Что такое поршня: Поршень — это… Что такое Поршень?

Содержание

ПОРШЕНЬ — это… Что такое ПОРШЕНЬ?

  • ПОРШЕНЬ — муж. (от переть, пру?) поршни, астрах. порушни (рушать?), постолы, кожанцы, калиги, род сандалий; поршни вообще не шьются, а гнутся (загни поршни, сделай) из одного лоскута сырой кожи или шкуры (с шерстью), на вздержке, очкуре, ременной оборе;… …   Толковый словарь Даля

  • поршень — клапан; плунжер, поршенек, скалка, ныряло, сваб, думмис Словарь русских синонимов. поршень сущ., кол во синонимов: 8 • думмис (1) • …   Словарь синонимов

  • ПОРШЕНЬ — подвижная деталь, перекрывающая цилиндр в поперечном сечении и перемещающаяся вдоль его оси. Служит для преобразования механической работы в энергию давления жидкости (газа) или наоборот …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПОРШЕНЬ — 1. ПОРШЕНЬ1, поршня, муж. (тех.). Подвижное цилиндрическое тело, плотно примыкающее к стенкам цилиндра и служащее для нагнетания и выталкивания из цилиндра жидкостей, газов, пара. Поршни в насосах, компрессорах, двигателях. 2. ПОРШЕНЬ2, поршня,… …   Толковый словарь Ушакова

  • ПОРШЕНЬ — 1. ПОРШЕНЬ1, поршня, муж. (тех.). Подвижное цилиндрическое тело, плотно примыкающее к стенкам цилиндра и служащее для нагнетания и выталкивания из цилиндра жидкостей, газов, пара. Поршни в насосах, компрессорах, двигателях. 2. ПОРШЕНЬ2, поршня,… …   Толковый словарь Ушакова

  • ПОРШЕНЬ — ПОРШЕНЬ, шня, мн. и, ей и ей, муж. Подвижная деталь, удлинённая или в форме диска, плотно двигающаяся внутри цилиндра и нагнетающая или выкачивающая жидкость, газ, пар. | уменьш. поршенёк, нька, муж. | прил. поршневой, ая, ое. П. насос. Толковый… …   Толковый словарь Ожегова

  • ПОРШЕНЬ — (Piston) одна из деталей паровой машины, разделяющая рабочие полости цилиндра, принимающая на себя давление пара и движущаяся в цилиндре. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 …   Морской словарь

  • поршень — ПОРШЕНЬ, шня, м. (мн. шни, шней). Мышца, мускул (часто о руках или о половом члене). С такими то поршнями и ночью по улице ходить не страшно (о сильных руках) …   Словарь русского арго

  • поршень — поршень, род. поршня; мн. поршни (неправильно поршня), род. поршней и поршней …   Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке

  • поршень — Приспособление для удаления влаги, конденсата и твердых механических частиц из газопровода. [ОСТ 51.63 80] Тематики газопровод, линейная часть …   Справочник технического переводчика

  • Что такое поршень — разбираемся вместе

    Когда мы садимся за руль автомобиля, поворачиваем ключ в замке зажигания и нажимаем педаль газа, под капотом начинает происходить множество очень сложных механизмов, которые и производят движение. Эти все механизмы нас совсем не интересуют, главное чтобы автомобиль ехал. Но вот когда происходит поломка – мы начинаем ломать голову над тем, в чем же кроется причина и нам приходится осваивать всю необходимую информацию об устройстве и функционировании каждой отдельной детали. Но чтобы не тратить на это время, когда этого времени у Вас не будет, перед тем как садиться за руль, следует хорошо разобраться в особенностях автомобильных деталей.

    В частности, сегодня мы поговорим с вами о поршне. Ведь эта деталь является центральной в процессе переработки топливной энергии в тепловую и механическую. Разберемся с Вами, что такое поршень, его назначение, основные требования к нему и особенности его конструкции.

    1. Поршень двигателя и его основные характеристики

    Мы конечно надеемся, что опытным автомобилистам не нужно долго объяснять, что же такое поршень двигателя. Однако, если среди наших читателей есть «начинающие», то специально для них мы объясним, что поршень является деталью автомобиля, которая преобразует изменения давление газа, пара и жидкости внутри двигателя в механическую силу.

    Поршень имеет форму цилиндра, внутри которого постоянно совершаются возвратно-поступательные движения, благодаря которым и образуется механическая сила.

    Обязанность у этой детали очень ответственная и от того, насколько он хорошо с нею справляется и зависит его эффективность. На самом деле он является наиболее сложной деталью автомобиля, разобраться в особенностях и противоречивых свойствах которой неподготовленному уму довольно трудно. Мало кто знает, но практически ни один автомобильный концерн не занимается самостоятельным изготовлением поршней для своих автомобилей, а заказывают их специально под свои моторы. Усложняет ситуацию для простых автомобилистов и тот факт, что на сегодняшний день существует большое количество разных форм и размеров поршней. Поэтому, обслуживание и ремонт этой детали может всегда проводиться по-разному.

    Каким требованиям должен соответствовать надежный поршень?

    Поскольку поршень – деталь довольно сложная, то и требований к ней выставляется великое множество. В связи со сложностями производства, изготовителей поршней двигателей не так уж и много, да и стоит эта деталь на авторынке совсем не мало. И так, давайте разберемся, каким требованиям должен соответствовать хороший поршень:

    1. Перемещаясь внутри цилиндра, именно поршень двигателя обеспечивает расширение сжатых газов, которые являются продуктом горения топлива. Благодаря этому газы могут выполнять механическую работу – приводить в действие все остальные механизмы автомобиля. Как следствие, основное требование к поршням – возможность сопротивляться высокой температуре при которой проходят все эти процессы, высокому давлению газов и хорошо уплотнять канал цилиндра (иначе он не сможет влиять на давление газов).

    2. Поршень не является одиночным устройством, он действует вместе с цилиндром и поршневыми кольцами. Вместе эти детали образуют линейный подшипник скольжения.

    В связи с этим подшипник обязательно должен отвечать всем требованиям и особенностям пары трения. Если все требования будут учтены с самой высокой точностью, то это не только поможет минимизировать механические потери при сгорании топлива, но и износ всех деталей.

    3. Поршень постоянно находится под сильными нагрузками, самыми сильными из которых являются нагрузки от камеры сгорания топлива и реакции от шатуна. Его конструкция обязательно должна учитывать все эти факторы и выдерживать такое сильное механическое воздействие.

    4. Не смотря на то, что поршень в процессе работы движется с довольно большой скоростью, он не должен сильно нагружать инерционными силами кривошипно-шатунный механизм автомобиля, иначе это может привести к поломке.

    2. Назначение поршней или их функциональные обязанности

    Мы уже неоднократно упоминали, что поршень выполняет очень важную роль во всей работе автомобильного двигателя. Так, основное назначение поршней заключается в том, чтобы:

    — принимать давления газов из камеры сгорания и передавать эти давления на коленчатый вал двигателя в виде механической силы;

    — уплотнять полость цилиндра двигателя, которая находится над поршнем. Таким образом, он предохраняет весь автомобильных механизм от прорыва газов в кратер и от того, чтобы в него проникало смазочное масло.

    Причем вторая функция является более важной, поскольку именно благодаря этому поршень сам себе обеспечивает нормальные условия для работы. Даже о том, в каком техническом состоянии находится двигатель специалисты делают вывод только после осмотра поршневой группы и проверки ее уплотняющей способности. Ведь если расход масла превышает 3% от расхода топлива (а происходит это по причине его угара при проникновении в камеру сгорания), то весь автомобильный двигатель необходимо срочно отправлять в ремонт иле же он вообще может быть снят с эксплуатации. Понять, что с Вашим двигателем происходит что-то не то, можно по дымности отработанных газов. Но такого лучше не допускать.

    Наверное, читая о том, что поршень и его элементы работают в условиях с очень высокими температурами, Вы удивляетесь, как это устройство само не выходит из строя? Добавим к этому, что кроме сложных температурных условий работу поршня постоянно сопровождают циклические, резко изменяющиеся, нагрузки. При всем этом элементам описываемой детали даже не всегда хватает смазки. Но об этом все конечно же подумали конструкторы и разработчики поршней.

    Во-первых, конструируются они с учетом назначение и типа двигателя, на который они будут устанавливаться (стационарный, дизельный, двухтактный, форсированный или транспортный), поэтому для этого используются только самые устойчивые материалы.

    Во-вторых, существует несколько путей, благодаря которым осуществляется охлаждение данной детали. Но сначала немного о том, как и куда перетекает тепло (или даже жар) из камеры сгорания. Оно выходит в окружающий холодный воздух, который омывает радиатор и двигатель, а также блок цилиндров. Но какими же путями поршень одает тепло блоку и антифризу?

    1. Через поршневые кольца. Самое главное из них – первое, поскольку оно располагается ближе всего к днищу поршня. Так как кольца одновременно прижимаются и к поршневым канавкам и к стенке цилиндра, то благодаря им отдается около 50% всего потока тепла от поршня.

    2. Благодаря второй «охлаждающей жидкость», роль которой выполняет моторное масло. Поскольку масло подступает к самым нагретым частям двигателя, то именно ему удается унести в картерный поддон очень большое количество тепла с наиболее разогретых точек. Однако, чтобы масло могло охлаждать поршни, оно также должно охлаждаться, иначе его очень скоро придется менять.

    3. Тепло проходит через бобышки в палец, в шатун и в масло. Менее эффективный путь, однако, и он играет свою важную роль.

    4. Как не странно, но топливо также помогает охлаждаться поршню и двигателю в целом. Так, когда в камеру сгорания поступает свежая смесь из топлива и воздуха, она перетягивает на себя довольно много тепла, хотя потом отдает его в еще больших количествах. Однако, количество смеси и тепла, которое она сможет поглотить, напрямую зависит от режима работы автомобиля и того, насколько открыт дроссель. Преимущество данного пути заключается в том, что смесь поглощает тепло именно с той стороны, с которой поршень больше всего и нагревается.

    Однако, мы немного забежали наперед, поскольку начали говорить о функционировании поршня, не разобравшись до конца в конструктивных особенностях данной детали. Этому и посвятим следующий раздел.

    3. Конструкция поршня: все, что необходимо знать о детали обычному автолюбителю

    Вообще говорить о поршне в одиночку – все равно, что говоря о хлебе, обсуждать только свойства муки. Более логично ознакомиться со всей поршневой группой двигателя, которая представлена такими деталями:

    — непосредственно сам поршень;

    — поршневые кольца;

    — поршневой палец.

    Подобная конструкция поршневой группы является неизменной еще с момента появления самых первых двигателей внутреннего сгорания. Поэтому, данное описание будет общим практически для всех двигателей.

    Естественно, самые важные функции выполняет поршень, конструкция которого не меняется вот уже как 150 лет. Если Вы не желаете стать профессиональным механиком, то Вам необходимо знать только о таких важных зонах поршня и их функциональных предназначениях:

    1. Днище поршня. Поверхность детали, которая непосредственно обращена к камере сгорания двигателя. Своим профилем днище и определяет нижнюю поверхность этой самой камеры. Зависть эта форма может от: формы камеры сгорания, от ее объема, особенностей подачи в нее топливно-воздушной массы, от расположения клапанов. Бывают случаи, когда на днище имеется углубление за счет которого увеличивается объем камеры сгорания. Но, поскольку подобное является не желательным, то для уменьшения объема камеры приходится применять специальные вытеснители – определенный объем металла, расположенный выше плоскости днища.

    2. «Жаровой (огневой) пояс». Таким термином обозначается расстояние, которое пролегает от днища поршня до его первого кольца. Важно знать, что чем меньше расстояние от днища до колец, тем более высокая тепловая нагрузка будет попадать на эти самые элементы, и тем сильнее они будут изнашиваться.

    3. Уплотняющий участок. Речь идет о канавках, которые располагаются на боковой поверхности цилиндрообразного поршня. Эти канавки являются непосредственным путем установки колец, которые, в свою очередь, обеспечивают подвижность уплотнения. Также, в канавке для маслосъемного кольца обязательно должно быть отверстие, благодаря которому излишки масла могут выводиться во внутреннюю полость поршня.

    Еще одна функция уплотняющего участка – отводить часть тепла от поршня двигателя используя для этого, как мы уже упоминали, поршневые кольца. Однако, для эффективного отвода тепла очень важно, чтобы поршневые кольца плотно прилегали как к канавкам, так и к поверхности цилиндра. Так, торцевой зазор первого компрессионного кольца должен составлять о 0,045 до 0,070 миллиметра, для второго – от 0,035 до 0,06 миллиметра, а для маслосъемного – от 0,025 до 0,005 миллиметра. А вот между кольцами и канавками показатель радиального зазора может составлять от 1,2 до 0,3 миллиметра. Но и эти показатели не являются значительными для человеческого глаза, их можно определить только при помощи специального оборудования.

    4. Головка поршня. Это обобщенный участок, который включает в себя уже описанные выше днище и уплотняющую часть.

    5. Компрессионная высота поршня. Расстояние, которое рассчитывается от оси поршневого пальца до днища поршня.

    6. «Юбка». Нижняя часть поршня. Включает в себя бобышки с отверстиями, в которые устанавливается поршневой палец. Внешняя поверхность этого участка является опорной и направляющей поверхностью для поршня. Благодаря ей обеспечивается правильное соотношение оси поршня и оси цилиндра двигателя. Не менее важную роль играет и боковая поверхность «юбки», благодаря которой к цилиндру передаются поперечные усилия, возникающие периодически в поршневой группе двигателя. А специально для того, чтобы улучшить прорабатываемость поверхности юбки и уменьшить трение, она покрывается специальным защитным покрытием из олова (в основе покрытия может также использоваться графит и дисульфид молибдена. Или же вместо покрытия на юбку могут наноситься канавки специального профиля, которые удерживают масло и создают гидродинамическую силу, препятствующую контакту со стенками цилиндра.

    Как и из чего: особенности изготовления автомобильных поршней

    Понятно, что для выполнения таких функций, которые выполняет поршень, требуется достаточно «выносливый» металл. Однако, это далеко не сталь. Изготавливают поршни из сплавов алюминия, в состав которого всегда добавляют кремний. Делается это для того, чтобы снизить коэффициент расширения под воздействием высоких температур и увеличить стойкость детали к износу.

    Однако, для изготовления поршней могут использовать сплав с разным процентом содержания кремний. К примеру, чаще всего для этой цели используют 13%-кремневые сплавы, которые называют эвтектическими. Есть сплавы и с более высоким содержанием кремния, которые называются заэвтектическими. И чем больше показатель этого процента, тем выше теплопроводные характеристики сплава. Но это не делает такой материал идеальным для изготовления поршней.

    Дело в том, что при охлаждении такой материал начинает выделять зерна кремния, размерами от 0,5 до 1 миллиметра. Очевидно, что подобный процесс отражается на литейных и механических свойствах как материала, так и детали, которая из него изготовлена. По этой причине, кроме кремния в подобные сплавы вводят и следующий перечень регулирующих добавок:

    — марганец;

    — медь;

    — никель;

    — хром.

    Как же изготавливается основная часть автомобильного поршня? Существует даже два способа, благодаря котором можно получить заготовку этой детали. Первый из них предполагает заливку горячего сплава в специальную форму под названием «кокиль». Данный способ является наиболее распространенным. Второй же вариант изготовления заготовки – это горячая штамповка. Но после механической обработки формы, будущий поршень также подвергают различным термическим обработкам, что позволяет повысить твердость металла, прочность и стойкость к износам. Также, подобные процедуры позволяют снять остаточное напряжение в металле.

