Профілювання зовнішньої поверхні поршня

Abstract

Поршень є однією з головних ресурсоємних і наукомістких частин двигуна внутрішнього згоряння. Його конструкція суттєво впливає практично на всі показники досконалості енергетичної установки з ДВЗ в цілому. Профіль, що правильно спроектовано – є основним параметром, що дозволяє двигуну дути безпечним при перших запусках. Розробка, виробництво та використання поршнів на первинному та вторинному ринках збуту неможливі без проведення відповідних наукових досліджень, які дозволять підвищити конструкторські та технологічні можливості для усіх зацікавлених осіб. Поршні для бензинових ДВЗ легкових автомобілів і надалі домінуватимуть на ринках, що пов’язане з екологізацією транспорту в цілому. Це підкреслює важливість досліджень щодо вдосконалення поршнів ДВЗ з примусовим запалюванням. Раціональне профілювання зовнішньої поверхні є важливою задачею вдосконалення конструкції поршня. Наведено схему технології створення конструкції, що була прийнята в АТ "АВТРАМАТ" (Харківський завод "Поршень") як стандарт підприємства по якому і створювалися поршні, що потім поставлялися на заводи двигунобудівної галузі і в запчастини. Проаналізовано профілі бічних поверхонь поршнів автомобільних ДВЗ, що спроектовані і втілені у виробництво. Аналіз проведено для поршнів діаметром від 72 до 100 мм і висотою від 45 до 73 мм. Показано, що наведені профілі бічних поверхонь в цих поршнях геометрично подібні як вздовж так і перпендикулярно його осі. Показано, що геометрична форма профілю може бути описана поліномами 3-го і 4-го ступеню, що дає можливість простого подальшого використання. При проектуванні профілів майбутніх конструкцій це може бути використано. Наведено формули і алгоритм, за яким можливо розрахувати зовнішній профіль поршнів автомобільних поршневих ДВЗ за 2-ма параметрами – діаметром і висотою.

The piston is one of the main resource-intensive and knowledge-intensive parts of the internal combustion engine. Its design significantly affects almost all indicators of the perfection of the power plant with internal combustion engines as a whole. A correctly designed profile is the main parameter that allows the engine to blow safely during the first starts. The development, production and use of pistons in the primary and secondary markets is impossible without appropriate scientific research that will increase the design and technological capabilities of all interested parties. Pistons for gasoline internal combustion engines of passenger cars will continue to dominate the markets, which is connected with the greening of transport as a whole. This emphasizes the importance of research on the improvement of positive-ignition internal combustion engine pistons. Rational profiling of the outer surface is an important task for improving the design of the piston. The diagram of the design creation technology, which was adopted by JSC "AVTRAMAT" (Kharkiv Plant "Porshen") as the standard of the enterprise, according to which pistons were created, which were then supplied to factories of the engine-building industry and for spare parts, is given. The profiles of the side surfaces of the pistons of automobile internal combustion engines, which were designed and implemented in production, were analyzed. The analysis was carried out for pistons with a diameter of 72 to 100 mm and a height of 45 to 73 mm. It is shown that the given profiles of the side surfaces in these pistons are geometrically similar both along and perpendicular to its axis. It is shown that the geometric shape of the profile can be described by polynomials of the 3rd and 4th degree, which allows for easy further use. This can be used when designing the profiles of future structures. Formulas and an algorithm are given, according to which it is possible to calculate the external profile of pistons of automobile reciprocating internal combustion engines according to 2 parameters - diameter and height.