составляет 1:(2,15-2,30), а соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до края нижней канавки и высоты поршня составляет 1:(5-6), а днище с наружной стороны поршня снабжено форкамерой.

Целесообразно, когда форкамера выполнена в виде круга.

Кроме того, форкамера может быть выполнена в виде круга с двумя выемками под клапана.

Предпочтительно, когда внутренняя поверхность днища выполнена плоской и без ребер жесткости.

Кроме того, ребра жесткости бобышки выполнены сплошными.

Предпочтительно, когда термовставка в верхней части, обращенной к днищу поршня, выполнена со скосами.

Кроме того, отверстия для отвода масла, расположенные в нижней канавке, выполнены разной формы и диаметра.

Целесообразно, когда на внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца выполнена канавка, расположенная по окружности.

Такие геометрические параметры поршня как соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до днища поршня и высоты поршня и соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до края нижней канавки и высоты поршня определены экспериментальным путем и являются оптимальными.

Выполнение поршня с такими геометрическими параметрами обеспечивает возможность установки поршня на блок двигателя ВАЗ 2101 и ВАЗ 21011 с коленвалом ВАЗ 2103 и исключает биение днища поршня об головку цилиндра двигателя, что повышает срок службы и надежность поршня и не требует дополнительной доводки шатуна. Кроме того, это обеспечивает проведение ремонта блока двигателя с минимальными затратами.

Днище поршня является наиболее нагруженной частью, оно воспринимает давление газов и высокотемпературные нагрузки со стороны камеры сгорания. Эта часть поршня делается наиболее прочной. Выполнение внутренней поверхности днища поршня плоским обеспечивает достаточную прочность днища поршня без дополнительного упрочнения, поэтому в конструкции днища отсутствуют ребра жесткости. Кроме того, отсутствие ребер жесткости снижает концентрацию напряжений в днище поршня. Кроме того, такое конструктивное выполнение днища поршня позволяет выдерживать высокие температурные нагрузки, что повышает срок службы и надежность поршня.

Наличие форкамеры в днище поршня позволяет сохранить степень сжатия, рекомендуемую заводом-изготовителем двигателей, при сохранении эксплуатационных характеристик и ресурса двигателя в целом.

При этом выполнение форкамеры в виде круга позволяет устанавливать поршень на блок двигателя ВАЗ 2101, а выполнение форкамеры в виде круга с двумя выемками под клапана позволяет устанавливать поршень на блок двигателя ВАЗ 2105 и ВАЗ 21011.

Канавки, расположенные на внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца симметрично вдоль осевой направляющей, предназначены для

подвода масла и предотвращают перегрев поршневого пальца, что обеспечивает нормальное скольжение пальца в отверстии поршня и предотвращает заклинивание пальца.

Канавка, расположенная по окружности внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца, позволяет установить стопорные кольца при использовании поршневого пальца 2108, что расширяет возможности применения поршня.

Выполнение ребер жесткости бобышки сплошными способствует увеличению прочности поршня.

Выполнение термовставки в верхней части, обращенной к днищу поршня, со скосами обеспечивает оптимальное тепловое расширение при работе поршня.

Суть полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид спереди поршня двигателя внутреннего сгорания, на вид фиг.2 — вид спереди в разрезе, на фиг.3 — вид сбоку в разрезе, на фиг.4 и на фиг.5 — вид сверху поршня.