    Не смотря на то, что благодаря использованию кованого металла повышается прочность детали, у них есть и свои недостатки. Подобные изделия обычно изготавливаются в классическом варианте с высокой «юбкой», из-за чего они получаются слишком тяжелыми. Также, подобные изделия не позволяют использовать вместе с ними термокомпенсирующие кольца или же пластины. По причине увеличенного веса такого поршня, увеличивается и его тепловая деформация, как следствие – приходится увеличивать размер зазора между поршнем и цилиндром.

    Последствия подобного совсем не порадуют водителя, поскольку ими являются повышенный шум работы двигателя, быстрый износ цилиндров и высокий расход масла. Оправдывает себя использование кованых поршней только в тех случаях, если автомобиль регулярно эксплуатируется на самых придельных режимах.

    На сегодняшний день конструкторы и физики направляют все усилия на то, чтобы сделать конструкцию поршней как можно более идеальной и точной. В частности, самые главные тенденции направлены на следующий перечень:

    — уменьшение веса детали;

    — использование на поршне только «тонких» колец;

    — уменьшение компрессионной высоты поршня;

    — уменьшение поршневых пальцев и использование в конструкции поршня только самых коротких;

    — усовершенствование защитных покрытий и применение их по всех поверхностях детали.

    Подобные достижение сегодня можно увидеть на Т-образной конструкции поршней последнего поколения. называют данную конструкцию Т-образной именно благодаря внешнему сходству детали с буквой «Т». Главное отличие таких поршней – уменьшенная высота юбки и площадь ее направляющей части. Изготавливаются такие поршни из заэвтектического сплава, который содержит в себе достаточно большое количество кремния. А изготавливаются они преимущественно путем горячей штамповки.

    Однако, какую именно конструкцию поршня двигателя захотят поставить на автомобиль его разработчики будет зависеть от многих факторов. Такому решению всегда предшествует длительный период подсчетов и анализа поведения всех узлов шатунно-поршневой группы под влиянием новой детали. Расчет всех деталей проводится на их самых предельных возможностях их конструкций и тех материалов, из которых они изготовлены. Однако, как это ни печально, но в этом случае производитель не будет переплачивать. Он выберет тот вариант, который как раз «в пору» обеспечивает необходимый ресурс, и не будет тратиться на его повышение.

    Как бы там ни было, но обычным автомобилисту приходится разбираться и эксплуатировать то, что уже было установлено на его автомобиль. Надеемся, что наша статья помогла Вам лучше узнать о том, каким образом функционирует и в чем заключается назначение поршней. Желаем Вам, чтобы с этой деталью у Вас никогда не возникало проблем, для чего необходимо обеспечивать ей правильные условия эксплуатации – слишком не «гонять» и вовремя менять моторное масло.

    Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

    Поршень ДВС функции,конструкция,виды,применение

    Поршень двс

    Поршень одна из важных деталей двигателя внутреннего сгорания благодаря которой передается энергия на шатун. В этой статье поговорим про устройство поршня узнаем его назначения и рассмотрим его фото.

    Поршень двc на первый взгляд имеет простую конструкцию. Тем не менее не все так просто инженеры постоянно работают над облегчением поршня и увеличением его прочности. Другими словами стараются найти золотую середину. Найти золотую середину бывает не просто, так как поршень постоянно эксплуатируется в экстремальных условиях при высоких температурах и повышенных инерционных нагрузках. Под действием энергии топливно-воздушной смеси поршень отправляется в НМТ ( нижнюю мертвую точку). Поршень в свою очередь передает энергию на коленвал через шатун с которым поршень связан через поршневой палец.

    Основные функции поршня двс:

    1) Отвод излишков тепла.

    2) Благодаря поршню камера сгорания становится герметичной.

    3) Передача энергии на коленвал через шатун.

    Если сказать кратко задача поршня передать энергию газов на коленвал чтобы последний преобразовал ее в механическую энергию.

    Устройство

    В последнее время поршень двс изготавливают из алюминия так как этот материал лёгкий и прочный.

    Поршни бывают литые и кованные. Литые поршни изготавливаются литьём под давлением. Кованные поршни изготавливают методом штамповки из алюминиевого сплава с небольшим добавлением кремния 15%. Что увеличивает их прочность и износостойкость.

    Обсудим основные детали поршня, более подробно устройство поршня можно рассмотреть на схеме.

    Днище

    Днище поршня может иметь 5 разных видов поверхностей у каждого типа свои преимущества и недостатки.

    Плоское. Такой тип поверхности используется довольно часто. Недостаток поршня такого типа, в том что при обрыве ремня поршни гнут клапана.

    Вогнутое. Обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания. Тем не менее способствует большему образованию отложений при сгорании топлива.

    OLYMPUS DIGITAL CAMERA

    Выпуклое. Улучшает производительность поршня, но при этом понижает эффективность сгорания топлива.

    С циковками. Предотвращают столкновение поршней с клапанами за счёт специальных углублений называемых циковками. Из-за канавок может быть небольшая потеря мощности.

    С лужей.Такой тип поршней также оснащен канавками только большего размера. Цель таких поршней понизить степень сжатия. Например они отлично подходят для турбокомпрессора.

    Компрессионные кольца

    Обычно в двc устанавливается 2 компрессионных кольца и одно маслосъемное. Поршневые кольца изготавливаются из высокопрочного чугуна. Расстояние от днища поршня до первого кольца носит огневой пояс. Функция поршневых колец состоит в том, чтобы поршень плотно прилегал к цилиндру. Для уменьшения трения используется моторное масло.

    Одно из важных предназначений поршневых колец заключается в препятствии попадания газов из камеры сгорания в картер. Благодаря добавлению хрома, молибдена, никеля или вольфрама прочность и термостойкость поршневых колец значительно повышается. При износе поршневых колец ресурс поршня понижается.

    Маслосъемное кольцо

    Маслосъемные кольца служат для того чтобы отводить излишки масла. Маслосъемные кольца обладают дренажными отверстиями.

    Юбка

    Юбка поршня и есть его тело служит направляющей. Благодаря специальным добавкам в сплав юбка поршня обладает высокой стойкостью к расширению.

    Поршневой палец

    Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Благодаря стопорному кольцу достигается их прочное соединение.

    Ответы на частые вопросы

    Для чего в днище поршня дизельного двигателя делают выемку ?

    Выемка в поршнях дизельного двигателя называется вихревой камерой( камерой сгорания). Топливо перемешиваясь с воздухом в вихревой камере сгорает более эффективно и быстро.

    Температура поршня двс ?

    Кратковременно при работе двс поршень может нагреться до 2000 градусов и более. В целом температура поршня при работе может достигать 200 градусов.

    Как продлить срок службы поршней ?

    Для того чтобы продлить срок службы поршней двс необходимо во время менять масло. Лучше даже немного раньше срока как советуют многие водители.

    norfin arcticthe hermitage st petersberg

    ПОРШЕНЬ — Что такое ПОРШЕНЬ?

    Слово состоит из 7 букв: первая п, вторая о, третья р, четвёртая ш, пятая е, шестая н, последняя ь,

    Слово поршень английскими буквами(транслитом) — porshen

    Значения слова поршень. Что такое поршень?

    Поршень

    По́ршень — деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу…

    ru.wikipedia.org

    Поршень, подвижная деталь поршневой машины, перекрывающая поперечное сечение её цилиндра и перемещающаяся в направлении его оси. В двигателях, силовых цилиндрах, прессах П. передаёт давление рабочего тела (газа, пара, жидкости) движущимся частям.

    БСЭ. — 1969—1978

    ПОРШЕНЬ — деталь машины, совершающая прямолинейное поступательно-возвратное движение в цилиндре машины и плотно прилегающая к его внутренним стенкам. П. приводится в движение каким-либо источником энергии…

    Технический железнодорожный словарь. — 1941

    РГ-1 «Поршень»

    РГ-1 «Поршень» — украинский самозарядный 30-мм гранатомет под выстрел 30х29 мм ВОГ-17. Проект ручного гранатомета «Поршень» разрабатывался в 1990-х годах на производственном объединении «Южмаш» конструкторами Ю.Алексеевым, В.Сербиным…

    ru.wikipedia.org

    Русский язык

    По́ршень/, р. мн. по́ршн/е́й (в насосе).

    Морфемно-орфографический словарь. — 2002

    1. порченный
    2. порченый
    3. поршенек
    4. поршень
    5. поршневой
    6. поршни
    7. порыбачивший

    Что такое поршневой привод?

    Поршневой привод, как и все приводы, представляет собой устройство, преобразующее необработанную энергию в движение. Как правило, привод соединен с поршнем, который находится внутри корпуса. Нечто, вызывающее давление, попадет в корпус и заставит поршень двигаться, что приводит в движение привод и все, к чему он подключен. При правильной конструкции это движение может продолжаться через серию шагов и частей, что приводит к большому количеству движения, вызванному небольшим изменением самого привода. В большинстве случаев эти устройства питаются от пневматических, гидравлических систем или систем сгорания.

    Как указано выше, конструкция поршневого привода довольно проста. Большинство из них состоят только из нескольких частей — поршня, корпуса и рычага привода — вместе с двумя клапанами для входа и выхода источника энергии. Наиболее сложной частью системы обычно является метод, используемый для защиты поршня от источника энергии.

    Независимо от того, что движет поршень, внутренняя часть корпуса должна быть как можно ближе к воздухонепроницаемой, чтобы получить наибольшую отдачу от использования энергии. Большинство этих систем используют цилиндр с головкой поршня, составляющей один конец. Поскольку энергия внутри корпуса рассчитана на то, чтобы вызывать скачки давления, даже самые маленькие утечки вокруг клапанов или поршня могут вызвать недостаток мощности. Некоторые корпуса также должны защищать внутреннюю часть системы от таких опасностей, как сильная жара или повреждение водой.

    Размер поршневого привода прямо пропорционален количеству энергии, необходимой для его перемещения, и количеству движения, которое он может создать. Большой поршневой привод требует большой мощности, а меньший — нет. Маленький поршень генерирует небольшое количество движения, а большой — много. Хотя это может показаться очевидным, оно вступает в игру, когда система использует процесс, который может увеличить выходную мощность, что является обычной практикой в ​​гидравлических системах.

    Именно по этой причине во многих типах поршневых приводов используются гидравлические системы. Маленькие поршни соединены с большим резервуаром, содержащим большой поршень. Маленькие поршни будут активировать и перемещать относительно небольшое количество воды и использовать небольшое количество энергии. Совокупный эффект всего этого движения создает огромное увеличение давления и активирует большой поршень. В этом случае несколько исполнительных механизмов действуют сообща для создания источника питания, используемого большим поршневым исполнительным механизмом.

    ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

    Поршни двигателя внутреннего сгорания, что это такое и основное назначение в работе.

    Поршень двигателя — это деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу, или наоборот — возвратно-поступательного движения в изменение давления.

    Изначально поршни для автомобильных двигателей внутреннего сгорания отливали из чугуна. С развитием технологий стали использовать алюминий для изготовления поршней, т.к. он давал следующие преимущества: рост оборотов и мощности, меньшие нагрузки на детали, лучшую теплоотдачу.

    С тех пор мощность моторов выросла многократно, температура и давление в цилиндрах современных автомобильных двигателей (особенно дизельных моторов) стали такими, что алюминий подошёл к пределу своей прочности. Поэтому в последние годы подобные моторы оснащаются стальными поршнями, которые уверенно выдерживают возросшие нагрузки. Они легче алюминиевых за счет более тонких стенок и меньшей компрессионной высоты, т.е. расстояния от днища до оси алюминиевого пальца. А еще стальные поршни не литые, а сборные.

    Помимо прочего, уменьшение вертикальных габаритов поршня при неизменном блоке цилиндров дает возможность удлинить шатуны. Это позволит снизить боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр, что положительно скажется на расходе топлива и ресурсе двигателя. Или, не меняя шатунов и коленвала, можно укоротить блок цилиндров и таким образом облегчить двигатель.

    Требование к поршням двигателя

    Во-первых, поршень, перемещаясь в цилиндре, позволяет расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, и совершать механическую работу. Следовательно, он должен сопротивляться высокой температуре, давлению газов и надежно уплотнять канал цилиндра.

    Во-вторых, представляя собой вместе с цилиндром и поршневыми кольцами линейный подшипник скольжения, он должен наилучшим образом отвечать требованиям пары трения с целью минимизировать механические потери и, как следствие, износ.

    В-третьих, испытывая нагрузки со стороны камеры сгорания и реакцию от шатуна, он должен выдерживать механическое воздействие.

    В-четвертых, совершая возвратно-поступательное движение с высокой скоростью, должен как можно меньше нагружать кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.

    Основное назначение поршней в работе двигателя

     Топливо, сгорая в надпоршневом пространстве, выделяет огромное количество тепла в каждом цикле работы двигателя. Температура сгоревших газов достигает 2000 градусов. Только часть своей энергии они передадут движущимся деталям мотора, все остальное в виде тепла нагреет двигатель, а то, что останется, вместе с отработанными газами улетит в трубу. Следовательно, если мы не будем охлаждать поршень, он через некоторое время расплавится. Это важный момент для понимания условий работы поршневой группы.

    Еще раз повторим известный факт, что тепловой поток направлен от более нагретых тел к менее нагретым. Тогда мы сможем увидеть распределение температур по поршню во время его работы и определить важные конструктивные моменты, влияющие на его температуру, т. е. понять, за счет чего он охлаждается.

    Наиболее нагретым является рабочее тело, или, другими словами, газы в камере сгорания. Совершенно понятно, что тепло будет передано окружающему воздуху – самому холодному. Воздух, омывая радиатор и корпус двигателя, остудит охлаждающую жидкость, блок цилиндров и корпус головки. Остается найти мостик, по которому поршень отдает свое тепло в блок и антифриз. Есть для этого четыре пути.

    Итак, первый путь, обеспечивающий наибольший поток, – это поршневые кольца. Причем первое кольцо играет главную роль, как расположенное ближе к днищу. Это наиболее короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра. Кольца одновременно прижаты и к поршневым канавкам, и к стенке цилиндра. Они обеспечивают более 50% теплового потока.

    Второй путь менее очевиден. Вторая охлаждающая жидкость в двигателе – масло. Имея непосредственный доступ к наиболее нагретым местам мотора, масляный туман уносит с собой и отдает в поддон картера значительную часть тепла именно от самых горячих точек. В случае применения масляных форсунок, направляющих струю на внутреннюю поверхность днища поршня, доля масла в теплообмене может достигать 30 – 40%. Понятно, что, нагружая масло в большей степени функцией теплоносителя, мы должны позаботиться, чтобы его остудить. Иначе перегретое масло может потерять свои свойства. Также, чем выше температура масла, тем меньше тепла оно способно перенести через себя.

    Третий путь – через массивные бобышки в палец, затем в шатун, а оттуда в масло. Он менее интересен, так как на пути есть существенные тепловые сопротивления в виде зазоров и стальных деталей, имеющих значительную протяженность и низкий коэффициент теплопроводности.

    Четвертый путь. Часть тепла отбирает на свой нагрев свежая топливовоздушная смесь, поступившая в цилиндр. Количество свежей смеси и количество тепла, которое она отберет, зависит от режима работы и степени открытия дросселя. Надо заметить, что тепло, полученное при сгорании, также пропорционально заряду. Поэтому этот путь охлаждения носит импульсный характер; отличается скоротечностью и высокоэффективен благодаря тому, что тепло отбирается с той стороны, с которой поршень нагревается.

