ПОРШЕНЬ

Полезная модель относится к двигателестроению, а именно к конструкции цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания, например для автомобилестроения, автостроения, и касается рабочей поверхности поршня цилиндропоршневой группы.
Одной из главных причин задирообразования - разрушения поверхностей трения является недостаточные разделяющие защитные свойства смазочных пленок. При возникновении критических условий работы трущегося узла, вызванных чрезмерно резким ростом температуры и перегревом, недопустимой тепловой деформацией деталей, увеличением нормальной силы давления поршня на зеркало цилиндра во время перекладки, прекращением подачи смазки или ухудшением качества смазывающего материала, поверхности чувствительны к повреждению задирами.
Изменение микрогеометрии до предельных уровней, ухудшающих адсорбционную маслоудерживающую способность, или интенсификация необратимых процессов, протекающих в поверхностных слоях, может вызвает ускорение изнашивания.
Известны способы, когда для создания разделяющих смазочных пленок в случае замены деталей поршневого узла, особенно хромированных поршневых колец, втулки подвергают повторному хонингованию до шероховатости Ra=0,5…1,0 мкм и горячему фосфатированию.
Известен также опыт нанесения на поверхности трения втулок, поршней и колец для повышения задиростойкости облагораживающих антизадирных покрытий.
Одним из наиболее эффективных направлений борьбы с основным видом изнашивания деталей ЦПГ - схватыванием является нанесение маслоудерживающего рельефа на рабочую поверхность поршня (Асташкевич Б.М. Задирообразование и качество поверхности трения деталей цилиндропоршневой группы тепловозных дизелей. «Вестник ВНИИЖТ», 2003, №1).
Задача заключается в обеспечении достаточной маслоудерживающей способности поверхности поршней ЦПГ, обеспечивающей лучшую прирабатываемость деталей узлов и их задиростойкость.
Техническим результатом является создание микрорельефа рабочей поверхности поршня цилиндропоршневой группы с повышенной маслоудерживающей способностью.
Для решения поставленной задачи предложен поршень двигателя внутреннего сгорания с пазами для компрессионных колец и маслосъемных колец, который на юбке поршня имеет маслоудерживающий рельеф с заданной геометрией рельефа: ширина канавок b, глубина канавок h, с шагом 1, с образованием плоской вершины в каждом шаге, на которые нанесен прирабатывающий противозадирный антифрикционный слой. Ширина канавок b равна 0,3+0,01 мм, глубина канавок h равна 0,14±0,03, шаг 1 равен 0,312. При этом вершина канавки выполнена по радиусу r равному 0,7+0,02 мм.
На фиг.1 представлен поршень ЦПГ, общий вид, в разрезе; на фиг.2 - вид по стрелке А (увеличено).
Поршень 1 двигателя внутреннего сгорания имеет пазы для компрессионных колец 2, 3, 4 и для маслосъемных колец 5, 6, 7. На юбке 8 поршня выполнен маслоудерживающий рельеф А с заданной геометрией рельефа: ширина b канавок 9 маслоудерживающего рельефа равна 0,3+0,01 мм, глубина h канавок 9, равна 0,14±0,03, шаг 1 составляет 0,312. При этом образованы плоские вершины 10 рельефа в каждом шаге, на которые нанесен прирабатывающий противозадирный антифрикционный слой. Вершины канавок закруглены по радиусу г равному 0,7+0,02 мм.
Микрорельеф поверхности обеспечивает устойчивость граничного слоя смазки, несущую способность масляной пленки. Это существенно снижает интенсивность износа и задирообразование деталей ЦПГ тепловозного дизеля 10Д100.
Предложенная геометрия рабочей поверхности обеспечивает необходимую маслоудерживающую способность поршня, устойчивость граничного слоя смазки, обеспечивая тем самым надежность работы цилиндропоршневого узла, сопротивляемость его задирообразованию, и способствуя поддержанию трибосистемы в оптимальном динамическом равновесии.