составной поршень для двигателя внутреннего сгорания

Формула изобретения

Составной поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий съемную накладку, корпус с чугунной вставкой, в которой выполнено полусферическое гнездо для размещения сферического подшипника головки шатуна, и крышку подшипника с установленными в ней сухарями, причем накладка, корпус и крышка связаны общими сквозными элементами, отличающийся тем, что он снабжен полусферическим тонкостенным биметаллическим вкладышем, установленным в гнезде вставки с упором в сухари крышки подшипника, крепежные элемента выполнены в виде болтов, а накладка выполнена с кольцевой проточкой для размещения головок болтов и радиальными пазами для прохода последних.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции сборных поршней двигателей внутреннего сгорания, имеющих шатуны со сферическими головками на концах.

Известны различные конструкции сборных поршней, используемых в двигателях внутреннего сгорания, имеющих в качестве шарнирных соединений поршня с шатуном как цилиндрические, так и сферические опорные поверхности, участвующие в передаче усилий через шатун к валу. При всем разнообразии конструкций все поршни могут быть разделены на 3 основные группы.

1. Поршни, накладки которых и крышки опорных поверхностей крепятся к алюминиевому корпусу с помощью болтовых соединений и практически не подвергаются тепловым нагрузкам.

2. Поршни, накладки которых и крышки опорных поверхностей стягиваются о алюминиевым корпусом с помощью шпилек, имеющих резьбу на обоих концах. При этом шпильки подвержены значительным тепловым напряжениям, особенно в местах резьб.

3. Поршни, накладки которых притягиваются к корпусу через шпильки, а крышки опорных поверхностей болтами. См. заявки: ФРГ N 3214093, F 02 F 3/14, 1983, Великобритания N 2198210, F 02 F 3/00, СССР а.с. 1394777, F 02 F 3/00, а.c. 1550990 F 02 F 3/12, а.с. 1563309 F 02 F 3/02,

Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение до конструкции поршня авиационного дизельного двигателя с наклонными шайбами (заявка РСТ W 86/06136), F 02 В 75/26, 1986 г.

Поршень данного двигателя содержит алюминиевый корпус, стальную накладку, чугунную вставку, сферическую опору, сухари, установленные в крышку сферического подшипника и крепежные шпильки, которые стягивают накладку поршня, чугунную вставку и крышку между собой.

Представленное в качестве прототипа конструкторское решение сборного поршня имеет следующие недостатки.

1. При такой конструкции поршня в шпильках возникают тепловые напряжения, а резьба на их концах становится существенным концентратом напряжений.

2. Конструкция сферического подшипника с учетом требований исполнения, монтажа и ремонта не может обеспечить долговременную работу.

Для устранения указанных недостатков авторами предлагается составной поршень для двигателя внутреннего сгорания, содержащий съемную накладку, корпус с чугунной вставкой, в которой выполнено полусферическое гнездо для размещения сферического подшипника головки шатуна, и крышку подшипника с установленными в ней сухарями, причем накладка, корпус и крышка связаны общими сквозными элементами, поршень снабжен полусферическим тонкостенным биметаллическим вкладышем, установленным в гнезде вставки с упором в сухари крышки подшипника, крепежные элементы выполнены в виде болтов, а накладка выполнена с кольцевой проточкой для размещения головок болтов и радиальными пазами для прохода последних.

На чертеже представлен поперечный разрез составного поршня. Поршень состоит из стальной накладки 1, стяжных болтов 2, головки которых размещены в кольцевой проточке накладки, а стержни в ее радиальных пазах. Болты проходят через сквозные отверстия корпуса поршня 3 и притягивают накладку к чугунной вставке 4. Полусферический биметаллический тонкостенный вкладыш 5 имеет стальную основу с антифрикционным покрытием и установлен в полусферическом гнезде вставки, а своей торцевой поверхностью упирается в торец сухарей 6, установленных в крышку 7 сфереческого подшипника.

При монтаже и во время работы вкладыш 5 при такой конструкции имеет возможность самоустанавливаться в гнезде вставки, что исключает влияние различных отклонений на долговременную работу подшипника. Во-вторых, учитывая специфику работы сферических подшипников, предусматривается высокая твердость поверхности головки шатуна (азотирование, цементация), что позволит при ремонте сферического подшипника заменить только вкладыш 5 в условиях обычных ремонтных мастерских.