    В силу большей значимости следует уделить более пристальное внимание передаче тепла через поршневые кольца. Совершенно понятно, что если этот путь мы перекроем, то маловероятно, что двигатель выдержит сколько-нибудь длительные форсированные режимы. Температура вырастет, материал поршня «поплывет», и двигатель разрушится.

    Тут хочу упомянуть такую характеристику, как компрессия. Давайте представим, что кольцо не прилегает по всей своей длине к стенке цилиндра. Тогда сгоревшие газы, прорываясь в щель, создадут барьер, препятствующий передаче тепла от поршня через кольцо в стенку цилиндра. Это то же самое, как если бы мы закрыли часть радиатора и лишили его возможности охлаждаться воздухом.

    Более страшна картина, если кольцо не имеет тесного контакта с канавкой. В тех местах, где газы имеют возможность протекать мимо кольца через канавку, участок поршня лишается принципиальной возможности охлаждаться и, даже более того, оказывается в «тепловом мешке». Как результат – прогар и выкрашивание части огневого пояса, прилегающей к месту утечки. Поэтому всегда уделяется много внимания геометрии цилиндра, кольца и износу канавки.

     

    Сколько колец будет у нового поршня? С точки зрения механики, чем меньше колец, тем лучше. Чем они уже, тем меньше потери в поршневой группе. Однако при уменьшении их количества и высоты мы неизбежно ухудшаем условия охлаждения поршня, увеличивая тепловое сопротивление днище – кольцо – стенка цилиндра. Поэтому выбор конструкции – всегда компромисс. .

    Если Вам понравился материал, поставьте, пожалуйста, лайк в вашей социальной сети.

    Что такое поршень двигателя? Основное назначение. Поршень

    Поршень является одним из элементов кривошипно-шатунного механизма, на котором основан принцип работы многих двигателей внутреннего сгорания. В приведенной статье рассмотрена конструкция и особенности данных деталей.

    Определение

    Поршень — это деталь, выполняющая в цилиндре возвратно-поступательные движения и обеспечивающая преобразование в механическую работу изменения давления газа.

    Назначение

    С участием этих деталей реализуется термодинамический процесс работы мотора. Так как поршень — это один из элементов кривошипно-шатунного механизма, он воспринимает давление, производимое газами, и передает усилие на шатун. К тому же он обеспечивает герметизацию камеры сгорания и отвод от нее тепла.

    Конструкция

    Поршень — это трехсоставная деталь, то есть его конструкция включает три компонента, выполняющих различные функции, и две части: головку, в которую объединяют днище и уплотняющую часть, и направляющую часть, представленную юбкой.

    Днище

    Может иметь различную форму в зависимости от многих факторов. Например, конфигурация днища поршней двигателя внутреннего сгорания определяется расположением прочих конструктивных элементов, таких как форсунки, свечи, клапаны, формой камеры сгорания, особенностями протекающих в ней процессов, общей конструкцией двигателя и т. д. В любом случае она определяет особенности функционирования.

    Выделяют два основных типа конфигурации днища поршней: выпуклая и вогнутая. Первый обеспечивает большую прочность, но ухудшает конфигурацию камеры сгорания. При вогнутой форме днища камера сгорания, наоборот, имеет оптимальную форму, однако более интенсивно откладывается нагар. Реже (в двухтактных двигателях) встречаются поршни с днищем, представленным выступом отражателя. Это нужно при продувке для направленного перемещения продуктов сгорания. Детали бензиновых двигателей обычно имеют днище плоской или почти плоской формы. Иногда в них присутствуют канавки для полного открытия клапанов. У моторов с непосредственным впрыском поршни характеризуются более сложной конфигурацией. У дизельных двигателей они отличаются наличием камеры сгорания в днище, обеспечивающей хорошее завихрение и улучшающей смесеобразование.

    Большинство поршней односторонние, хотя встречаются и двусторонние варианты, которые имеют два днища.

    Расстояние между канавкой первого компрессионного кольца и днищем носит название огневого пояса поршня. Очень важно значение его высоты, которое различно для деталей из разных материалов. В любом случае выход высоты огненного кольца за рамки минимально допустимого значения может повлечь прогар поршня и деформацию посадочного места верхнего компрессионного кольца.

    Уплотняющая часть

    Здесь находятся маслосъемные и компрессионные кольца. У деталей первого типа каналы имеют сквозные отверстия для поступления внутрь поршня удаленного с поверхности цилиндра масла, откуда оно попадает в поддон картера. Некоторые из них имеют ободок из коррозионностойкого чугуна с канавкой для верхнего компрессионного кольца.

    Компрессионные кольца выполняют задачу предотвращения поступления газов в картер из камеры сгорания. Наибольшие нагрузки приходятся на первое из них, поэтому в некоторых двигателях его канавку укрепляют стальной вставкой. Компрессионные кольца могут быть трапециевидной, конической, бочкообразной формы. Некоторые из них имеют вырез.

    Маслосъемное кольцо служит для удаления лишнего масла с цилиндра и препятствует его попаданию в камеру сгорания. Для этого в нем есть отверстия. Некоторые варианты имеют пружинный расширитель.

    Направляющая часть (юбка)

    Имеет бочкообразную (криволинейную) либо конусообразную форму для компенсации температурного расширения. На ней находятся два прилива для поршневого пальца. На этих участках юбка имеет наибольшую массу. К тому же там наблюдаются наибольшие температурные деформации при нагреве. Для их снижения используют различные меры. В нижней части юбки может находиться маслосъемное кольцо.

    Для передачи усилия от поршня или к нему применяют чаще всего кривошип либо шток. Поршневой палец служит для соединения данной детали с ними. Он состоит из стали, имеет трубчатую форму и может быть установлен несколькими способами. Чаще всего используют плавающий палец, который может проворачиваться в процессе работы. Для предотвращения смещения его фиксируют стопорными кольцами. Жесткое закрепление применяют значительно реже. Шток в некоторых случаях выполняет функцию направляющего устройства, заменяя юбку поршня.

    Материалы

    Поршень двигателя может состоять из различных материалов. В любом случае они должны обладать такими качествами, как высокая прочность, хорошая теплопроводность, антифрикционные свойства, сопротивляемость коррозии и низкие коэффициент линейного расширения и плотность. Для производства поршней используют сплавы алюминия и чугун.

    Чугун

    Отличается большой прочностью, износостойкостью и невысоким Последнее свойство обеспечивает возможность работы таких поршней с малыми зазорами, благодаря чему достигается хорошее уплотнение цилиндра. Однако вследствие значительного удельного веса чугунные детали используют лишь в тех двигателях, где возвратно движущиеся массы имеют силы инерции, составляющие не более шестой части сил давления на днище поршня газов. Кроме того, из-за низкой теплопроводности разогрев днища чугунных деталей в процессе работы двигателя достигает 350-450 ° С, что особо нежелательно для карбюраторных вариантов, так как приводит к калильному зажиганию.

    Алюминий

    Данный материал используют для поршней наиболее часто. Это объясняется небольшим удельным весом (алюминиевые детали легче чугунных на 30%), высокой теплопроводностью (в 3-4 раза больше, чем у чугуна), обеспечивающей разогрев днища не более чем до 250 °С, что предоставляет возможность увелич ения степен и сжатия и обеспечивает лучше е наполнени е цилиндро в, и высокими антифрикционны ми свойствами. При этом алюминий имеет больший в 2 раза, чем у чугуна, коэффициент линейного расширения , что вынуждает делать большие промежутки со стенками цилиндров, то есть размеры поршней из алюминия меньше, чем из чугун а, для одинаковых цилиндров . К тому же такие детали и меют меньшую прочность, особенно в нагретом состоянии (при 300 °С она снижается на 50-55%, тогда как у чугун ных — на 10%).

    Для снижения степени трения стенки поршней покрывают в качестве которого используют графит и дисульфид молибдена.

    Нагрев

    Как было упомянуто, в процессе работы двигателя поршни могут разогреваться до 250-450 °С. Поэтому необходимо принимать меры, направленные как на снижение нагрева, так и на компенсацию вызываемого им температурного расширения деталей.

    Для охлаждения поршней используют масло, которое различными способами подают внутрь них: создают масляный туман в цилиндре, разбрызгивают его через отверстие в шатуне либо форсункой, впрыскивают в кольцевой канал, обеспечивают циркуляцию по трубчатому змеевику в днище поршня.

    Для компенсации температурных деформаций на участках приливов юбки с двух сторон обтачивают металл на 0,5-1,5 мм в глубину в виде П- или Т-образных прорезей . Такая мера улучшает ее смазывание и предотвращает появлени е от температурных деформаций задиров, поэтому данны е углубления называют холодильниками. Их используют в сочетании с конусо- или бочкообразной формой юбки. Это компенсирует ее линейное расширение за счет того, что при нагреве юбка принимает цилиндрическую форму. Кроме того, используют компенсационные вставки , чтобы диаметр поршня испытывал ограниченное теплово е расширени е в плоскости качания шатуна. Также можно изолировать направляющую часть от головки, испытывающей наибольший нагрев. Наконец, стенкам юбки придают пружинящие свойства путем нанесения косого разреза по всей ее длине.

    Технология производства

    По способу изготовления поршни подразделяют на литые и кованые (штампованные). Детали первого типа применяют на большинств е автомобилей, а замена поршней на кованые используется при тюнинге. Кованые варианты отличаются повышенной прочностью и долговечностью, а также меньшей массой. Поэтому установка поршней такого типа повышает надежность и производительность двигателя. Это особо важно для моторов, работающих в условиях повышенных нагрузок, в то время как для повседневной эксплуатации достаточно литых деталей.

    Применение

    Поршень — это многофункциональная деталь. Поэтому его используют не только в двигателях. Например, существует поршень суппорта тормозной системы, так как она функционирует аналогичным образом . Также кривошипно-шатунный механизм применяют на некоторых моделях компрессоров, насосов и прочем оборудовании.

    Поршень является одним из самых значимых элементов при преобразовании химической энергии топлива в тепловую, а затем — в механическую, как в прямом, так и в переносном смысле. Моторные характеристики во многом зависят от того, насколько хорошо поршень выполняет свои задачи. Это определяет эффективность и, что ещё важнее, надёжность мотора. Особое значение данный параметр принимает, когда идёт речь о модификациях автомобилей в салонах тюнинга, или о спортивном применении. Конструкторы всегда сталкиваются с проблемой использования специальных поршней , когда повышается мощность. Поршень можно считать одной из самых сложных моторных деталей из-за множества выполняемых функций и достаточно противоречивых свойств. Это в высшей степени подтверждает тот факт, что очень мало автостроителей изготавливают поршни для своих моторов, используя лишь свои силы.

    В большинстве случаев они прибегают к услугам специализирующихся на этом деле фирм. О поршнях ходит огромное количество тайн и догадок, которые создаёт разнообразие размеров и форм этой детали. В соответствующем разделе нашего сайта вы сможете найти статью . Изготовить поршень в стандартных условиях машиностроения в тюнинговых компаниях технически сложно, практически невозможно, поэтому большинство компаний этим делом отказывается заниматься. К тому же, производство таких сложных деталей поштучно может быть обременительно с точки зрения финансов. Интуитивно тюнеры понимают, что улучшенные двигатели должны иметь улучшенные поршни.

    Устройство поршней


    Давайте рассмотрим подробнее, какие к поршням обычно предъявляются требования, и как вообще они устроены.

    • Поршень, во-первых, перемещается в цилиндре, что позволяет совершать механическую работу путём расширения продуктов горения топлива, то есть, сжатых газов

    Из этого можно сделать вывод, что он должен сопротивляться давлению газов, обладать термостойкостью и уплотнять канал цилиндра.

    • Во-вторых, поршень должен соответствовать требованиям пары трения, чтобы механические потери и износ стали минимальными.
    • В-третьих, он должен выдерживать реакцию шатуна и механическое воздействие со стороны камеры сгорания.
    • В-четвёртых, поршень должен минимально нагружать инерционными силами криво-шатунный механизм, совершая с высокой скоростью возвратно-подступательные движения.

    Получается, что все проблемы, связанные с этой значимой частью двигателя, разделить можно на две категории:

    1. Это механические процессы
    2. Тепловые процессы, причём первая намного обширнее второй. Категории имеют достаточно тесную взаимосвязь. Давайте более подробно рассмотрим первую.

    Как известно, топливо сгорает в непоршневом пространстве, и при этом выделяет очень большое количество тепла при каждом цикле работы двигателя. Температура уже сгоревших газов в среднем равна 2000 градусов. Часть энергии перейдёт движущимся частям мотора, а остальная станет нагревать двигатель. Энергия, которая останется в итоге, улетит в трубу вместе с обработанными газами. По законам физики два тела могут передавать друг другу тепло до того момента, пока их температуры полностью не сравняются. Соответственно, если поршень периодически не охлаждать, спустя некоторое время он просто-напросто расплавится. Это очень значимый момент для понимания принципов работы всей поршневой группы.


    Особенно это важно тогда, когда мотор форсируется. При увеличении мощности мотора автоматически увеличивается количество генерируемого в камере сгорания тепла за одну временную единицу. Конечно, мы видим очень даже нечасто поршни в расплавленном, однако в любой их проблеме обязательно есть упоминается температура, точно также как скорость присутствует в любом ДТП. Конечно, вина здесь лежит на водителе, однако никто бы не пострадал, если бы автомобиль стоял на месте. Дело в том, что высокие температуры ухудшают характеристики всех материалов. Нагрузка в 100 градусов вызовет упругую деформацию, в 300 градусов — деформирует изделие полностью, а в 450 градусов деформирует её. По этой причине нужно либо применять материалы, которые могут выдержать серьёзные нагрузки от высоких температур, либо принимать меры, предотвращающие рост температуры поршня. Обычно делается и то, и другое. Тем не менее, конструкция поршня должна быть такой, чтобы в необходимых местах было определённое количество металла, который способен противостоять разрушению.

    Курс общей физики подтверждает тот факт, что тепловой поток направлен к менее нагретым телам от более нагретых. Таким образом, у нас есть возможность увидеть, как температуры распределяются по поршню во время его работы, и определить значимые конструктивные моменты, которые влияют на его температуру, другими словами, понять, каким образом происходит охлаждение. Мы знаем, что больше всех деталей нагревается рабочее тело, то есть, газы в камере сгорания. Совершенно ясно, что в конце концов тепло окажется передано воздуху, который окружает автомобиль — самому холодному, но при определённых обстоятельствах бесконечно теплоёмкому. Омывая корпус двигателя и радиатор, воздух студит блок цилиндров, охлаждающую жидкость и корпус головки. Нам остаётся только найти мостик, по которому поршень отдаёт своё тепло в антифриз и блок . Для этого существую четыре пути. По своему вкладу они абсолютно разные, однако нужно упомянуть о каждом из них, так как они имеют меньшее или большее значение в зависимости от конструкции двигателя.

    Первый путь


    Это поршневые кольца, он обеспечивает наибольший поток. Так как первое кольцо расположено ближе к днищу, именно оно играет главную роль. Эта самый короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра. Одновременно кольца прижаты к стенкам цилиндра и к поршневым канавкам. Они обеспечивают более половины всего теплового потока.

    Второй путь

    Не так очевиден, однако недооценить его трудно. Второй жидкостью для охлаждения двигателя является масло. Несмотря на свою слабую циркуляцию и относительно небольшой объём, масляный туман имеет доступ к самым нагретым частям мотора. Он от самых горячих точек уносит с собой значительную часть тепла, и отдаёт его в поддон картера. В данном разделе нашего сайта вы сможете найти статью про . При применении масляных форсунок, которые направляют струю на внутреннюю поверхность днища поршня, в теплообмене доля масла нередко достигает 30 — 40 процентов. Разумеется, что если мы нагружаем масло больше степени функции теплоносителя, его необходимо будет остудить. Перегретое масло не только потеряет свои свойства, но так же ещё может привести к неисправности подшипников. И чем выше будет температура масло, тем меньше оно сможет перенести через себя тепла.

