Патент на изобретение №2182243
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к двигателестроению, а более конкретно к с усовершенствованию конструкции поршня, направлено на улучшение виброакустических характеристик ДВС. Поршень снабжен специальной неметаллической или композиционной полимерной вставкой, выполненной в виде цилиндра с эксцентричным отверстием под поршневой палец и установленной в предварительно увеличенные отверстия бобышек поршня. Указанная вставка многофункциональная, т.к. обеспечивает не только дезаксаж поршневого пальца, но и смещение центра масс поршня относительно продольной оси, уменьшение массы поршня и демпфирование вибрации. Благодаря многофункциональности вставки при работе двигателя происходит существенное улучшение виброакустических характеристик. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а более конкретно к усовершенствованию конструкции поршня, и направлено на улучшение виброакустических характеристик двигателя внутреннего сгорания /ДВС/, и может быть использовано в компрессорах и насосах. Известен поршень ДВС, который содержит цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку, юбку и среднюю часть – область размещения бобышек поршня с отверстиями, поршневой палец, поршневые кольца, и вставку. Металлическая вставка поршня выполнена в виде цилиндра с эксцентричным отверстием и устанавливается в отверстиях бобышек поршня. Диаметр отверстия бобышек предварительно увеличивают до значения, достаточного для установки вставки. Вставка устанавливается в соответствующее отверстие бобышек таким образом, чтобы эксцентричность отверстия относительно продольной оси поршня была максимальная, т.е. чтобы дезаксаж отверстия был максимальный. Поршневой палец устанавливается в эксцентричное отверстие вставки и тем самым обеспечивается дезаксаж поршневого пальца, который способствует уменьшению ударного импульса и момента кантующего поршня в пределах теплового зазора между поршнем и втулкой цилиндра. /Скуридин Д.А., Михеев Е.М. Борьба с шумом и вибрацией судовых ДВС. – Л.: Судостроение, 1970, с.141. Существенным недостатком поршня является то, что металлическая вставка, выполненная в виде цилиндра с эксцентричным отверстием, предназначена только для смещения оси поршневого пальца относительно продольной оси поршня, т.е., как принято в технической литературе, для обеспечения дезаксажа поршня. Однако изменение величины дезаксажа поршневого пальца от 0,5 до 6 мм вызывает изменение вибрации и шума по общим уровням не более, чем на 3 дБ. Указанный эффект может быть увеличен. Задача изобретения – снижение уровня шума и вибраций. Поставленная задача достигается тем, что в поршне ДВС, содержащим цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку, юбку и среднюю часть – область размещения бобышек поршня с отверстиями, поршневой палец, поршневые кольца и вставку, обеспечивающую дезаксаж поршневого пальца, выполненную в виде цилиндра с эксцентричным отверстием под поршневой палец, установленную в предварительно увеличенные отверстия бобышек поршня, центр масс поршня смещен в сторону оси дезаксиального пальца благодаря тому, что вставка выполнена из неметаллического или композиционного полимерного материала. Кроме того, для увеличения смещения центра масс вставка выполнена с отрицательными массами /отверстие, пустоты различных форм/. Композиционный полимерный материал армирован волокнистым наполнителем, например, алюминием с непрерывными волокнами или с высокопрочной стальной проволокой на основе углепластиков, корунда или карборунда, обладающего хорошими вибродемпфирующими свойствами. Указанное смещение центра масс поршня вызывает дополнительную нормальную силу или момент и при возвратно-поступательном движении поршня способствует изменению моментов перекладки. У большества ДВС рабочая перекладка поршня начинается близко к ВМТ и колеблется в пределах 1-2 поворота коленчатого вала до В.М.Т. Однако угол начала перекладки равен 1-2o до рабочей В.М.Т., что весьма незначительно и для уменьшения интенсивности удара поршня в рабочей В.М.Т. целесообразно его увеличить, для чего и служит предложенный поршень со смещенными центром масс и осью пальца благодаря выполнению вставки из неметаллического или композиционного полимерного материала. Величина смещения центра масс поршня регулируется без изменения конструкции, для чего композиционная вставка выполнена с “отрицательными массами” /т.е. отверстия, пустоты различных форм/. Эти “отрицательные массы” – отверстия или пустоты во вставке – способствуют еще большему смещению центра массы поршня от его продольной оси в сторону оси пальца ввиду облегчения той части поршня, где расположены пустоты – “отрицательные массы”. Кроме того, целесообразность применения композиционной вставки улучшает виброакустические характеристики ДВС, что обеспечивается двумя причинами, а именно существенным /в 2-4 раза/ уменьшением массы и вибродемпфирующими свойствами композиционных материалов. Учитывая изложенные особенности технического решения, от применения предложенного поршня достигается сверхсуммарный эффект снижения шума и вибрации ДВС, а следовательно, повышение его надежности и долговечности. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен продольный разрез поршня, на фиг.2 – общий вид поршня, на фиг. 3 и 4 – вставка с “отрицательными массами” в виде круглых или фигурных отверстий. Поршень содержит цилиндрическую поверхность, условно разделяющуюся на головку 1, юбку 2, среднюю часть 3 – область размещения бобышек 4 с отверстиями, поршневой палец 5, поршневые кольца 6, вставку 7 в виде цилиндра из вибродемпфирующего неметаллического или композиционного полимерного материала с эксцентричным отверстием под поршневой палец, которая устанавливается в предварительно увеличенные отверстия бобышек 4 поршня. Поршневой палец 5 установлен в эксцентричном отверстии вставки 7. Позицией 8 на фиг.1 и 2 обозначен шатун. Вставка 7 устанавливается в соответствующее отверстие бобышек 4 поршня таким образом, чтобы эксцентричность /фиг.2/ отверстия А относительно продольной оси Z поршня была максимальная, т.е. чтобы дезаксаж ![]() ![]() ![]() 1. Рабочей перекладке поршня при угле поворота коленчатого вала ![]() ![]() ![]() ![]() Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 24.06.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 11-2003
Извещение опубликовано: 20.04.2003
|
||||||||||||||||||||||||||