Поршень двигателя внутреннего сгорания имеет в основном цилиндрическую форму и состоит из плоского днища 1 округлой формы, при этом внутренняя поверхность днища выполнена плоской и без ребер жесткости, головки поршня 2, снабженной круговыми канавками 3 для поршневых колец, при этом нижняя по отношению к днищу канавка содержит отверстия 4 для отвода масла, выполненные разной формы и диаметра, сквозного отверстия 5 под поршневой палец, расположенного на направляющей юбке 6 поршня, холодильников 7 с выемками 8 для охлаждения поршня, расположенных на наружной поверхности направляющей юбки 6 в основном под отверстием для поршневого пальца. На внутренней стороне направляющей юбки 6 расположены две стальные термовставки 9, выполненные в верхней части, обращенной к днищу поршня, со скосами, и бобышек 10 с отверстиями для поршневого пальца, причем бобышки снабжены ребрами жесткости 11, соединяющие бобышки с днищем 1 и боковыми стенками поршня. Ребра жесткости 11 выполнены сплошными. На внутренней поверхности отверстия 5 для поршневого пальца симметрично вдоль осевой направляющей расположены, две канавки 12. Днище поршня 1 снабжено форкамерой 13, которая может иметь либо форму круга (Фиг.4), либо форму круга с выемками под клапана (Фиг.5). Канавка 14 расположена по окружности

внутренней поверхности отверстия 5 для поршневого пальца, и позволяет устанавливать стопорные кольца поршневого пальца.

Поршень работает таким образом.

При пуске двигателя образовавшееся давление от сгоревших газов во время рабочего хода поршня давит на днище 1 и опускает поршень вниз к нижней мертвой точке. Происходит такт впуска. При движении поршня вверх в верхнюю мертвую точку возникает небольшое давление газа. При этом поступательное движение поршня преобразуется (через шатун) во вращательное движение коленчатого вала. Во время рабочего цикла масло через отверстия 4 заполняет канавку 3 для отвода масла, расположенную в нижней части головки 2 поршня и обеспечивает покрытие масляной пленкой внешней поверхности юбки 6, предотвращая сухое трение и перегрев поршня.

При ремонте блока двигателя ВАЗ 2101 берут коленчатый вал ВАЗ 2103, который является альтернативным решением при отсутствии в настоящее время выпуска коленчатых валов блоков двигателя ВАЗ 2101, и устанавливают поршень, имеющий форкамеру в виде круга. При этом геометрические параметры поршня совместимы с геометрическими параметрами шатуна и коленчатого вала. Во время работы поршня исключено биение днища поршня об головку цилиндра двигателя, что повышает срок службы и надежность поршня и не требует дополнительной доводки шатуна. Ремонт производится быстро и не требует больших затрат.

При ремонте блока двигателя ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105 берут коленчатый вал ВАЗ 2103, который является альтернативным решением при отсутствии в настоящее время выпуска коленчатых валов, устанавливаемых на блок двигателя ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105, и устанавливают поршень, имеющий форкамеру в виде круга с двумя выемками под клапана. При этом геометрические параметры поршня совместимы с геометрическими параметрами шатуна и коленчатого вала. Во время работы поршня исключено биение днища поршня об головку цилиндра двигателя, что повышает срок службы и надежность поршня и не требует дополнительной доводки шатуна. Ремонт производится быстро и не требует больших затрат.

Таким образом, предложенная конструкция поршня имеет высокую надежность и срок службы и позволяет в сочетании с коленчатым валом ВАЗ 2103

обеспечить быстрый и сравнительно недорогой ремонт и тем самым решить проблему ремонта блока двигателя ВАЗ 2101, ВАЗ 21011 и ВАЗ 2105.

Возможность осуществления данной полезной модели подтверждается разработкой новых конструкций поршней, которая была осуществлена в соответствии с заявленным техническим решением на ООО «ТРТ» (г.Харьков). В настоящий момент налажено производство указанных поршней.

Источники информации

1. Поршни ВАЗ. Выбор поршней на классику. http://www/ftdmk.ru/por_text/; найдено в Интернет 30.05.2006.

1. Поршень двигателя внутреннего сгорания, имеющий в основном цилиндрическую форму и включающий плоское днище круглой формы, головку, снабженную круговыми канавками для поршневых колец, при этом нижняя по отношению к днищу канавка содержит отверстия для отвода масла, направляющую юбку, на внутренней стороне которой расположены стальные термовставки и бобышки с отверстиями для поршневого пальца, причем бобышки снабжены ребрами жесткости, соединяющие бобышки с днищем и боковыми стенками поршня, отличающийся тем, что на внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца симметрично вдоль осевой направляющей расположены, по крайней мере, две канавки, при этом соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до днища поршня и высоты поршня составляет 1:(2,15-2,30), соотношение расстояния от оси отверстия для поршневого пальца до края нижней канавки и высоты поршня составляет 1:(5-6), а днище с наружной стороны поршня снабжено форкамерой.

