3.4. Составление списка недостатков.

Наименование недостатков	Фактические или возможные следствия недостатков	Фактические или возможные причины недостатков
-Сложность конструкции и наличие большего количества деталей -Недостаточная нагрузочная способность	-Увеличение стоимости ТО и снижение надежности за счет увеличения конструктивных элементов -Ограничение уровня форсирования двигателя	-Невозможность соединения головки порня и корпуса без использования дополнительных элементов -Несовершенсто материалов из которых изготовлен поршень.

3.5. Формулировка задачи.

Дано: Составной поршень из однородного материала с головкой с возможностью вращения и продольного перемещения.

Требуется: Увеличить нагрузочную способность составного поршня , в частности головки поршя.

3.6. Анализ функции прототипа и построение улучшенной конструктивно-функциональной структуры

Вопросы	Ответы
1) какие можно ввести новые элементы, обеспечивающие устранение недостатков прототипа?	Использование головки порня из материала других физических свойств и упрощение конструкци .
2) Какие элементы можно исключить для устранения недостатков прототипа?	Теких элементов нет
3) Какие элементы можно исключить путем передачи их функций другим элементам?	Таких элементов нет

3.7. Улучшенная конструктивно-функциональная структура

ТО – Поршень	Функции новых элементов
Е1 – головка поршня	Ф8 – Принимать на себя всю нагрузку разшеряющихся газов.

3.8. Выявление причин возникновения недостатков

Причина возникновения недостатка	Можно ли и как устранить причину возникновения недостатков
Для процедуры ковки поршней необходимо чо бы деталь имела самою простую форму.	Необходима переработка формы и строения головки поршня для выполнения операции ковки.
Увеличение коэфициента теплового расширения при использовании кованой головки.	Необходимо учесть новые зазоры головки поршня и запретить использовать двс на больших нагрузках пока он не достигнет рабочей температуры.

3.9. Выявление и анализ противоречий развития

1-й тип противоречий.(улучшение одного показателя ухудшает другие)

Не найдено.

2-ой тип противоречий (изменение одного фактора имеет и положительные и отрицательные стороны)

Увеличение коэфициента теплового расширения пагубно скажется на работе двигателя в режиме прогрева.

3-ий тип противоречий (улучшение свойств ограниченно)

Повышение прочностных характеристик поршя даст возмодность для дальнейшего форсирования ДВС , но другие остальные сопряженные с ним элементы потребую доработак в том де направлении.

3.10 Идеальное техническое решение

Возмоджность выдерживания любых температур внутри камеры сгорания и максимальное снижение инерционной массы для повышения максимальных оборотов двигателя.

4. Описание улучшенного технического решения

На рис.2 показана принципиальная схема улучшенной составного поршня.

Рис.2.

Отличется данный составной поршень от предложенного ранее измененным материалом из которого изготовлена Головка поршня , а именно из кованного алюминия. И изменена форма. Сделано уменьшение толщины стенок так как прочностные характеристики увеличены.

В составном поршне, включающем корпус, головку и, по меньшей мере, одно поршневое кольцо, головка посредством осевого пальца с окружной канавкой, снабженного средствами его крепления в корпусе, подвижно, с возможностью вращения и продольного перемещения сочленена с корпусом поршня, при этом в окружной канавке головки установлена цилиндрическая пружина, а в зазоре между посадочными плоскостями головки и корпуса - поршневое кольцо, выполненное в виде плоской спирали.

В корпусе поршня напротив окружной канавки головки равномерно по окружности выполнены продольные дренажные каналы, связывающие зазор между посадочными плоскостями головки и корпуса с подпоршневым пространством, а на обращенной к шатуну поверхности поршневого кольца - радиальные канавки.

Поршень содержит головку 1 с пальцем 2, канавкой 3 и посадочной плоскостью 4, корпус 5 с дренажными каналами 6, отверстием 7 и посадочной плоскостью 8, пружину 9, поршневое кольцо 10, средство крепления головки в корпусе 11, рубашку 12.

При сборке поршня головка 1 с установленными в канавке 3 пружиной 9, а на плоскости 4 - поршневым кольцом 10, вставляется в отверстие 7 корпуса 4, после чего фиксируется одним из известных средств, например штифтом 11, с гарантированными усилием прижатия и остаточным продольным зазором. Величины усилия прижатия и продольного зазора зависят от типа и мощности двигателя и определяются экспериментально в ходе доводки и испытаний двигателя.

Основная сущность изобретения заключается в том, что предлагаемая конструкция обеспечивает возможность свободного вращения и малых продольных перемещений головки относительно корпуса. Как следствие, последний оказывается в значительной степени разгружен от действующих на него со стороны головки тангенциальных сил и крутящих моментов, работает в облегченных условиях, что обусловливает повышение надежности и долговечности поршня, а значит и возмножности поднтия нагрузочного предела.

Кроме того, за счет насосного эффекта, обусловленного малыми продольными колебаниями головки во время работы поршня, через зазоры между смежными поверхностями поршневого кольца, головки и корпуса в дренажные отверстия прокачивается масло, снимаемое со стенок цилиндра, что интенсифицирует охлаждение поршня.

Кроме того, выполнение головки и корпуса разъемными и подвижными друг относительно друга позволило использовать поршневое кольцо в виде плоской спирали, содержащей, по меньшей мере, три витка. Так как кольцо предлагаемой конструкции имеет большую площадь уплотняющей поверхности и не имеет сквозных радиальных стыков, то для обеспечения необходимой герметичности камеры сгорания оказалось достаточным одного кольца. Более того, это же кольцо одновременно служит и маслосъемным кольцом.

Другим преимуществом кольца предлагаемой конструкции является то, что оно, независимо от степени износа трущихся поверхностей, обеспечивает постоянство, усилия его прижатия к стенкам цилиндра и стабильность зазора между стенками цилиндра и поршня.

К семестровой работе прилагаются тексты патентов.