    Третий путь

    Через большие бобышки в палец, потом в шатун, и уже затем в масло. Этот способ не так интересен, ведь на пути имеются значительные тепловые сопротивления в виде стальных деталей и зазоров, которые обладают невысоким коэффициентом сопротивления и значительной протяжённостью.

    Четвёртый путь

    Не связан с охлаждающей жидкостью или маслом. Часть тепла забирает поступившая в цилиндр после такта впуска свежая топливовоздушная смесь. Количество тепла, которое заберёт эта смесь, зависит от степени открытия дросселя и режима работы. Следует отметить, что тепло, которое образуется при сгорании, также пропорционально заряду. Можно сказать, что данный путь охлаждения отличается скоротечностью, обладает импульсным характером, высокоэффективен, пропорционален последующему нагреванию, благодаря тому факту, что тепло отбирается с той же стороны, с которой нагревается поршень.

    Также следует рассказать про стандартный приём, который применяется при настройке моторов спортивного типа. Дело в том, что теплоёмкость смеси в значительной степени определяется её составом. Нередко для нормализации работы мотора нужно совсем немного, на 5 — 10 градусов, снизить внутреннюю температуру. Достигается это при помощи лёгкого забогащения смеси. Причём, данный факт никаким образом не влияет на процесс горения, а температура понижается. Порог детонации отодвигается, калильное зажигание исчезает. В данном случае будет лучше немного богаче, чем немного беднее. Моторы, которые работают на метаноле намного меньше предъявляют требований к системе охлаждения из-за теплоты преобразования, которая в 3 раза больше, чем у бензина.

    Следует уделить пристальное внимание процессу передачи тепла по поршневым кольцам по причине его большей значимости. Совершенно ясно, что если перекрыть этот путь по каким либо причинам, длительных форсированных режимов двигатель уже не выдержит. Температура станет очень высокой, поршень начнёт плавиться, а двигатель разрушится. Теперь давайте вспомним о такой характеристики, как процессия, которая, казалось бы, никак не влияет на теплообмен. Если человек сталкивался с подержанным автомобилем, он должен чётко представлять себе, что это такое. Это очень значимый параметр, о котором желает знать любой автовладелец, который заботится о состоянии двигателя своего автомобиля. Компрессия косвенно указывает на степень плотности поршневой группы. Это очень важный параметр, если рассматривать его с точки зрения теплопередачи.

    Давайте представим ситуацию, что кольцо к стенке цилиндра не прилегает по всей своей длине. В этом случае сгоревшие газы создадут барьер, который будет мешать передаче тепла через кольцо в стенку цилиндра, начиная от поршня, когда будут прорываться в щель. Это равносильно тому, что вы закроете часть радиатора автомобиля, чтобы у него не было возможности охладиться воздухом.


    Если у кольца нет тесного контакта с канавкой, мы будем наблюдать ещё более страшную картину. В тех местах, где у газов есть возможность протекать через канавку мимо кольца, участок поршня просто лишается возможности охлаждаться, попадая в своеобразный тепловой мешок. В результате получаем выкрашивание и прогар части огневого пояса, которая прилегает к месту утечки. Именно по этой причине так много внимания уделяется износу канавки и геометрии цилиндра кольца. И главная причина вовсе не ухудшение энергетики. Ведь небольшое количество газов, которые прорываются в картер, не несёт в себе достаточной энергии, чтобы оказать влияние на потерю давления в такте рабочего хода и, соответственно, на потерю двигателем момента. Тем более, если речь идёт о высокооборотном моторе. Намного больше вреда двигателю наносит небольшая плотность в смысле потери надёжности и жёсткости и локальных тепловых перегрузок. Именно по этой причине очень быстро ломаются восстановленные методом перегильзовки блока или замены колец поршни, которые уже вышли из строя. Именно поэтому в первую очередь у спортивных моторов разрушается цилиндр, который имеет меньшую компрессию.

    Здесь, видимо, следует коснуться вопроса, обязательно обсуждаемого при изготовлении специальных поршней для тюнинговых или спортивных приложений. Сколько именно у нового поршня будет колец? Какой толщины будут эти кольца? С точки зрения механики лучше, когда колец немного. Чем уже они будут, тем меньше будет потерь в поршневой группе. Однако при уменьшении толщины и высоты колец, будут ухудшаться условия охлаждения поршня, и увеличиваться тепловое сопротивление. Поэтому при выборе конструкции всегда приходится идти на компромисс. Жёсткость рамок увеличивается с быстроходностью мотора. В данном разделе нашего сайта вы сможете найти статью про . Скоротечность процессов снижает требования к уплотнению. Механические потери растут вместе со скоростью, и их нужно уменьшать, иначе всё, что преобразовалось ранее в механическую мощность, просто не достигнет колёс. Между тем, количество вырабатываемого тепла становится больше, поэтому охлаждающий мостик должен быть расширен. Из этого получаем, что кольца должны быть как узкими, так и широкими. Для быстроходности их нужно два, а для эффективности охлаждения поршня — три. Найти оптимальное решение этой задачи должен конструктор. Результаты его работы покажет сбалансированность двигателя.

    На сегодняшний день инженеры, которые работают в крупных научных центрах и производственных компаниях, имеют огромный эмпирический материал, на основе которого создают расчётные методы, позволяющие предсказать поле характеристик и температур конкретного изделия с очень большой точностью. Это доступно очень и очень немногим тюнинговым компаниям. В этой статье специально не упоминаются многие значения конкретных величин, которые бы побудили бы некоторых читателей взять в руки калькуляторы. Делать же тепловые расчёты на пальцах совсем не перспективное и абсолютно никому не нужное занятие. Эта статья раскрывает ту сторону происходящих в двигателе процессов, которая очень редко рассматривается, но всегда подразумевается. Я лишь хотел раскрыть необходимость и важность влияния тепла на общую эффективность работы двигателя. Что касается механической части этого вопроса, то о нём мы подробно поговорим в следующий раз.

    Когда мы садимся за руль автомобиля, поворачиваем ключ в замке зажигания и нажимаем педаль газа, под капотом начинает происходить множество очень сложных механизмов, которые и производят движение. Эти все механизмы нас совсем не интересуют, главное чтобы автомобиль ехал. Но вот когда происходит поломка – мы начинаем ломать голову над тем, в чем же кроется причина и нам приходится осваивать всю необходимую информацию об устройстве и функционировании каждой отдельной детали. Но чтобы не тратить на это время, когда этого времени у Вас не будет, перед тем как садиться за руль, следует хорошо разобраться в особенностях автомобильных деталей.

    В частности, сегодня мы поговорим с вами о поршне. Ведь эта деталь является центральной в процессе переработки топливной энергии в тепловую и механическую. Разберемся с Вами, что такое поршень, его назначение, основные требования к нему и особенности его конструкции.

    1. Поршень двигателя и его основные характеристики

    Мы конечно надеемся, что опытным автомобилистам не нужно долго объяснять, что же такое поршень двигателя. Однако, если среди наших читателей есть «начинающие», то специально для них мы объясним, что поршень является деталью автомобиля, которая преобразует изменения давление газа, пара и жидкости внутри двигателя в механическую силу. Поршень имеет форму цилиндра, внутри которого постоянно совершаются возвратно-поступательные движения, благодаря которым и образуется механическая сила.

    Обязанность у этой детали очень ответственная и от того, насколько он хорошо с нею справляется и зависит его эффективность. На самом деле он является наиболее сложной деталью автомобиля, разобраться в особенностях и противоречивых свойствах которой неподготовленному уму довольно трудно. Мало кто знает, но практически ни один автомобильный концерн не занимается самостоятельным изготовлением поршней для своих автомобилей, а заказывают их специально под свои моторы. Усложняет ситуацию для простых автомобилистов и тот факт, что на сегодняшний день существует большое количество разных форм и размеров поршней. Поэтому, обслуживание и ремонт этой детали может всегда проводиться по-разному.

    Каким требованиям должен соответствовать надежный поршень?

    Поскольку поршень – деталь довольно сложная, то и требований к ней выставляется великое множество. В связи со сложностями производства, изготовителей поршней двигателей не так уж и много, да и стоит эта деталь на авторынке совсем не мало. И так, давайте разберемся, каким требованиям должен соответствовать хороший поршень:

    1. Перемещаясь внутри цилиндра, именно поршень двигателя обеспечивает расширение сжатых газов, которые являются продуктом горения топлива. Благодаря этому газы могут выполнять механическую работу – приводить в действие все остальные механизмы автомобиля. Как следствие, основное требование к поршням – возможность сопротивляться высокой температуре при которой проходят все эти процессы, высокому давлению газов и хорошо уплотнять канал цилиндра (иначе он не сможет влиять на давление газов).

    2. Поршень не является одиночным устройством, он действует вместе с цилиндром и поршневыми кольцами. Вместе эти детали образуют линейный подшипник скольжения. В связи с этим подшипник обязательно должен отвечать всем требованиям и особенностям пары трения. Если все требования будут учтены с самой высокой точностью, то это не только поможет минимизировать механические потери при сгорании топлива, но и износ всех деталей.

    3. Поршень постоянно находится под сильными нагрузками, самыми сильными из которых являются нагрузки от камеры сгорания топлива и реакции от Его конструкция обязательно должна учитывать все эти факторы и выдерживать такое сильное механическое воздействие.

    4. Не смотря на то, что поршень в процессе работы движется с довольно большой скоростью, он не должен сильно нагружать инерционными силами кривошипно-шатунный механизм автомобиля, иначе это может привести к поломке.

    2. Назначение поршней или их функциональные обязанности

    Мы уже неоднократно упоминали, что поршень выполняет очень важную роль во всей работе автомобильного двигателя. Так, основное назначение поршней заключается в том, чтобы:

    — принимать давления газов из камеры сгорания и передавать эти давления на двигателя в виде механической силы;

    Уплотнять полость цилиндра двигателя, которая находится над поршнем. Таким образом, он предохраняет весь автомобильных механизм от прорыва газов в кратер и от того, чтобы в него проникало смазочное масло.

    Причем вторая функция является более важной, поскольку именно благодаря этому поршень сам себе обеспечивает нормальные условия для работы. Даже о том, в каком техническом состоянии находится двигатель специалисты делают вывод только после осмотра поршневой группы и проверки ее уплотняющей способности. Ведь если расход масла превышает 3% от расхода топлива (а происходит это по причине его угара при проникновении в камеру сгорания), то весь автомобильный двигатель необходимо срочно отправлять в ремонт иле же он вообще может быть снят с эксплуатации. Понять, что с Вашим двигателем происходит что-то не то, можно по дымности отработанных газов. Но такого лучше не допускать.

    Наверное, читая о том, что поршень и его элементы работают в условиях с очень высокими температурами, Вы удивляетесь, как это устройство само не выходит из строя? Добавим к этому, что кроме сложных температурных условий работу поршня постоянно сопровождают циклические, резко изменяющиеся, нагрузки. При всем этом элементам описываемой детали даже не всегда хватает смазки. Но об этом все конечно же подумали конструкторы и разработчики поршней.

    Во-первых , конструируются они с учетом назначение и типа двигателя, на который они будут устанавливаться (стационарный, дизельный, двухтактный, форсированный или транспортный), поэтому для этого используются только самые устойчивые материалы.

    Во-вторых , существует несколько путей, благодаря которым осуществляется охлаждение данной детали. Но сначала немного о том, как и куда перетекает тепло (или даже жар) из камеры сгорания. Оно выходит в окружающий холодный воздух, который омывает радиатор и двигатель, а также блок цилиндров. Но какими же путями поршень одает тепло блоку и антифризу?

    1. Через поршневые кольца. Самое главное из них – первое, поскольку оно располагается ближе всего к днищу поршня. Так как кольца одновременно прижимаются и к поршневым канавкам и к стенке цилиндра, то благодаря им отдается около 50% всего потока тепла от поршня.

    2. Благодаря второй «охлаждающей жидкость», роль которой выполняет моторное масло. Поскольку масло подступает к самым нагретым частям двигателя, то именно ему удается унести в картерный поддон очень большое количество тепла с наиболее разогретых точек. Однако, чтобы масло могло охлаждать поршни, оно также должно охлаждаться, иначе его очень скоро придется менять.

    3. Тепло проходит через бобышки в палец, в шатун и в масло. Менее эффективный путь, однако, и он играет свою важную роль.

    4. Как не странно, но топливо также помогает охлаждаться поршню и двигателю в целом. Так, когда в камеру сгорания поступает свежая смесь из топлива и воздуха, она перетягивает на себя довольно много тепла, хотя потом отдает его в еще больших количествах. Однако, количество смеси и тепла, которое она сможет поглотить, напрямую зависит от режима работы автомобиля и того, насколько открыт дроссель. Преимущество данного пути заключается в том, что смесь поглощает тепло именно с той стороны, с которой поршень больше всего и нагревается.

    Однако, мы немного забежали наперед, поскольку начали говорить о функционировании поршня, не разобравшись до конца в конструктивных особенностях данной детали. Этому и посвятим следующий раздел.

    3. Конструкция поршня: все, что необходимо знать о детали обычному автолюбителю

    Вообще говорить о поршне в одиночку – все равно, что говоря о хлебе, обсуждать только свойства муки. Более логично ознакомиться со всей поршневой группой двигателя, которая представлена такими деталями:

    — непосредственно сам поршень;

    Поршневые кольца;

    Поршневой палец.

    Подобная конструкция поршневой группы является неизменной еще с момента появления самых первых двигателей внутреннего сгорания. Поэтому, данное описание будет общим практически для всех двигателей.

    Естественно, самые важные функции выполняет поршень, конструкция которого не меняется вот уже как 150 лет. Если Вы не желаете стать профессиональным механиком, то Вам необходимо знать только о таких важных зонах поршня и их функциональных предназначениях:

    1. Днище поршня. Поверхность детали, которая непосредственно обращена к камере сгорания двигателя. Своим профилем днище и определяет нижнюю поверхность этой самой камеры. Зависть эта форма может от: формы камеры сгорания, от ее объема, особенностей подачи в нее топливно-воздушной массы, от расположения клапанов. Бывают случаи, когда на днище имеется углубление за счет которого увеличивается объем камеры сгорания. Но, поскольку подобное является не желательным, то для уменьшения объема камеры приходится применять специальные вытеснители – определенный объем металла, расположенный выше плоскости днища.

    2. «Жаровой (огневой) пояс». Таким термином обозначается расстояние, которое пролегает от днища поршня до его первого кольца. Важно знать, что чем меньше расстояние от днища до колец, тем более высокая тепловая нагрузка будет попадать на эти самые элементы, и тем сильнее они будут изнашиваться.

    3. Уплотняющий участок. Речь идет о канавках, которые располагаются на боковой поверхности цилиндрообразного поршня. Эти канавки являются непосредственным путем установки колец, которые, в свою очередь, обеспечивают подвижность уплотнения. Также, в канавке для маслосъемного кольца обязательно должно быть отверстие, благодаря которому излишки масла могут выводиться во внутреннюю полость поршня.

