УСТРОЙСТВО БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ДНИЩА ГОЛОВКИ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
DEVICE FOR BIMETALLIC BOTTOM OF CYLINDER HEAD OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к поршневым двигателям внутреннего сгорания, в частности к конструкциям крышек цилиндров форсированных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Известна биметаллическая головка цилиндров дизеля, содержащая алюминиевый корпус и чугунную вставку, расположенную в днище головки цилиндров, в которой со стороны плоскости контакта с материалом головки цилиндров в зоне расположения отверстия для выхода распылителя форсунки выполнена выточка в форме усеченного конуса или части сферы (см. АС СССР №1666795, 1989 г.). Однако, из-за высокой деформации при тепловом расширении головки может происходить разрушение.
Самым близким по технической сути является устройство биметаллического днища головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащее алюминиевый корпус и чугунную вставку, с полукруглыми углублениями (см. патент RU №2 456 465,2011 г.).
Однако чугунная вставка, расположенная в днище головки, и замыкающая один цилиндр подвергается большим напряжениям деформации ввиду теплового расширения головки и нагрузки от расширяющихся газов, что может приводить к разрушению конструкции головки цилиндров.
Техническая задача - создание усовершенствованного днища биметаллической головки двигателя внутреннего сгорания с увеличенной прочностью.
Технический результат - повышение прочности, жесткости, надежности устройства путем усовершенствования конструкции.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем биметаллическую головку и металлическую вставку, в верхней части вставки по всей поверхности выполнены продольные и поперечные ребра жесткости, вставка изготовлена из стали и проходит через отверстия крепления головки к блоку цилиндров.
Вставка изготавливается из стали и в зависимости от конструктивных особенностей ДВС, замыкает более одного цилиндра. В результате нагрева и ввиду различной температурной деформации вставки и алюминиевой основы головки ДВС продольные и поперечные ребра позволяют уменьшить деформации алюминиевой основы головки ДВС и повышают прочность и жесткость конструкции.
Предлагаемое устройство изображено на чертеже (Фиг. 1 - вид в разрезе, Фиг. 2 - в аксонометрии). Устройство содержит биметаллическую головку цилиндров 1 со стальной вставкой 2 и продольными и поперечными ребрами жесткости 3 в верхней части по всей поверхности вставки.
Устройство работает следующим образом. Головка цилиндров неравномерно нагревается. Ввиду различных коэффициентов температурного расширения алюминия и стали возникают высокие напряжения в области контакта различных материалов. Ребра жесткости 3, расположенные в верхней части вставки 2, удерживают алюминий в процессе расширения, тем самым снизив напряжение в области контакта различных материалов. Сама вставка с ребрами жесткости (Фиг. 2) изготавливается штамповкой или фрезерованием на станке ЧПУ. После чего вставка обезжиривается и подвергается процессу алитирования в течении 40-60 минут для диффузионного проникновения алюминия в материал вставки. Затем вставка помещается в форму для изготовления головки цилиндров, в которой стержни для клапанов являются базой (не показано) на которые вставка устанавливается через клапанные отверстия 4, выполнены во вставке и заливается алюминиевым сплавом.
Предлагаемое устройство - огневое днище головки цилиндров с вставкой из стали, замыкающей более одного цилиндра, позволяет повысить прочность и надежность конструкции биметаллической головки цилиндров.
Источники информации
1. АС СССР №1666795, 1989 г.
2. патент RU 2 456 465,2011 г. (прототип).