2. Поршень по п.1, отличающийся тем, что форкамера выполнена в виде круга.

3. Поршень по п.1, отличающийся тем, что форкамера выполнена в виде круга с двумя выемками под клапана.

4. Поршень по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность днища выполнена плоской и без ребер жесткости.

5. Поршень по п.1, отличающийся тем, что ребра жесткости бобышки выполнены сплошными.

6. Поршень по п.1, отличающийся тем, что термовставка в верхней части, обращенной к днищу поршня, выполнена со скосами.

7. Поршень по п.1, отличающийся тем, что отверстия для отвода масла, расположенные в нижней канавке, выполнены разной формы и диаметра.

8. Поршень по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности отверстия для поршневого пальца выполнена канавка, расположенная по окружности.

Поршневые кольца авиационных поршневых двигателей Тип и конструкция

Поршневые кольца предотвращают утечку давления газа из камеры сгорания и сводят к минимуму просачивание масла в камеру сгорания. [Рисунок 1] Кольца входят в поршневые канавки, но выпружиниваются, прижимаясь к стенкам цилиндра; при правильной смазке кольца образуют эффективное газовое уплотнение.

Рисунок 1. Обработанные кольца вокруг поршня

Конструкция поршневых колец

Большинство поршневых колец изготавливаются из высококачественного чугуна. [Рисунок 2] После изготовления колец их шлифуют до желаемого поперечного сечения. Затем они разрезаются так, чтобы их можно было надеть на внешнюю часть поршня и в кольцевые канавки, которые выточены в стенке поршня. Поскольку их целью является герметизация зазора между поршнем и стенкой цилиндра, они должны достаточно плотно прилегать к стенке цилиндра, чтобы обеспечить газонепроницаемость. Они должны оказывать одинаковое давление во всех точках стенки цилиндра и должны плотно прилегать к краям кольцевых канавок. 9Рис. 2. Поршневой узел и типы поршней В некоторых двигателях в верхней канавке компрессионного кольца используются хромированные поршневые кольца из мягкой стали, поскольку эти кольца могут лучше выдерживать высокие температуры, присутствующие в этой точке. Хромированные кольца должны использоваться со стальными стенками цилиндров. Никогда не используйте хромированные кольца на хромированных цилиндрах.

Компрессионное кольцо

Целью компрессионных колец является предотвращение выхода продуктов сгорания через поршень во время работы двигателя. Они размещаются в кольцевых канавках непосредственно под головкой поршня. Количество компрессионных колец, используемых на каждом поршне, определяется типом двигателя и его конструкцией, хотя в большинстве авиационных двигателей используются два компрессионных кольца плюс одно или несколько маслосъемных колец.

Поперечное сечение кольца прямоугольное или клиновидное с конической поверхностью. Коническая поверхность представляет собой узкую опорную кромку к стенке цилиндра, что помогает уменьшить трение и обеспечить лучшее уплотнение.

Маслосъемные кольца

Масляные кольца устанавливаются в канавках непосредственно под компрессионными кольцами и над отверстиями под поршневые пальцы. На поршень может быть одно или несколько маслосъемных колец; два кольца могут быть установлены в одну канавку или в отдельные канавки. Масляные кольца регулируют толщину масляной пленки на стенке цилиндра. Если в камеру сгорания попадает слишком много масла, оно сгорает и оставляет толстый слой нагара на стенках камеры сгорания, головке поршня, свечах зажигания и головках клапанов. Этот углерод может привести к заеданию клапанов и поршневых колец, если он попадет в кольцевые канавки или направляющие клапанов. Кроме того, углерод может вызвать пропуски зажигания свечи зажигания, а также детонацию, преждевременное зажигание или чрезмерный расход масла. Чтобы избыточное масло могло вернуться в картер, в дне канавок маслосъемных поршневых колец или в площадках рядом с этими канавками просверлены отверстия.