    Еще одна функция уплотняющего участка – отводить часть тепла от поршня двигателя используя для этого, как мы уже упоминали, поршневые кольца. Однако, для эффективного отвода тепла очень важно, чтобы поршневые кольца плотно прилегали как к канавкам, так и к поверхности цилиндра. Так, торцевой зазор первого компрессионного кольца должен составлять о 0,045 до 0,070 миллиметра, для второго – от 0,035 до 0,06 миллиметра, а для маслосъемного – от 0,025 до 0,005 миллиметра. А вот между кольцами и канавками показатель радиального зазора может составлять от 1,2 до 0,3 миллиметра. Но и эти показатели не являются значительными для человеческого глаза, их можно определить только при помощи специального оборудования.

    4. Головка поршня. Это обобщенный участок, который включает в себя уже описанные выше днище и уплотняющую часть.

    5. Компрессионная высота поршня. Расстояние, которое рассчитывается от оси поршневого пальца до днища поршня.

    6. «Юбка». Нижняя часть поршня. Включает в себя бобышки с отверстиями, в которые устанавливается поршневой палец. Внешняя поверхность этого участка является опорной и направляющей поверхностью для поршня. Благодаря ей обеспечивается правильное соотношение оси поршня и оси цилиндра двигателя. Не менее важную роль играет и боковая поверхность «юбки», благодаря которой к цилиндру передаются поперечные усилия, возникающие периодически в поршневой группе двигателя. А специально для того, чтобы улучшить прорабатываемость поверхности юбки и уменьшить трение, она покрывается специальным защитным покрытием из олова (в основе покрытия может также использоваться графит и дисульфид молибдена. Или же вместо покрытия на юбку могут наноситься канавки специального профиля, которые удерживают масло и создают гидродинамическую силу, препятствующую контакту со стенками цилиндра.

    Как и из чего: особенности изготовления автомобильных поршней

    Понятно, что для выполнения таких функций, которые выполняет поршень, требуется достаточно «выносливый» металл. Однако, это далеко не сталь. Изготавливают поршни из сплавов алюминия, в состав которого всегда добавляют кремний. Делается это для того, чтобы снизить коэффициент расширения под воздействием высоких температур и увеличить стойкость детали к износу.

    Однако, для изготовления поршней могут использовать сплав с разным процентом содержания кремний. К примеру, чаще всего для этой цели используют 13%-кремневые сплавы, которые называют эвтектическими. Есть сплавы и с более высоким содержанием кремния, которые называются заэвтектическими. И чем больше показатель этого процента, тем выше теплопроводные характеристики сплава. Но это не делает такой материал идеальным для изготовления поршней.

    Дело в том, что при охлаждении такой материал начинает выделять зерна кремния, размерами от 0,5 до 1 миллиметра. Очевидно, что подобный процесс отражается на литейных и механических свойствах как материала, так и детали, которая из него изготовлена. По этой причине, кроме кремния в подобные сплавы вводят и следующий перечень регулирующих добавок:

    — марганец;

    Как же изготавливается основная часть автомобильного поршня? Существует даже два способа, благодаря котором можно получить заготовку этой детали. Первый из них предполагает заливку горячего сплава в специальную форму под названием «кокиль». Данный способ является наиболее распространенным. Второй же вариант изготовления заготовки – это горячая штамповка. Но после механической обработки формы, будущий поршень также подвергают различным термическим обработкам, что позволяет повысить твердость металла, прочность и стойкость к износам. Также, подобные процедуры позволяют снять остаточное напряжение в металле.

    Не смотря на то, что благодаря использованию кованого металла повышается прочность детали, у них есть и свои недостатки. Подобные изделия обычно изготавливаются в классическом варианте с высокой «юбкой», из-за чего они получаются слишком тяжелыми. Также, подобные изделия не позволяют использовать вместе с ними термокомпенсирующие кольца или же пластины. По причине увеличенного веса такого поршня, увеличивается и его тепловая деформация, как следствие – приходится увеличивать размер зазора между поршнем и цилиндром.

    Последствия подобного совсем не порадуют водителя, поскольку ими являются повышенный шум работы двигателя, быстрый износ цилиндров и высокий расход масла. Оправдывает себя использование кованых поршней только в тех случаях, если автомобиль регулярно эксплуатируется на самых придельных режимах.

    На сегодняшний день конструкторы и физики направляют все усилия на то, чтобы сделать конструкцию поршней как можно более идеальной и точной. В частности, самые главные тенденции направлены на следующий перечень:

    — уменьшение веса детали;

    Использование на поршне только «тонких» колец;

    Уменьшение компрессионной высоты поршня;

    Уменьшение поршневых пальцев и использование в конструкции поршня только самых коротких;

    Усовершенствование защитных покрытий и применение их по всех поверхностях детали.

    Подобные достижение сегодня можно увидеть на Т-образной конструкции поршней последнего поколения. называют данную конструкцию Т-образной именно благодаря внешнему сходству детали с буквой «Т». Главное отличие таких поршней – уменьшенная высота юбки и площадь ее направляющей части. Изготавливаются такие поршни из заэвтектического сплава, который содержит в себе достаточно большое количество кремния. А изготавливаются они преимущественно путем горячей штамповки.

    Однако, какую именно конструкцию поршня двигателя захотят поставить на автомобиль его разработчики будет зависеть от многих факторов. Такому решению всегда предшествует длительный период подсчетов и анализа поведения всех узлов шатунно-поршневой группы под влиянием новой детали. Расчет всех деталей проводится на их самых предельных возможностях их конструкций и тех материалов, из которых они изготовлены. Однако, как это ни печально, но в этом случае производитель не будет переплачивать. Он выберет тот вариант, который как раз «в пору» обеспечивает необходимый ресурс, и не будет тратиться на его повышение.

    Как бы там ни было, но обычным автомобилисту приходится разбираться и эксплуатировать то, что уже было установлено на его автомобиль. Надеемся, что наша статья помогла Вам лучше узнать о том, каким образом функционирует и в чем заключается назначение поршней. Желаем Вам, чтобы с этой деталью у Вас никогда не возникало проблем, для чего необходимо обеспечивать ей правильные условия эксплуатации – слишком не «гонять» и вовремя менять моторное масло.

    Подписывайтесь на наши ленты в

    Работа поршневых двигателей внутреннего сгорания основана на использовании силы давления газов при расширении их вслед-ствие нагрева внутри цилиндра. Нагреваются газы от сгорания в цилиндре жидкого или газообразного топлива, перемешанного с воздухом, причем с целью лучшего перемешивания жидкого топлива с воздухом его тщательно распыляют и по возможности испаряют.

    Газы, нагревшиеся при этом, стремясь расшириться, давят на стенки камеры сгорания и цилиндра, а также на днище поршня. Поршень под действием давления газов движется к н.м.т. и через шатун передает воспринимаемое им давление газов коленчатому валу, сообщая последнему вращательное движение.

    Так в цилиндре двигателя происходят два основных процесса: сгорание смеси и расширение продуктов сгорания, вследствие чего химическая энергия топлива превращается в тепловую, затем частич-но в механическую энергию. Для обеспечения непрерывной работы двигателя в его цилиндры должны периодически поступать все новые и новые порции воздуха и топлива, а продукты сгорания соответственно удаляться. Для этого в конструкции двигателя пре-дусматривают механизмы, позволяющие осуществлять вспомога-тельные процессы, связанные со сменой рабочего тела в цилиндрах.

    В двигателе (см. рис. 1) впуск смеси воздуха с топливом и выпуск отработавших газов, т. е. смена рабочего тела в цилиндре, осущест-вляется с помощью клапанов , управляемых специальным механизмом газораспределения, кинематически связанным с колен-чатым валом. Совместная работа кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения позволяют осуществлять необхо-димую для непрерывного действия двигателей последовательность в чередовании комплекса основных и вспомогательных процессов в каждом цилиндре.

    Совокупность последовательных процессов, периодически повто-ряющихся в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих непрерывную его работу, называется рабочим циклом.

    Рабочий цикл в поршневых двигателях внутреннего сгорания состоит из пяти процессов: впуска, сжатия, сгорания, расширения и выпуска. В двигателе рабочий цикл может быть осуществлен по следующей широко применяемой схеме:

    1. В процессе впуска поршень перемещается от в.м.т. к н.м.т., а освобождающая надпоршневая полость цилиндра заполняется смесью воздуха с топливом, называемой горючей смесью. Горючая смесь поступает (засасывается) в цилиндр двигателя через открываю-щийся к этому времени клапан.

    Горючая смесь и продукты сгорания, всегда остающиеся в объе-ме камеры сжатия от предыдущего цикла, смешиваясь между собой, образуют рабочую смесь. Тщательно приготовленная рабочая смесь повышает эффективность сгорания топлива, поэтому ее подготовке уделяется большое внимание во всех типах поршневых двигателей.

    Количество горючей смеси, поступающее в цилиндр за один рабочий цикл, называется свежим зарядом, а продукты сгорания, остающиеся в цилиндре к моменту поступления в него свежего заряда — остаточными газами.

    Чтобы повысить эффективность работы двигателя, стремятся увеличить абсолютную величину свежего заряда и его весовую долю в рабочей смеси.

    2. В процессе сжатия оба клапана закрыты и поршень, перемещаясь от н.м.т. кв.м.т. и уменьшая объем надпоршневой полости, сжимает рабочую смесь (в общем случае рабочее тело). Сжатие рабочего тела ускоряет процесс сгорания и этим предопределяет возможную полноту использования тепла, выделяющегося при сжигании топлива в цилиндре.

    Двигатели внутреннего сгорания строятся с возможно большей степенью сжатия, которая в случаях принудительного зажигания смеси достигает значения 10—12, а при использовании принципа самовоспламенения топлива выбирается в пределах 14—22.

    3. В процессе сгорания происходит окисление топлива кислородом воздуха, входящего в состав рабочей смеси, вследствие чего давление в надпоршневой полости резко возрастает.

    В рассматриваемой схеме рабочая смесь в нужный момент вбли-зи в.м.т. поджигается от постороннего источника с помощью электрической искры высокого напряжения (порядка 15 кв). Для подачи искры в цилиндр служит свеча зажигания , которая ввер-тывается в головку цилиндра.

    Для двигателей с воспламенением топлива от тепла, выде-ляющегося от предварительно сжатого воздуха, запальная свеча не нужна. Такие двигатели снабжаются специальной форсункой, через которую в нужный момент в цилиндр впрыскивается топливо под давлением в 100÷300 кГ/см 2 (≈ 10—30 Мн/м 2) и более.

    4. В процессе расширения раскаленные газы, стремясь расши-риться, перемещают поршень от в.м.т. к н.м.т. Совершается рабочий ход поршня, который через шатун передает давление на ша-тунную шейку коленчатого вала и проворачивает его.

    5. В процессе выпуска поршень перемещается от н.м.т. к в.м.т. и через второй открывающийся к этому времени клапан, выталки-вает отработавшие газы из цилиндра. Продукты сгорания остаются только в объеме камеры сгорания, откуда их нельзя вытеснить поршнем. Непрерывность работы двигателя обеспечивается после-дующим повторением рабочих циклов.

    Процессы, связанные с подготовкой рабочей смеси к сжиганию ее в цилиндре, а также освобождением цилиндра от продуктов сгора-ния, в одноцилиндровых двигателях осуществляются движением поршня за счет энергии маховика, которую он накапливает в про-цессе рабочего хода.

    В многоцилиндровых двигателях вспомогательные ходы каж-дого из цилиндров выполняются за счет работы других (соседних) цилиндров. Поэтому эти двигатели в принципе могут работать без маховика.

    Для удобства изучения рабочий цикл различных двигателей расчленяют на процессы или, наоборот, группируют процессы рабо-чего цикла с учетом положения поршня относительно мертвых точек в цилиндре. Это позволяет все процессы в поршневых двигателях рассматривать в зависимости от перемещения поршня, что более удобно.

    Часть рабочего цикла, осуществляемая в интервале перемещения поршня между двумя смежными мертвыми точками, называется тактом.

    Такту, а следовательно, и соответствующему ходу поршня присваивается название процесса, который является основным при данном перемещении поршня между двумя его мертвыми точками (положениями).

    В двигателе каждому такту (ходу поршня) соответствуют, например, вполне определенные основные для них процессы: впуск, сжатие, расширение, выпуск. Поэтому в таких двигателях различают такты: впуска, сжатия, расширения и выпуска. Каждое из этих четырех названий соответственно при-сваивается ходам поршня.

    В любых поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочий цикл складывается из рассмотренных выше пяти процессов по ра-зобранной выше схеме за четыре хода поршня или всего за два хода поршня. В соответствии с этим поршневые двигатели подразделяют на двух- и четырехтактные.

    Особенности протекания рабочих циклов в различных двух- и четырехтактных двигателях будут подробно рассмотрены после ознакомления с применяемыми в них топливами и принципами приготовления рабочей смеси.

    Главной задачей детали становится принятие давления активно расширяющихся и сильно разогретых газов, которые образуются в рабочей камере при сгорании топливно-воздушной смеси. Полученная энергия от воздействия указанных газов на поршень далее передается на . Поршень имеет три части, которые отвечают за реализацию различных функций. К таковым частям относят днище поршня, уплотняющую часть и направляющую часть поршня.

    Поршень испытывает значительные тепловые и механические нагрузки в процессе работы двигателя. Основным материалом для изготовления поршня сегодня выступают алюминиевые сплавы, ранее активно использовался чугун. Поршень совершает возвратно-поступательные движения в гильзе цилиндра, которая размещена в блоке цилиндров .

    Поршень является цельной деталью цилиндрической формы, которую принято делить на головку поршня и юбку поршня. Головка поршня, которая также называется днище поршня, получает в процессе изготовления разную форму, что зависит от особенностей конструкции двигателя.

    Головка поршня бывает плоской, выпуклой, может иметь вогнутую форму и т.п. В различных ДВС форма головки поршня зависит от того, как расположены свечи зажигания, инжекторные форсунки, впускные и выпускные клапаны и т.д. Для бензиновых двигателей камера сгорания выполняется отдельно, но для дизельного мотора данная камера изготовлена прямо в головке поршня.

    В зоне головки поршня выполнены специальные канавки. Указанные канавки нарезаются для того, чтобы разместить в них поршневые кольца. Данные кольца выступают уплотняющими элементами. Современные двигатели внутреннего сгорания имеют два типа поршневых колец:

    • маслосъемные кольца;
    • компрессионные кольца;

    Задачей компрессионного кольца становится не допустить того, чтобы газы прорывались в картер мотора. Маслосъемное кольцо служит для того, чтобы удалить излишки моторного масла со стенок цилиндра двигателя. Качественное уплотнение предельно важно для нормальной работы ДВС.

    Поршень, шатун и гильза цилиндра образуют Одним из основных показателей исправности цилиндропоршневой группы выступает необходимая для того или иного мотора компрессия. Дополнительно состояние ЦПГ оценивают по отсутствию или наличию повышенной дымности выхлопа, а также заметного угара моторного масла в процессе эксплуатации. Исправный ДВС не должен иметь расход масла выше паспортного.

    Юбка поршня представляет собой направляющую часть указанной детали, в которой выполнена пара бобышек. Бобышки служат для установки поршневого пальца. Поршневой палец выступает соединяющим элементом поршня с шатуном.

    Что такое поршень и как он работает?

    Автомобильные двигатели — сложные звери с сотнями движущихся частей.

    Одной из самых узнаваемых деталей по названию является поршень.

    Хотя вы слышали о его важности, вы, вероятно, не можете объяснить, что он делает, верно?

    Давайте рассмотрим роль поршня в двигателе автомобиля и что может с ним случиться.

    Что такое поршень?

    Поршень представляет собой металлический компонент, который перемещается внутри цилиндра, как таран.

    Край поршня оснащен кольцами, которые плотно прилегают к стенке цилиндра.

