ПОРШЕНЬ ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
PISTON OF DOUBLE ACTION, MAINLY FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к поршням двигателя внутреннего сгорания и компрессоров.
Известны составные поршни, содержащие шток и корпус (патент US 1922393).
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является составной поршень двойного действия для двигателя внутреннего сгорания, содержащий скрепленные жестко при помощи резьбовых соединений головку с канавками под поршневые кольца и юбку с отверстиями под шток (патент US 1702247).
Недостатками известных поршней являются повышенная металлоемкость, трудоемкость в изготовлении и сборке, а также сложность в подведении охлаждающей жидкости (теплоносителя), недостаточная температурная стойкость.
Задачей заявленного изобретения является устранение указанных недостатков.
Технический результат - снижение металлоемкости поршня и трудоемкости его изготовления, а также упрощение организации охлаждения поршня, повышение температурной стойкости и механической прочности поршня.
Это достигается тем, что поршень двойного действия, преимущественно для двигателя внутреннего сгорания, согласно изобретению, содержит скрепленные между собой посредством резьбовых соединений корпус с полостями для циркуляции охлаждающего агента и накладки, средства для крепления поршня к валу двигателя, при этом боковая поверхность накладок имеет форму участка тора. Накладки выполнены из термоупругого материала и имеют канавки под уплотнительные кольца, причем подвод и отвод охлаждающего агента осуществляют через выполненные в корпусе сверления.
На фиг.1 показан поршень со стороны торца накладки; на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 показан общий вид поршня в сборе; на фиг.4 - вид по стрелке Б на фиг.1; на фиг.5 показана камера сгорания с поршнем.
Поршень выполнен разборным. Поршень выполнен в виде скрепленных между собой посредством резьбовых соединений 1 корпуса 2 с полостями 3 для циркуляции охлаждающего агента (жидкость или газ) и накладок 4. Накладки 4 выполнены из термоупругого материала, например диоксида циркония или корунда, и имеют канавки 5 под уплотнительные кольца (не показаны). Выполнение накладок 4 из термоупругого материала позволит обеспечить температурную стойкость поршня. Боковая поверхность 6 накладок 4 имеет форму участка тора. Подвод и отвод охлаждающего агента осуществляют через выполненные в корпусе 2 сверления (отверстия) 7, что позволяет организовать петлевое 8 движение жидкости или газа во внутренних полостях поршня, что в свою очередь благоприятно сказывается на охлаждении поршня. Количество сверлений 7 зависит от размеров и мощности двигателя.
Средство для крепления поршня к валу 9 двигателя выполнено в виде опорных приливов 10 (фиг.3), выполненных на корпусе 2.
Поршень размещен внутри рабочей камеры 11 сгорания тороидальной формы. Ось вращения 12 совпадает с осью тора. Тороидальная форма рабочей камеры и соответственно форма боковой поверхности поршня выбраны исходя из того, что в данном случае тор при равном объеме имеет наименьшую площадь поверхности. Это в свою очередь снижает тепловую нагруженность деталей двигателя. Кроме того, снижается материалоемкость деталей поршня.
Разборная конструкция поршня позволяет организовать внутри поршня полости 3, что снижает материалоемкость поршня за счет уменьшения количества материала внутри поршня, его вес и обеспечивает рациональную (без образования застойных зон) циркуляцию охлаждающего агента, при сохранении прочности конструкции. Кроме того, обеспечивается снижение металлоемкости поршня и трудоемкости его изготовления.
Собирается поршень посредством свинчивания накладок 4 и корпуса 2 при помощи резьбового соединения 1.
Поршень работает следующим образом.
Поршень вращается с переменной угловой скоростью внутри рабочей камеры 11 тороидальной формы (фиг.5).
При вращении поршня охлаждающий агент (жидкость или газ) циркулирует через внутренние полости 3, образованные поверхностью корпуса 2 и накладками 4, охлаждая при движении опорные приливы 10. Охлаждающий агент (жидкость или газ) подводится во внутренние полости 3 поршня и сливается из них через сверления 7. Это упрощает организацию охлаждения поршня, повышает температурную стойкость и механическую прочность поршня.