Маслосъемное кольцо

Маслосъемное кольцо обычно имеет скошенную поверхность и устанавливается в канавку в нижней части юбки поршня. Кольцо устанавливается царапающей кромкой в ​​сторону от головки поршня или в обратном положении, в зависимости от положения цилиндра и серии двигателя. В обратном положении маслосъемное кольцо удерживает избыточное масло над кольцом при ходе поршня вверх, и это масло возвращается в картер маслосъемными кольцами при ходе поршня вниз.

Связанные посты

• Оправовые двигатели
• Crankshts
• Связующие стержни
• Pistons
• Cynlinders
• MARING MEGHANGE
• VALVES
99999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999.

Вам может понравиться

Поршни двигателя на Summit Racing for Cars & More

Поршни — это сердце двигателя вашего автомобиля или грузовика, вырабатывающее мощность и приводящее в действие вашу силовую установку. У нас есть подходящие поршни двигателя для…

Поршни — это сердце двигателя вашего автомобиля или грузовика, они вырабатывают мощность и оживляют вашу силовую установку. У нас есть подходящие поршни двигателя для вашего применения, включая огромное разнообразие марок, областей применения, диаметров отверстий, ходов поршней и лучших конструкций, которые помогут вам достичь нужного сжатия. Выберите литые алюминиевые поршни для надежной и недорогой работы, заэвтектические поршни для двигателей с более высокой мощностью или кованые алюминиевые поршни для максимальной прочности и долговечности. Убедитесь, что сердце вашего двигателя сильно бьется с правильным набором высокопроизводительных поршней — найдите…

Поршни — это сердце двигателя вашего автомобиля или грузовика, они вырабатывают мощность и оживляют вашу силовую установку. У нас есть подходящие поршни двигателя для вашего применения, включая огромное разнообразие марок, областей применения, диаметров отверстий, ходов поршней и лучших конструкций, которые помогут вам достичь нужного сжатия. Выберите литые алюминиевые поршни для надежной и недорогой работы, заэвтектические поршни для двигателей с более высокой мощностью или кованые алюминиевые поршни для максимальной прочности и долговечности. Удостоверьтесь, что сердце вашего двигателя сильно бьется с правильным набором высокопроизводительных поршней — найдите их здесь! Чтобы упростить проект по установке поршня, используйте компрессор поршневых колец, который подходит для вашей области применения.

Результаты 1–25 2000 г. +

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 23 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$143,99

159,99 $

(Скидка 16,00 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 9 января, 2023 г.

Расчетная дата международной отправки: Сегодня

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

146,69 долларов США

162,99 $

(Скидка 16,30 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 25 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 27 декабря 2022 г.

Расчетная дата международной отправки: Сегодня

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 23 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 27 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: Понедельник 05.12.2022

Расчетная дата международной отправки: Сегодня

410,39 долларов США

455,99 $

(Скидка 45,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 23 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

99″> $174,99

Ориентировочная дата отгрузки в США: Среда 30.11.2022 Расчетная дата международной отправки: 22 декабря 2022 г.

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 19 декабря 2022 г.

Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$557,02

Ориентировочная дата отгрузки в США: Среда 30.11.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 410,39 долларов США

455,99 $

(Скидка 45,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 23 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$557,02

Ориентировочная дата отгрузки в США: Среда 30.11.2022 Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 18 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$162,99

Ориентировочная дата отгрузки в США: 21 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 18 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 23 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

39″> 491,39 долл. США

545,99 $

(Скидка 54,60 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 18 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$566,99

629,99 $

(Скидка 63,00 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 16 января 2023 г. Расчетная дата международной отправки: 17 января 2023 г.

$566,99

629,99 $

(Скидка 63,00 $)

Ориентировочная дата отгрузки в США: 12 декабря 2022 г. Расчетная дата международной отправки: Сегодня

$335,99

Ориентировочная дата отгрузки в США: Понедельник 05.