    Изготовленный из литого алюминия или чугуна, поршень крепится к коленчатому валу с помощью шатуна и поворачивается на шатуне с помощью поршневого пальца.

    На каждый цилиндр двигателя приходится один поршень.

    Когда поршень движется вверх и вниз в цилиндре, шатун заставляет коленчатый вал вращаться.

    Эта постоянная двухтактная сила преобразуется в мощность для всех функций вашего автомобиля, от вращения генератора и насоса гидроусилителя руля до передачи крутящего момента на ведущие колеса.

    Что делает поршень?

    В любом двигателе внутреннего сгорания (кстати, таковы все автомобильные двигатели) поршень выполняет четыре роли в каждом цикле.

    • Во-первых, когда поршень опускается, он всасывает воздух и топливо в цилиндр или камеру сгорания.
    • Во-вторых, при подъеме он сжимает воздух и топливо в цилиндре, так что при воспламенении он взрывается.
    • В-третьих, свеча зажигания воспламеняет топливно-воздушную смесь, и сила отбрасывает поршень обратно вниз.
    • В-четвертых, поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра, вытесняя сгоревшие газы (выхлоп) из цилиндра.
    • Затем цикл повторяется снова и снова, сотни или тысячи раз в минуту.

    Что может пойти не так?

    Как вы понимаете, поршень должен быть чрезвычайно прочным, чтобы выдерживать всю эту энергию.

    Тем не менее, могут возникать проблемы, которые могут быть незначительными и раздражающими или серьезными и катастрофическими.

    Удар поршня

    Когда поршень изношен и может раскачиваться из стороны в сторону, а не двигаться вертикально, нижний край поршня или юбка соприкасается со стенкой цилиндра.

    Это признак износа поршня.

    Горящее масло

    Это серьезная проблема для старых автомобилей.

    Двигатель, который сжигает масло, является очевидным признаком того, что поршневые кольца плохо герметизируют цилиндр и масло попадает в камеру сгорания.

    Сломанный шатун

    В результате дефекта, неправильного обращения или отсутствия смазки шатун может оторваться от поршня или коленчатого вала.

    Обычно это заканчивается тем, что снимается и остальная часть двигателя.

    Ослабленный поршневой палец

    Стук двигателя может означать, что поршневой палец или поршневой палец имеет чрезмерный люфт в месте соединения с поршнем.

    Сгоревший поршень

    Неправильная топливно-воздушная смесь может быть чрезвычайно вредной для здоровья внутри двигателя, даже приводя к расплавлению верхней части поршня из-за высоких температур!

    Можно ли заменить поршень?

    Хорошей новостью является то, что поршень можно заменить в большинстве автомобилей, если не поврежден сам блок цилиндров.

    И почти в каждом случае требуется не только замена одного поршня, но и полная переборка двигателя.

    Для многих марок и моделей замена двигателя так же выгодна, как и ремонт двигателя при проблемах с поршнем.

    Вы можете ожидать, что ремонт будет стоить от 3100 до 7400 долларов США для среднего двигателя и легко вдвое дороже, если это дизельный двигатель.

    Если вы считаете, что у вас проблемы с поршнем, необходимо, чтобы ваш двигатель проверил квалифицированный механик.

    Вы можете легко сделать это, найдя и забронировав высококвалифицированного местного механика на AutoGuru!

    Поршень: определение, детали, функции, материалы, выпуск, работа

    В двигателе внутреннего сгорания поршень является одним из важнейших компонентов, помогающих работе цикла сгорания. Часть двигателя заключена в блок цилиндров, в котором используется поршневое кольцо, не оставляющее места для утечки газа.

    Поршни помогают в преобразовании тепловой энергии в механическую работу и наоборот.Он движется вверх и вниз внутри цилиндра, расширяя и сжимая топливовоздушную смесь. По этой причине поршень в двигателе внутреннего сгорания неизбежен.

    Сегодня мы рассмотрим определение, функции, работу, типы, детали, материалы и схему автомобильного поршня.

    Читать: Компоненты автомобильного двигателя

    Что такое поршень?

    Поршень представляет собой механическое устройство, которое перемещается вверх для сжатия газа и вниз за счет взрыва в цилиндре для преобразования тепловой энергии в механическую работу.

    Поршень следует циклическому процессу для продолжения процесса преобразования тепла. процесс достигается тремя способами:

    • Обеспечение теплом газа внутри цилиндра для полезной работы
    • Отвод тепла от баллона для снижения давления, чтобы газ можно было легко сжать.
    • Приложение работы к поршню, когда он находится в исходном состоянии и готов к повторному выполнению цикла.

    Функции поршня в двигателях внутреннего сгорания

    Поршни играют жизненно важную роль в автомобильном двигателе, включая бензиновый двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель с воспламенением от сжатия.Процесс этих двух двигателей внутреннего сгорания отличается, но они используют поршень для своих процессов. Ниже приведены функции поршня автомобильного двигателя:

    • Основной функцией поршня является передача силы взрыва небольшого газа в цилиндре на коленчатый вал. Это обеспечивает вращательный момент маховику.
    • Он движется вперед, так что газы могут сжиматься и может произойти взрыв при обратном движении.
    • Поршень содержит штифт, называемый поршневым пальцем, который позволяет газу в камере не выходить.
    • Шатун, прикрепленный к днищу поршня, позволяет передавать механическую работу.
    • Поршни помогают переносить топливно-воздушную смесь в период цикла сгорания.
    • Поршни помогают контролировать поток масла в стенках цилиндра с помощью маслосъемного кольца.

    Как работает поршень?

    Спросив, как работает поршень, вы узнаете весь принцип работы двигателя внутреннего сгорания. Это связано с тем, что поршень выполняет основную работу во время четырехтактного цикла.

    Как упоминалось ранее, двигатели внутреннего сгорания бывают двух типов, и они работают по-разному. Один из них работает со свечой зажигания, поэтому он называется «двигатель с искровым зажиганием», а другой — «двигатель с воспламенением от сжатия». Работа у них совсем другая. Что ж, работа этого двигателя была описана в другой статье.

    Читать: Применение дизельного двигателя

    Видео ниже показывает работу поршня в двигателе внутреннего сгорания en gine:

    Материал поршня

    Чугун — самый ранний материал, из которого изготавливали поршень.Однако современный двигатель выигрывает от более легких материалов для балансировки двигателя. Хорошие поршни должны выдерживать температуру сгорания двигателя. Сплавы, такие как Y-сплавы и гидуминий, специально используются для получения таких свойств.

    Поршни изготовлены из алюминиевых сплавов методом литья. Некоторые поршни, используемые в гоночных автомобилях, требуют большей прочности и усталостной долговечности, поэтому они кованые.

    Поршни из заготовки

    также используются в гоночных двигателях, потому что они не зависят от размера и архитектуры доступных поковок, что позволяет менять конструкцию в последние минуты.Хотя обычно невооруженным глазом это не видно.

    ниже схема поршня:

    Основные части поршней и их функции

    Ниже приведены пояснения к основным частям поршня:

    Юбка поршня:

    Юбка поршня представляет собой цилиндрический материал, прикрепленный к круглой части поршня. Обычно он изготавливается из чугуна, чтобы противостоять износу и обладает самосмазывающимися свойствами.На юбке имеются канавки, что позволяет идеально сесть поршневым кольцам. Функция юбки поршня заключается в движении вверх и вниз по цилиндру.

    Поршневые кольца:

    Кольца поршневые представляют собой отрезки разрезных колец, устанавливаемые в углублении поршня. В двигателе обычно три поршневых кольца. Иногда кольцо может быть и одно, в зависимости от типа двигателя.

    Подшипники поршня:

    Подшипники — это отличные детали поршня, которые повышают эффективность движения.Он расположен в точках, где происходит осевое вращение. Эти подшипники обычно представляют собой полукруглые металлические детали, которые входят в отверстия этих точек.

    Поршневой палец:

    Поршневой палец — это часть поршня, также известная как поршневой палец или поршневой палец. Этот штифт представляет собой полый или сплошной вал в секции юбки. На этом пальце шарнирно закреплен поршневой шток, удерживаемый во втулке поршневого кольца. Функция поршневого пальца состоит в том, чтобы обеспечивать поддержку подшипника, чтобы поршень мог нормально функционировать.

    Головка поршня:

    Эта часть поршня, также известная как головка или купол, представляет собой верхнюю поверхность. Это часть, которая контактирует с дымовыми газами, из-за чего она подвергается чрезвычайно высокой температуре. Функция поршня состоит в том, чтобы воспринимать давление, температуру и другие напряжения расширяющегося газа.

    Болт шатуна:

    Еще одна деталь поршня, которую нельзя оставить без внимания, это шатунный болт. Он используется для крепления шатуна к коленчатому валу.На нижнем конце шатунных болтов есть крышки и подшипники. Затем гайка используется для фиксации компонентов вместе с болтом.

    Соединительный стержень:

    Шатун является одной из основных частей поршня, который чаще всего укорачивается как шатун или шатун. Он соединяет поршень с коленчатым валом двигателя и обеспечивает движение поршня в камере. Компонент рассчитан на механическую нагрузку, поэтому он достаточно прочен. Детали поршня изготавливаются методом ковки, а иногда и литья.

    Читайте: Четырехтактный двигатель: все, что вам нужно знать

    Типы поршней

    Ниже приведены три типа поршней:

    Тарельчатые поршни: Тарельчатые поршни имеют форму пластины со слегка загнутыми внешними краями. Это легко и просто, а также доставляет меньше проблем инженерам. Он часто используется в приложениях с наддувом, которые не требуют высокого подъема распределительного вала или высокой степени сжатия.

    Поршни с плоской вершиной: поршень с плоской вершиной имеет плоскую верхнюю часть.У него наименьшая площадь поверхности, что дает возможность создать наибольшую силу. Он идеально подходит для создания эффективного сгорания.

    Поршни с плоским верхом создают сильный взрыв в камере, но сжатие может быть слишком большим для меньших камер сгорания.

    Купольные поршни: Концепция тарельчатых поршней совершенно противоположна тарельчатому типу. Средний пузырек для увеличения площади поверхности остается на верхней части поршня. Что ж, большая площадь поверхности означает меньшее сжатие, в то время как большее сжатие означает большее создаваемое усилие.

    Камера сгорания имеет верхний предел, который она может выдержать, поэтому снижение степени сжатия является лучшим способом предотвратить поломку двигателя.

    Прочитайте все, что вам нужно знать о системе передачи

    Общая проблема с поршнем

    Проблема развития поршня не что иное, как трещина. Эта трещина возникает в верхней части головки поршня, известной как головка. Обычно это вызвано чрезмерной компрессией или опережением опережения зажигания из-за давления сгорания в бензиновых двигателях.Головка поршня трескается, потому что она работает за пределами рабочего давления.

    В дизельном двигателе поршень выходит из строя из-за состояния, известного как термическая усталость. Термическая усталость возникает, когда двигатель работает под большой нагрузкой наряду с легкой нагрузкой. Эти постоянные резкие изменения температуры сгорания внезапно приводят к термическим трещинам в головке поршня.

    Трещина бывает и в юбке поршня из-за постоянной перегрузки двигателя и усталости от большого пробега.В некоторых случаях причиной является конструкция поршня. В большинстве случаев производитель исправляет последнюю, поставляя замененную деталь.

    Юбка поршня может треснуть на ранней стадии ремонта двигателя, когда поршень неправильно установлен на шатунах. Это вызывает усталостные переломы, которые вызывают серьезные трещины на юбке.

    Читайте: Как работает автомобильный двигатель

    Именно для этой статьи выделите определение, работу, детали, типы, материал, проблему поршня.Я надеюсь, что знания достигнуты, если это так, дайте знать свою мысль и не забудьте поделиться. Спасибо!

    фактов о поршнях для детей

    Компоненты типичного четырехтактного поршневого двигателя DOHC. (E) выпускной распределительный вал, (I) впускной распределительный вал, (S) свеча зажигания, (V) клапаны, (P) поршень, (R) шатун, (C) коленчатый вал, (W) водяная рубашка для потока охлаждающей жидкости.

    В общем, поршень представляет собой смазанный скользящий вал, который плотно входит в отверстие цилиндра.Его цель состоит в том, чтобы изменить объем, заключенный в цилиндре, воздействовать на жидкость внутри цилиндра, закрывать и открывать порты или некоторую их комбинацию. Иногда используется резиновое уплотнение, чтобы удерживать смазку внутри вала. Из-за постоянного движения машины это уплотнение быстро изнашивается и должно заменяться при каждом обслуживании. Если уплотнение сломается во время использования, это может иметь катастрофические долгосрочные последствия для машины.

    Создание силы

    Есть два способа, которыми поршневой двигатель может преобразовать сгорание в движущую силу.Это двухтактные и четырехтактные.

    Одноцилиндровый двухтактный двигатель производит мощность за каждый оборот коленчатого вала, в то время как одноцилиндровый четырехтактный двигатель производит мощность за каждые два оборота. Старые конструкции небольших двухтактных двигателей производили больше загрязнения, чем четырехтактные двигатели. Однако современные двухтактные двигатели, такие как Vespa ET2 Injection, используют впрыск топлива и не уступают по чистоте четырехтактным двигателям. В больших дизельных двухтактных двигателях, которые используются на кораблях и локомотивах, всегда использовался впрыск топлива и производились низкие выбросы.Один из самых больших двигателей внутреннего сгорания в мире, Wärtsilä-Sulzer RTA96-C является двухтактным; он больше, чем большинство двухэтажных домов, имеет поршни диаметром почти 1 метр и является одним из самых эффективных существующих мобильных двигателей. Теоретически четырехтактный двигатель должен быть больше двухтактного двигателя, чтобы производить эквивалентную мощность. В наши дни двухтактные двигатели становятся все менее распространенными в развитых странах, в основном из-за нежелания производителей вкладывать средства в сокращение выбросов двухтактных двигателей.Традиционно считалось, что двухтактные двигатели требуют большего обслуживания. Несмотря на то, что в простейших двухтактных двигателях меньше движущихся частей, они могут изнашиваться быстрее, чем четырехтактные двигатели. Однако двухтактные двигатели с впрыском топлива обеспечивают лучшую смазку двигателя, а охлаждение и надежность должны значительно улучшиться.

    Двигатель внешнего сгорания

    Паровой двигатель — еще один тип поршневого двигателя. В большинстве паровых двигателей поршни двойного действия : пар поочередно поступает в оба конца цилиндра, так что каждый ход поршня производит мощность.

    Галерея

    • Упрощенная анимация поршня.

    Другие страницы

    • Двигатель Ванкеля (двигатель внутреннего сгорания с вращающимся поршнем)

    Картинки для детей

    • Поршни в секционированном бензиновом двигателе

    • Поршень двигателя внутреннего сгорания в разрезе, показывающем поршневой палец.

    • Чугунный поршень паровой машины с металлическим поршневым кольцом, подпружиненным к стенке цилиндра.

    • Ранний (ок. 1830 г.) поршень для балочного двигателя. Уплотнение поршня выполнено витками намотанной веревки.

    Что такое поршень: все, что вам нужно знать

    Поршни — это компонент, передающий усилия от расширяющегося газа на коленчатый вал поршневого двигателя. Он перемещается вверх и вниз внутри цилиндра и выполнен газонепроницаемым с помощью поршневых колец.

    Автомобили, использующие двигатели внутреннего сгорания или внутреннего сгорания, работают за счет силы, создаваемой расширением топливно-воздушной смеси внутри камеры сгорания.Затем поршни передают эту силу на шатун, который затем вращает коленчатый вал. Поршень совершает возвратно-поступательное движение, которое затем с помощью шатуна преобразуется во вращательное.

