Vynález se týká pístu z legované perlitické tvárné litiny pro spalovací motory, chlazeného obíhajícím olejem.The present invention relates to a piston of alloyed pearlitic nodular iron for circulating oil-cooled internal combustion engines.
Dosud známé jednodílné písty z tvárné litiny mají dno pístu podepřeno žebry zakotvenými do ok pro uložení pístního čepu, která jsou od pláště pístu oddělena, takže spalovací tlaky působící na dno pístu se na plášť pístu nepřenáší. Podpěrná žebra vytváří současně vnitřní stěnu prstencové chladicí komory ohraničené obvodem dna pístu a pláštěm pístu v místě pístních kroužků. Tak je dosažena bezpečně nízká teplota pístu v místě drážek pro pístní kroužky. Nevýhodou této konstrukce je, že střední část dna pístu je chlazená a dosahuje vysoké teploty, která ovlivňuje stabilitu mechanických hodnot materiálu pístu. Současně dochází k velmi nerovnoměrnému rozložení teplot ve dně pístu, přičemž vysoké teplotní gradienty mezi nechlazenou a intenzivně chlazenou částí pístu jsou příčinou vzniku vysokých teplotních namáhání, což zvyšuje nebezpečí poruchy materiálu únavou. Obě oka pro uložení pístního čepu, oddělená od pláště pístu, musí být pro dosažení dostatečné tuhosti a přesnosti vývrtu mezi sebou spojena poměrně tenkými 1 vyseteýífti 2 hlediska namáhání a technologie lití nevhodná.The prior art single-piece ductile cast iron pistons have a piston base supported by ribs anchored in the piston pin receiving lugs, which are separated from the piston housing, so that the combustion pressures acting on the piston bottom are not transmitted to the piston housing. The support ribs simultaneously form the inner wall of the annular cooling chamber bounded by the circumference of the piston bottom and the piston shell at the location of the piston rings. In this way, a safe low temperature of the piston is achieved at the location of the piston ring grooves. The disadvantage of this construction is that the central part of the piston bottom is cooled and reaches a high temperature which affects the stability of the mechanical values of the piston material. At the same time, a very uneven temperature distribution in the bottom of the piston occurs, with high temperature gradients between the uncooled and intensely cooled piston section causing high temperature stresses, which increases the risk of fatigue failure of the material. The two lugs for receiving the piston pin, separated from the piston housing, must be unsuitable for achieving sufficient rigidity and accuracy of the borehole 1 with respect to stress and casting technology.
Uvedené nevýhody odstraňuje píst z legované perlitické tvárné litiny, chlazený obíhajícím olejem, jehož podstata spočívá v tom, že soustředné kruhové žebro je zakotveno do příčky, kolmé na podélnou osu pístu, která tvoří se soustředným kruhovým žebrem chladicí komoru pod střední částí dna pístu a přechází do pláště pístu v místě pístních kroužků, přičemž je spojena nízkými tuhými žebry s oky pro uložení pístních čepů, přičemž soustředné kruhové žebro je opatřeno alespoň dvěma otvory tvořícími spojení mezi chladicí komorou a chladicím prstencem.The aforementioned drawbacks are eliminated by a circulating oil cooled pearlitic ductile iron alloy, which consists in that the concentric annular rib is anchored in a partition perpendicular to the longitudinal axis of the piston, which forms a concentric annular cooling chamber below the middle of the piston bottom and to the piston housing at the location of the piston rings, being connected by low rigid ribs to the stubs for receiving the piston pins, wherein the concentric circular rib is provided with at least two openings forming a connection between the cooling chamber and the cooling ring.
Vytvořením chladicí Komory pod střední částí dna pístu, spojené otvory v soustředném kruhovém žebru s chladicím prstencem ohraničeným obvodovou částí dna pístu a pláštěm pístu, bylo dosaženo intenzivního chlazení celého dna pístu, jehož teplota je rovnoměrnější a její maximální hodnota nižší. Příčkou kolmou na podélnou osu pístu byl vytvořen hlavní prvek tuhého spoje mezi oky pro uložení pístního' čepu.By forming a cooling chamber below the central part of the piston bottom, connected by openings in a concentric circular rib to the cooling ring bounded by the peripheral part of the piston bottom and the piston housing, intensive cooling of the entire piston bottom has been achieved, its temperature being more uniform and lower. A main element of the rigid joint between the eyes for receiving the piston pin has been formed by a transverse line perpendicular to the longitudinal axis of the piston.
Příkladné provedení pístu podle vynálezu je znázorněno na připojeném výkresu. Na levé polovině výkresu je podélný řez pístem vedený rovinou procházející osou pístního čepu, na pravé polovině výkresu je podélný řez pístem vedený rovinou kolmou na ose pístního čepu. Dno 1 pístu je podepřeno soustředným kruhovým žebrem 2, zakotveným do příčky 3 kolmé na podélnou osu pístu, přecházející do pláště 4 pístu v místě drážek pro pístní kroužky a spojené nízkými tuhými žebry 5 s oky 6 pro uložení pístního čepu. Příčka 3 tvoří hlavní prvek _ tuhého spoje mezi oky 6 pro uložení pístního čepu. Zebro 2 je na dvou protilehlých místech opatřeno otvory 7, spojujícími chladicí komoru -8, vytvořenou pod střední částí dna 1 pístu s chladicím prstencem 9, ohraničeným obvodovou částí dna 1 pístu a pláštěm 4 pístu ' - v místě drážek pro pístní - kroužky. - Uprostřed příčky 3 je otvor 10, do kterého je vsazena vložka 11 s hrdlem 12, převyšujícím dno příčky 3 a zajišťujícím minimální hladinu oleje v chladicí komoře 8. Chladicí olej je do pístu ' - přiváděn ojničí a pístním čepem do - jednoho oka 6 pro uložení pístního čepu a odsud vývrtem 13 do chladicího prstence 9 a dále otvory 7 v soustředném kruhovém - žebru 2 do chladicí komory 8 a hrdlem - 12 ve vložce 11 vytéká do klikové skříně motoru.An exemplary embodiment of a piston according to the invention is shown in the attached drawing. On the left half of the drawing, a longitudinal section of the piston is guided by a plane passing through the axis of the piston pin, on the right half of the drawing, a longitudinal section of the piston is guided by a plane perpendicular to the axis of the piston pin. The piston base 1 is supported by a concentric annular rib 2 anchored to a crossbar 3 perpendicular to the longitudinal axis of the piston, passing into the piston housing 4 at the location of the piston ring grooves and connected by the low rigid ribs 5 to the lugs 6 for receiving the piston. The crossbar 3 forms the main element of the rigid connection between the lugs 6 for receiving the piston pin. Zebro 2 is provided at two opposite locations with openings 7 connecting the cooling chamber -8 formed below the central part of the piston bottom 1 with the cooling ring 9 delimited by the circumferential part of the piston bottom 1 and the piston housing 4 at the piston ring grooves. In the middle of the crossbar 3 is an opening 10 into which an insert 11 with a neck 12 is inserted, extending beyond the bottom of the crossbar 3 and ensuring a minimum oil level in the cooling chamber 8. The cooling oil is supplied to the piston via the connecting rod and the piston pin and from there through the bore 13 into the cooling ring 9 and further the holes 7 in the concentric circular rib 2 into the cooling chamber 8 and through the neck 12 in the liner 11 flows into the engine crankcase.