General Atomics получила патент на сварной поршень из трёх частей для двигателя со встречными поршнями

29 сентября Ведомство по патентам и товарным знакам США выдало компании General Atomics Aeronautical Systems (GA-ASI) патент US 12,747,713 B2 «Multi-part piston construction for an opposed-piston engine», сообщает Autonocion autonocion.comAutonocionautonocion.comОткрыть источник ↗. GA-ASI находится в Сан-Диего и выпускает беспилотные аппараты Predator. Главный пункт формулы описывает способ изготовления поршня из трёх частей, соединённых сварными швами; всего в патенте 16 пунктов.

В описанной схеме в каждом цилиндре два поршня, обращённые друг к другу, каждый связан со своим коленвалом. Камера сгорания образуется между их коронами, головки цилиндра и клапанов нет, а окна в стенке цилиндра открывают и закрывают сами поршни. Топливо подают форсунки, установленные в стенке цилиндра, поэтому поршень служит и крышей камеры, и клапаном, и проходом для струи топлива.

Три части поршня

Корона несёт зону компрессионных колец и торец с чашей и двумя выемками по краю. По описанию, выемки направляют вход топлива. Юбка — корпус поршня с отверстием под поршневой палец. Третья часть — внешнее кольцо с канавками маслосъёмных колец. Компрессионные кольца расположены на одном конце поршня, маслосъёмные — на другом, юбка между ними.

Перед сваркой корону ориентируют относительно юбки так, чтобы ось чаши образовывала заданный угол с осью пальца. Форсунки закреплены в блоке, поэтому такая ориентация может быть критичной. В примерах названы углы 30–35 градусов (32 как частный случай) и 45–55 градусов; один пример в 58 градусов выходит за собственный диапазон autonocion.comAutonocionautonocion.comОткрыть источник ↗.

Зачем три части и чего в документе нет

Описание приводит три причины. Отделение внешнего кольца убирает подсечки у бобышек пальца, затрудняющие ковку. При сварке короны с юбкой внутри остаются круговая галерея охлаждения и центральная масляная камера. Кроме того, стенку юбки можно сделать тоньше, чтобы снизить массу.

В предпочтительном процессе корону и юбку куют, а кольцо вырезают из трубы свариваемой износостойкой стали. Корону и юбку соединяют гибридной индукционной сваркой, кольцо — инерционной сваркой трением, затем следуют термообработка и обработка канавок. Для максимального давления выше 200 бар предложена кованая сталь 4140, ниже — микролегированная сталь. Упомянуты также резьбовые и прессовые соединения, но главный пункт требует сварки.

В тексте нет часов стендовых испытаний, ресурса, стоимости поршня и сравнения с цельным поршнем. Приоритет отсчитывается от предварительной заявки от 30 марта 2017 года; выданный патент — продолжение, поданное 27 июня 2023 года, изобретатель — Райан Дж. Маккензи (Ryan G. MacKenzie). Заявка опубликована 26 октября 2023 года на имя Achates Power. 19 августа 2025 года GA-ASI объявила о покупке ключевых активов Achates Power, включая патентный портфель autonocion.comAutonocionautonocion.comОткрыть источник ↗.