    В зависимости от назначения, условий работы и требуемой производительности форма и пропорции поршня могут различаться. Например, в старых американских маслкарах головка поршня будет иметь полукруглую форму. Это, наряду с различными другими факторами, сделало сгорание очень эффективным и, следовательно, более высокой мощностью.Эти двигатели получили название «Хеми-двигатели» из-за полусферической формы поршней.

    Поршень должен выдерживать высокие колебания температуры и давления, а также механические нагрузки. Материал поршня и его долговечность способствуют общей долговечности двигателя. Поршни обычно отливают из алюминиевых сплавов, а в случае некоторых гоночных двигателей они могут быть коваными. Алюминий используется из-за его превосходной теплопроводности и легкости. Поршень должен иметь надлежащие допуски на расширение.Они расширяются при высокой температуре, и если не соблюдать надлежащий допуск, поршень может заклинить в цилиндре. Слишком большой допуск также может привести к утечке компрессионных газов и шуму поршня.

    Верхняя часть поршня называется головкой, а нижняя — юбкой. Головка поршня — это область, которая сталкивается с огромным количеством тепла и давления во время нормальной работы двигателя. Несмотря на то, что поршень выглядит круглым, на самом деле он немного овальной формы с небольшим сужением к юбке.

    Поршень и шатун соединены с помощью пальца, известного как поршневой палец, поршневой палец или поршневой палец. Он изготовлен из закаленной стали и фиксируется в поршне стопорными кольцами, но может свободно перемещаться в шатуне.

    Поршневые кольца препятствуют газоуплотнению. Они представляют собой узкие железные кольца, свободно насаженные на канавки поршня. Они предотвращают попадание газов в цилиндр через зазор между поршнем и стенками цилиндра и в то же время препятствуют попаданию масла в камеру сгорания.Кольца в какой-то момент разделены, чтобы они могли прижиматься к цилиндру с легким давлением. Верхние кольца имеют сплошные поверхности и обеспечивают газонепроницаемость, а нижние будут иметь узкие края и выполнять роль маслосъемных. Верхние кольца называются компрессионными, а нижние – маслосъемными и маслосъемными.

    Читайте также: Что такое проскальзывающий клатч?

    На поршни приходится не менее 60% трения двигателя. Любая замена поршня или поршневых колец напрямую влияет не только на расход топлива, но и на общую производительность двигателя.

    теория двигателя — Что такое поршень?

    Каковы характерные свойства поршня по определению?

    Проще говоря: Поршень затыкает дыру.

    Википедия говорит:

    Это подвижный компонент, заключенный в цилиндр и герметизированный поршневыми кольцами.

    (Примечание: я бы не согласился с оценкой вики только в том, что он плотно уплотнен уплотнительными кольцами .Как я объясню, не ко всем поршням прикреплены кольца.)

    В вашем примере сходство на этом заканчивается.

    В чем разница между двумя типами поршней?

    На самом деле поршень можно сделать из любого материала, если он выполняет свою работу. Поршни, используемые в современных двигателях внутреннего сгорания, скорее всего, изготовлены из литого заэвтектического (с перенасыщением содержанием кремния) алюминия. Это связано с их легким весом и соотношением прочности и веса.Для более тяжелых условий эксплуатации можно использовать кованый алюминий. Кованый алюминий более устойчив к детонации, которая может возникнуть при высоком давлении в цилиндре. Заэвтектические поршни склонны к разрушению при высоких нагрузках. В более старых автомобилях могли использоваться чугунные поршни, когда переработка алюминия была очень дорогой.

    Тормозной поршень, напротив, может быть изготовлен из пластика, алюминия или хромированной стали. (Большинство из тех, что я видел, это последнее.) Опять же, все, что он делает, это затыкает дыру.

    Тормозной поршень гладкий по внешнему радиусу.Он герметизирован изнутри суппорта, чтобы удерживать тормозную жидкость. Верхняя часть поршня тормозного суппорта (сторона, на которую воздействует тормозная жидкость) относительно плоская. Это необходимо для того, чтобы тормозная жидкость равномерно воздействовала на поршень по всей поверхности.

    В поршне двигателя выточены кольцевые канавки. Эти кольцевые канавки обеспечивают пространство для поршневых колец, которые почти полностью герметизируют цилиндр, с двумя компрессионными кольцами для обеспечения уплотнения (в некоторых грузовиках используются три уплотнительных кольца).В нижней части поршня имеется третья кольцевая канавка, которая обеспечивает место для комплекта маслосъемных колец. Это помогает соскребать масло со стенок цилиндра, заставляя его опускаться на дно масляного поддона. Поверхность поршня двигателя может быть самой разнообразной. Некоторые имеют углубления, позволяющие клапанам находиться на своем месте (вместо того, чтобы ударять по поршню!). Также могут быть коронки для большей компрессии и углубления для меньшей компрессии.

    Что такое поршень? | Как работает поршень?

    Двигатель состоит из топливного насоса, шатуна, коленчатого вала и топливной системы.Поршень известен как сердце поршневого двигателя. Без поршня поршневой двигатель не может сжимать топливовоздушную смесь. Поэтому техническое обслуживание и ремонт поршня очень важны для правильной работы двигателя. Поршни чаще всего используются в бензиновых двигателях и дизельных двигателях. В этой статье в основном объясняется работа, типы и некоторые другие аспекты поршня.

    Что такое поршень?

    Поршень представляет собой возвратно-поступательный механический диск , который совершает возвратно-поступательное движение вперед и назад внутри камеры сжатия двигателя .Он передает свое движение коленчатому валу через шатун.

    Работа двигателя внутреннего сгорания зависит от работы поршня.

    Эта часть двигателя внутреннего сгорания имеет подвижную часть из металла с поршневым кольцом. Поршневой палец используется для соединения шатуна с поршнем. Этот шатун дополнительно соединяется с коленчатым валом через шатунные шейки.

    Когда жидкость или газ в камере сжатия сжимаются или расширяются, поршневой диск начинает двигаться в камере.В процессе сгорания топливовоздушной смеси выделяется химическая энергия.

    При расширении сгоревшей воздушно-топливной смеси вырабатываемая энергия создает тягу. Эта тяга перемещает поршень вперед и назад. Он передает свое движение коленчатому валу, который далее приводит в движение автомобиль.

    Ваш поршень должен обладать высокой надежностью и гибкостью, но его вес должен быть как можно меньше. Легкий поршень помогает уменьшить инерцию, создаваемую его возвратно-поступательной массой.

    Он должен выдерживать высокую взрывную силу и температуру, возникающие в камере сжатия.Поршень вашего двигателя должен совершать возвратно-поступательные движения с минимальным трением в камере сжатия.

    Работа поршня

    Поршень является возвратно-поступательным элементом двигателя. Он совершает возвратно-поступательные движения внутри камеры сгорания или цилиндра сжатия. Его возвратно-поступательное движение помогает вырабатывать энергию из воздушно-топливной смеси и вращает колесо автомобиля.

    Поршень работает следующим образом:

    1. Для такта всасывания поршень перемещается от ВМТ до НМТ.Во время этого движения он создает вакуум внутри камеры сгорания. При достижении BDC создается вакуум, который открывает всасывающий клапан. Когда всасывающий клапан открывается, топливно-воздушная смесь поступает из карбюратора в камеру сгорания .
    2. После такта всасывания поршень выполняет такт сжатия. Для этого хода он перемещается из НМТ в ВМТ. Во время этого движения он уменьшает объем камеры сгорания.
    3. При уменьшении объема камеры сгорания происходит сжатие топливно-воздушной смеси.Когда поршень достигает ВМТ , топливовоздушная смесь полностью сжимается.
    4. Свеча зажигания воспламеняет смесь, когда смесь полностью сжата в соответствии с требованиями. За счет воспламенения топливовоздушной смеси внутри камеры сгорания вырабатывается тепловая энергия.
    5. По мере того, как сгоревшее воздушно-топливное топливо проходит через расширительный клапан, оно расширяется и заставляет поршень перемещаться из ВМТ в НМТ .
    6. Когда поршень получает мощность от расширенной топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движение, а затем и шатун.Шатун вместе с шатунной шейкой преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное и передает его на коленчатый вал. Коленчатый вал также передает вращательное движение маховику, который вращает колеса автомобиля.
    7. Наконец, поршень выполняет такт выпуска. Для этого такта поршень снова перемещается из НМТ в ВМТ и выбрасывает выхлопные газы из камеры сгорания. После этого последнего удара весь цикл повторяется.

    Типы Поршни

    Поршень имеет следующие основные типы:

    1. Магистральные Поршни
    2. траверсы Поршни
    3. золотника
    4. Дефлектор Поршни
    5. Гоночные поршни
    6. Инвар распорка поршень
    7. автотермической Поршни
    8. Поршни Specialliod

    1) Поршни магистральные

    Эти типы поршней имеют большой диаметр.Это поршень двойного назначения (т. е. он может работать и как цилиндрическая траверса, и как поршень).

    Когда шатун наклоняется почти на всем протяжении своего движения, в нем все еще действует боковая сила, действующая на стенки цилиндра по обе стороны от поршня.

    Это наиболее часто используемый тип поршня для поршневых двигателей внутреннего сгорания. Они используются как в дизельном двигателе, так и в бензиновом двигателе, но высокоскоростные двигатели теперь имеют более легкие проскальзывающие поршни.

    Одной из наиболее характерных особенностей этих поршней (особенно для двигателей с КИ) является то, что помимо маслосъемного кольца между днищем поршня и поршневым пальцем они содержат маслосъемную канавку под поршневым пальцем.

    Подробнее: Различные типы двигателей

    2) Поршни крейцкопфа

    Дизельному двигателю с высоким замедлением могут потребоваться дополнительные активы для боковых сил на поршнях . Поэтому в быстроходном дизеле обычно используется крейцкопфный поршень. Главный поршень содержит большой поршневой шток, который проходит вниз от поршня к вторичному поршню меньшего диаметра.

    Главный поршень обеспечивает газонепроницаемость и подвижность поршневых колец.Меньший поршень приводится в действие механически. Он работает в небольшой компрессионной камере. Он передает поршневой палец и выполняет роль направляющей ствола.

    Смазочное масло крейцкопфа лучше, чем смазочное масло для тронкового поршня. Теплота сгорания не влияет на смазку крейцкопфа. Смазочное масло поршней крейцкопфов не загрязняется горючими частицами сажи, не повреждается при нагревании и может быть разбавлено.

    3) Подвижный поршень

    Эти типы поршней лучше всего подходят для бензиновых двигателей.Эти поршни имеют наименьшие размеры и массу. В рискованных случаях они имеют только юбку поршня, опору поршневого кольца и головку поршня, чтобы оставить две площадки, которые предотвращают вибрацию поршня в отверстии.

    Край юбки поршня отходит от стенки цилиндра вокруг поршневого пальца. Целью этого процесса является уменьшение массы возвратно-поступательного движения, что позволяет легко балансировать двигатель и создавать высокие скорости.

    4) Дефлекторные поршни

    Эти типы поршней чаще всего используются в 2-тактных двигателях с компрессией коленчатого вала, которая аккуратно направляет поток воздуха в цилиндр для обеспечения эффективного выхлопа.У бокового пылесоса впускное и выпускное отверстия находятся на стороне, обращенной непосредственно к стенке цилиндра.

    Эти поршни имеют приподнятое ребро в верхней части для предотвращения прямого прохождения поступающей воздушно-топливной смеси из одного отверстия во второе отверстие. Это служит для отвода поступающей смеси вокруг камеры сгорания.

    5) Гоночные поршни

    Гоночные двигатели имеют более жесткие и прочные поршни, чем двигатели легковых автомобилей. Они легче для достижения желаемой скорости двигателя.

    6) Поршень стойки из инвара

    Поршни стойки из инвара имеют инвар, который представляет собой сплав, состоящий из 64% стали и 36% никеля . Его коэффициентом расширения можно пренебречь (т.е. 000000063/°C ). В поршне стойка из инвара фиксирует юбку и бобышки поршневого пальца, что позволяет поршню расширяться примерно до размера цилиндра.

    7) Автотермические поршни

    Этот тип поршня имеет стальную вставку с низким коэффициентом расширения в бобышках поршневого пальца.Форма этих вставок такова, что их концы закреплены на юбке поршня.

    8) Поршни Specialliod

    Поршни Specialloid производят широкий спектр двигателей CI с нулевым поршнем и двигателей SI для главных судовых двигателей, железнодорожной тяги, промышленных канцелярских принадлежностей, грузовых автомобилей и вспомогательных приложений.

    Новейшие дизельные поршни Specialloid имеют вертикальные зубчатые колеса на внутренней поверхности юбки и прочные опоры, передающие нагрузки непосредственно сверху на опорную зону поршневого пальца.

    Части поршня

    На поршне есть следующие основные детали:

    1. Cap
    2. Подшипник сцепления
    3. поршневые кольца
    4. 9003 юбка
    5. Канавки для поршневых колец

    1) Поршневые кольца

    Поршневое кольцо является наиболее важной частью поршня двигателя. При возвратно-поступательном движении поршня внутри камеры сгорания происходит сгорание воздушно-топливной смеси.Кольцо используется для предотвращения утечки продуктов сгорания через поршень и для уменьшения трения. Это кольцо обеспечивает уплотнение между клапаном цилиндра и поршнем.

    Для изготовления этих колец используется легированный чугун или чугун.

    Поршневые кольца бывают следующих типов:

    1. Кольцо регулятора уровня масла
    2. Кольцо компрессора и
    2) Головка поршня или головка поршня

    Головка поршня устанавливается поверх поршня.Благодаря своему положению он способен выдерживать очень высокие температуры и давление. Корона используется для ограничения времени процесса удержания, пигмент, выходящий из выхлопа, помогает вывести его из двигателя.

    3) Канавки для поршневых колец

    Состоит из канавки в верхней части поршня, в которой используется кольцо.

    4) Юбка поршня

    Это цилиндрический материал, прикрепленный к круглой части поршня. Чугунная часть чаще всего используется для строительных юбок, потому что она обладает превосходными характеристиками самосмазывания и износостойкости.

    Юбка поршня имеет канавки для установки компрессионных и поршневых маслосъемных колец. Эти юбки имеют несколько конструкций в зависимости от характера применения:  

    Эти юбки бывают следующих основных типов:  

    1. Полная юбка: Эту юбку также называют сплошной юбкой. Имеет трубчатую конструкцию. Полные юбки чаще всего используются для двигателей больших автомобилей.
    2. Юбка тапочка: Эти юбки чаще всего используются для поршней мотоциклов и некоторых других транспортных средств.На стенке цилиндра остались только задняя и передняя части, т.к. часть юбки срезана. Это снижает вес и минимизирует площадь контакта между поршнем и стенкой цилиндра.
    5) Поршневой палец

    Также известен как поршневой палец. Он используется для соединения шатуна с поршнем. Эти штифты изготовлены из твердой стали.

    6) Болт

    Используется для соединения шатуна и хомута.

    7) Подшипник шатуна

    Подшипник шатуна устанавливается из двух частей.Эти две части соединяются таким образом, что образуют полный круг. Этот подшипник устанавливается между шатунной шейкой и шатуном.

    8) Крышка

    Это нижняя часть узла поршня. Это нижняя половина шатуна, образующая корпус для поддержки шатуна.

    9) Болт шатуна

    Болт шатуна является наиболее важной частью поршня. Этот болт используется для соединения шатуна и коленчатого вала.Этот болт имеет подшипник и крышку стержня на нижнем конце. Затем сборка скрепляется гайками.

