ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и касается конструкции поршня двигателя внутреннего сгорания.
Известны конструкции поршней, в которых на поверхности юбки поршня наносятся упрочняющие покрытия (Заявка Великобритании №1146835, МПК F16J 1/02 опубл. 26.03.69 RU (11) 2224127 C2 кл. F02F 3/10 опубл. 22.02.2004 г.) Увеличенная твердость поверхностей юбок указанных поршней при снижении их износов вызывает повышенный износ в сопряженной поверхности зеркала цилиндра, так как эта пара работает в условиях полужидкого или полусухого трения. Указанные технические решения не решают проблему улучшению условий смазки пары юбка поршня - цилиндра двигателя и ее долговечности.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является конструкция поршня, в котором для создания гидродинамического эффекта и улучшения смазки поверхность юбки выполнена в виде четырех разнонаправленных кубических парабол. (Авторское свидетельство СССР №280098, опубл. 26.08.1970).
Недостатком известной конструкции является то, что при движении поршня в цилиндре не все параболы одновременно обеспечивают гидродинамический эффект масляного клина. При движении поршня от верхней мертвой точки (В.М.Т.) к нижней (Н.М.Т.) масляный клин образуется только между 2 и 4 параболами и зеркалом цилиндра. При движении от Н.М.Т. к В.М.Т. режим масляного клина обеспечивают участки парабол 1 и 3. Таким образом, одновременно в гидродинамическом режиме смазки работаю только по 2 параболических участка юбки поршня, что уменьшает площадь масляного контракта юбки поршня с зеркалом цилиндра, при этом обуславливает повышение удельных давлений и продавливание масляного слоя. Другим недостатком рассматриваемого решения является ограниченность количества парабол на поверхности юбки, малая ее маслоемкость и усложнение изготовления поршня.
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции поршня с увеличенным ресурсом в сопряжении юбка поршня - цилиндр двигателя.
Поставленная задача решается тем, что на поверхности юбки поршня, содержащем головку, кольцевые канавки под газомаслоуплотненные кольца, бобышки, отверстия под поршневой палец, выполнены несколько кольцевых проточек (предпочтительно 5-20 проточек в зависимости от размера поршня), дно которых соединено коническими поверхностями с поверхностью юбки поршня.
При таком выполнении юбки поршня повышается ее маслоемкость, что в сочетании с гидродинамическим эффектом масляного клина, возникающим между коническими поверхностями на юбке поршня и поверхностью зеркала цилиндра, обеспечивает снижение износа в рассматриваемой паре.
На фигуре 1 изображен общий вид поршня с кольцевыми проточками на юбке; на фигуре 2 изображена проточка в разрезе в увеличенном масштабе.
Поршень 1 содержит поршневую головку 2, кольцевые канавки под газомаслоуплотняющие кольца 3, отверстие под поршневой палец 4, бобышки 5, юбку поршня 6, кольцевые проточки 7, дно проточки 8, конические поверхности 9. Геометрическим параметрам кольцевой проточки 7 следует придавать такие предпочтительные значения (фиг. 2): глубина h=0,1-0,2 мм ширина s=0,2- 0,4 мм, угол между конической поверхностью 9 и поверхностью юбки а=3-10°.
При работе двигателя на пусковом и переходном режимах возможен недостаток масла в зазоре юбка поршня-цилиндра, который восполняется маслом, находящемся в проточке 7. При движении поршня в цилиндре масло из проточки 7 вовлекается в клиновидный зазор между конической поверхностью 9 и зеркалом цилиндра двигателя. При этом возникает гидродинамический эффект, который улучшает условия смазки в трущейся паре юбка поршня - зеркало цилиндра двигателя и тем самым уменьшает износ в рассматриваемой паре.
Таким образом, выполнение кольцевых проточек на юбке поршня, дно которых соединены коническими поверхностями с поверхностью юбки, приводит к улучшению условий его смазки, повышению долговечности и эффективности работы поршневого, двигателя внутреннего сгорания.