    Болт предназначен для крепления шатуна к коленчатому валу, чтобы шатун мог выдерживать нагрузку, создаваемую вращением коленчатого вала.

    Сталь используется для изготовления болтов, а алюминий используется для изготовления легких болтов.

    Никель лучше всего подходит для изготовления прочных болтов. Никелевые болты также имеют длительный срок службы и используются для большегрузных транспортных средств.

    Назначение поршня
    • Основная функция поршня – сжимать внутри цилиндра только воздух или воздушно-топливную смесь и получать мощность от сгоревшей смеси.
    • Принимает тягу, создаваемую сгорающей топливно-воздушной смесью в цилиндре, и передает ее на шатун.
    • Имеет возвратно-поступательное движение внутри камеры сгорания. Он выполняет такты всасывания, сжатия, расширения и выпуска. После завершения этих тактов он вращает коленчатый вал, который дополнительно вращает колесо автомобиля.

    Поршень Характеристика
    • Поршень двигателя должен обладать высокой надежностью и гибкостью.
    • Способен выдерживать взрывную силу, высокое давление и температуру сгораемой воздушно-топливной смеси в камере сжатия.
    • Он должен выдерживать воздействие переменных нагрузок.
    • Должен быть легким. Легкий поршень помогает уменьшить инерцию, создаваемую его возвратно-поступательной массой.
    • Поршень вашего двигателя должен работать бесшумно и иметь малый вес.
    • Он должен быть механически прочным.

    Преимущества поршня и недостатки

    Преимущества поршня
    • Простая конструкция
    • Низкий вес
    • Высокая религиозность и гибкость
    • высокая мощность. нет рабочей части в контакте
    • Возможность использования нескольких видов топлива
    • Модульность
    • Низкая рабочая температура турбины
    • Меньший уровень шума
    • Требует минимального обслуживания
    • Низкий уровень выбросов выхлопных газов
    • Низкая стоимость изготовления 90 поршневого двигателя
    • 0
    • 0
    • Deliver высокую степень маневренности
    • Лучший Подходит для утилизации тепла
    • внутренне уравновешены
    • Он предлагает процесс сгорания HCCI

    Недостатки Поршень
    1. низкая эффективность топлива
    2. низкого STABIL ITY
    3. Требуется сокращение передачи
    4. Стабильность подачи топлива
    5. Высокая скорость сгорания
    6. Не подходит для эффективности нагрузки для части
    7. Не идеально для перевозки тяжелых нагрузок на дальние расстояния

    Piston Application
    • Piston. обычно используется в двигателях для сжатия воздушно-топливной смеси.Это поршневая часть двигателя.
    • Также используются в поршневых насосах. Возвратно-поступательное движение внутри цилиндра насоса. Основное их предназначение – повысить давление жидкости и перекачать ее в нужный участок.
    • Используются в компрессорах для сжатия газов или воздуха.

    Часто задаваемые вопросы Раздел

    Что такое поршень двигателя?

    Поршень известен как сердце поршневого двигателя . Он сжимает воздух или воздушно-топливную смесь внутри камеры сгорания.Это сжатие воздушно-топливной смеси вызывает взрыв, который создает тягу. Эта тяга совершает возвратно-поступательное движение поршня, который далее передает свое движение коленчатому валу через шатун.

    Какие бывают поршни?

    Поршни имеют следующие типы:

    1. Specialliod Поршневые
    2. Магистральные Поршень
    3. автотермической Поршень
    4. Инвар стойки Поршень
    5. КРЕЙЦКОПФА Поршень
    6. Гонки поршневыми
    7. золотника
    8. Дефлектор Поршень

    Какие поршни используется для?

    Поршни служат для сжатия топливно-воздушной смеси.При сгорании воздушно-топливной смеси выделяется тепловая энергия, которая воздействует на поршень. Когда поршень получает силу, он приводит в движение автомобиль. Поршни чаще всего используются в поршневых двигателях, дизельных двигателях, двухтактных и четырехтактных двигателях.

    Какова функция поршня?

    В поршневом двигателе основная функция поршня заключается в сжатии воздушно-топливной смеси и в передаче тяги, создаваемой сгоревшим воздухом-топливом, на коленчатый вал, который приводит в движение колеса автомобиля.

    В насосе и компрессоре поршень получает вращательное движение от коленчатого вала и сжимает рабочую жидкость внутри компрессионного цилиндра.

    Из каких компонентов состоит поршень?

    Поршень имеет следующие основные компоненты:

    1. Поршневые кольца
    2. Поршень коронка или головка поршня
    3. канавок поршневых колец
    4. юбки поршня
    5. Поршневой палец
    6. Болт
    7. шатунных подшипников
    8. Cap
    9. Шатунные Болт
    Читать Подробнее
    1. Различные типы поршневых двигателей
    2. Работая распределительного вала
    3. Работа с коленчатым валом
    4. типов и работы стержней
    5. Функции моторного вала
    6. 1451

      1 9001

      0

      0

      0

      . Рабочий (PDF)

      В этой статье вы узнаете что такое поршень Как это работает? Типы поршней , зазор , головка или форма поршня и поршни с высокими рабочими характеристиками — все это подробно объяснено с помощью диаграмм.Кроме того, вы можете бесплатно скачать PDF-файл этой статьи.

      Что такое поршень?

      Поршень является наиболее важной частью поршневого двигателя. Он помогает преобразовать химическую энергию, полученную при сгорании топлива, в полезную механическую энергию.

      Поршень обеспечивает передачу расширения газов на коленчатый вал через шатун без потери газа сверху или масла снизу.

      Поршень представляет собой цилиндрическую заглушку, которая перемещается вверх и вниз в цилиндре.Он имеет поршневое кольцо, обеспечивающее хорошее уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра. Хотя поршень кажется простой деталью, на самом деле он довольно сложен с точки зрения конструкции.

      Эффективность и экономичность двигателя в зависимости от работы поршня. Он должен работать в цилиндре с минимальным трением и должен выдерживать высокую взрывную силу, создаваемую в цилиндре, а также очень высокую температуру от 2000°C до более 2800°C во время работы.

      Поршень должен быть максимально прочным, однако его вес должен быть как можно меньше, чтобы уменьшить инерцию из-за его возвратно-поступательного движения массы.

      Читайте также: Список деталей автомобильного двигателя: их назначение (с иллюстрациями)

      Поршень выполняет следующие функции

      • Принимает тягу, создаваемую сгоранием газа в цилиндре, и передает ее на шатун.
      • Поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре как газонепроницаемая заглушка, создавая такты всасывания, сжатия, расширения и выпуска.
      • Поршень образует направляющую и подшипник на маленьком конце шатуна и воспринимает боковую нагрузку из-за наклона шатуна.

      Верхняя часть поршня называется головкой. Кольцевые канавки нарезаны по окружности верхней части поршня. Детали ниже кольцевых канавок называются юбкой. Участки поршня, разделяющие канавки, называются посадочными площадками.

      Некоторые поршни имеют канавку в верхней части, называемую тепловой заслонкой, которая уменьшает передачу тепла к кольцам.Бобышки поршня — это усиленные части поршня, предназначенные для удержания поршневого или поршневого пальца.

      Высокопроизводительные поршни

      Алюминиевые поршни могут быть литыми или коваными. Кованый поршень плотнее и образует лучший путь для отвода тепла от головки поршня. Он также имеет поток зерна, что улучшает его износостойкость. Кованый алюминиевый поршень также легче по сравнению с чугунным поршнем. Таким образом, он создает меньшие силы инерции при ускорении и торможении в цилиндре.

      Принимая во внимание все эти факторы вместе, можно увидеть, что кованый поршень является предпочтительным поршнем для высокопроизводительных двигателей. Для дополнительной прочности некоторые высокопроизводительные поршни также имеют специальную конфигурацию юбки. Овальная юбка и волнообразная юбка предназначены для обеспечения высокой прочности.

      Используются в высокопроизводительных автомобилях. Они достаточно прочны, чтобы их можно было использовать в двигателях для соревнований. Поршень без бобышек поршневого пальца рассчитан на максимальную прочность и полезен в двигателях для соревнований.

      Виды Поршни

      Ниже приведены различные типы поршней , используемые в двигателе:

      1. «Ло-Ex» сплава Поршни
      2. Инвар стойки Поршни
      3. автотермической Поршни
      4. би- Металлические поршни
      5. Поршни Specialloid
      6. Поршни Wellworthy

      Он содержит следующее:

      • Кремний 11 до 13 %
      • Никель 0,7 до 2,5 %
      • Магний 1 %
      • Медь 1 % меньше, чем у чистого алюминия, но это улучшение в сочетании с хорошими боевыми и жаропрочными качествами делает сплав вариативным.

        2. Поршни из инвара

        В поршнях этого типа инвар представляет собой сплав, содержащий 36% никеля и 64% железа.Он имеет незначительный коэффициент расширения, 000000063 на °C). В поршень, соединяющий бобышки поршневого пальца и юбку, вставлены стойки из инвара, и их пропорции таковы, что результирующее расширение поршня почти такое же, как у цилиндра.

        3. Автотермические поршни

        Эти типы поршней содержат стальные вставки с низким коэффициентом расширения в бобышках поршневого пальца. Эти вставки отлиты таким образом, что их концы закрепляются в юбке поршня, как показано на рисунке.

        В этом случае биметаллическая деформация из-за разных коэффициентов расширения вставки и основного металла переносит часть большого начального зазора, обеспечиваемого на оси поршневого пальца, на ось упора по мере прогрева поршня.

        Это действие позволяет поддерживать небольшие зазоры на оси тяги как в холодных, так и в горячих условиях, обеспечивая более тихую работу.

        4. Биметаллические поршни

        Эти типы поршней изготавливаются как из стали, так и из алюминия. Интересным примером биметаллической конструкции является конструкция «Цветок», показанная на рисунке. Он состоит из стальной юбки и штифтовых басов.

        Поскольку коэффициент теплового расширения для стали довольно мал, внутри отлит алюминиевый сплав, который образует головку поршня и поршень небольшого размера, поршень не будет сильно расширяться, и, следовательно, могут поддерживаться меньшие холодные зазоры.

        Видно, что стальная юбка функционально является частью поршня. должны быть значительными, поскольку они очень малы и, таким образом, позволяют использовать небольшие зазоры.

        5. Поршни Specialloid

        Продукция Specialloid охватывает широкий спектр поршней для нулевых, автомобильных бензиновых и дизельных двигателей, используемых в коммерческих транспортных средствах, промышленных канцелярских принадлежностях, железнодорожной тяге, судовых главных силовых установках и вспомогательных целях.

        Современный дизельный поршень со специальным корпусом имеет вертикальные ребра на внутренней поверхности юбки и сплошные опоры, которые передают нагрузку непосредственно от днища на опору поршневого пальца.

        Участки короны, кольца-пояса и юбки соразмерны тепловым характеристикам, что приводит к существенному снижению рабочих температур, тем самым снижая склонность к заеданию колец и искажению термического растрескивания в области карманов клапанов на обод камеры сгорания.

        Предпочтительным материалом является высокопрочный сплав с низким коэффициентом расширения и содержанием кремния 11–12 %, известный как specialloid S. участки, которые образуют барьер для теплового потока.На рисунке показан типичный поршень Thermoflow для тяжелых условий эксплуатации, используемый в высокофорсированных дизельных двигателях.

        6. Поршни Wellworthy

        Wellworthy Ltd, Великобритания, производит поршни для тяжелых условий эксплуатации, которые имеют чугунные вкладыши для верхних поршневых колец. Эти вставные держатели в последнее время применяются только к одному кольцу в поршне дизельного двигателя. Таким образом, износ в верхней канавке сводится к минимуму по сравнению с износом, который был бы в незащищенном легком сплаве.

        Процесс молекулярного связывания Al-Fin используется при вставке держателей колец, что предотвращает любой риск ослабления вставки. Он также преодолевает большие трудности из-за окисления алюминия во время литья.

        В бензиновых двигателях, где суровость условий работы не оправдывает использование вставки, успешная защита канавок достигается с помощью процесса анодирования.

        Поршень должен обладать следующими качествами

        1. Жестко выдерживать высокое давление.
        2. Легкость снижает вес возвратно-поступательных масс и, таким образом, обеспечивает более высокие обороты двигателя.
        3. Хорошая теплопроводность снижает риск детонации, что обеспечивает более высокую степень сжатия.
        4. Бесшумная работа.
        5. Материал с низким коэффициентом расширения, допускающий различные степени расширения чугунного блока цилиндров и алюминиевого поршня.
        6. Юбка правильной формы, обеспечивающая равномерную опору в рабочих условиях.

        Материал, используемый для поршня

        Материал, используемый для поршня, представляет собой алюминиевый сплав.Алюминиевые поршни могут быть литыми или коваными. Чугун также используется для поршня. Чугун является универсальным материалом первых лет, так как обладает отличной износостойкостью, коэффициентом расширения и общей пригодностью для производства.

        Но из-за уменьшения веса возвратно-поступательных частей использование алюминия для поршня было необходимо. Для получения равной прочности необходима большая толщина металла, теряется то же преимущество легкого металла. Алюминий уступает чугуну по прочности и износостойкости, а его больший коэффициент расширения требует большего зазора в цилиндре, чтобы избежать риска заедания.

        Теплопроводность алюминия примерно в три раза выше, чем у чугуна, и это в сочетании с большей толщиной, необходимой для прочности, позволяет поршню из алюминиевого сплава работать при гораздо более низких температурах, чем поршень из чугуна (от 200°C до 250°C по сравнению с 400° до 450°C).

        В результате на нижней стороне поршня не образуется закоксованное масло, поэтому картер остается чистым. Это свойство алюминия охлаждаться в настоящее время признано столь же ценным, как и его легкость. Поршни иногда делают толще, чем это необходимо для прочности, чтобы улучшить охлаждение.

        Зазор поршня

        Что такое зазор поршня?

        Диаметр поршня обычно меньше диаметра цилиндра. Пространство между цилиндром и стенкой цилиндра называется зазором поршня.

        Зазор поршня необходим по следующим причинам

        1. Он обеспечивает пространство для пленки смазки между поршнем и стенкой цилиндра для уменьшения трения.
        2. Предотвращает заклинивание поршня: из-за очень высокой рабочей температуры поршень и блок цилиндров расширяются.Цилиндр охлаждается быстрее, чем поршень, поэтому должен быть обеспечен достаточный зазор для расширения поршня, в противном случае произойдет заедание поршня.
        3. Если между поршнем и цилиндром нет зазора, поршню будет трудно совершать возвратно-поступательные движения в цилиндре.

        Зазор поршня зависит от размера отверстия цилиндра и металла, используемого в поршне. Но обычно это от 0,025 мм до 0-100 мм. В процессе эксплуатации этот зазор заполняется маслом, так что поршень и кольца двигаются на масляных пленках.

        Если зазор слишком мал, произойдет потеря мощности из-за чрезмерного трения, сильного износа и возможного заедания поршня в цилиндре. Стук поршня произойдет, если зазор поршня слишком велик. Стук поршня означает внезапный наклон цилиндра, когда поршень опускается вниз во время рабочего такта.

        Поршень перемещается с одной стороны цилиндра на другую с силой, достаточной для создания отчетливого шума. По мере прогрева поршня зазор уменьшается и шум обычно исчезает.Чтобы можно было использовать фиксированные зазоры без риска заклинивания, были введены специальные сплавы и используются многие конструкции поршня.

        Эти специальные конструкции включали кулачковое шлифование до некруглых форм, полугибкие юбки с косыми прорезями, контролируемое распределение и тому подобные приемы.

        Форма головки поршня или головка поршня

        Головка поршня обычно плоская, но имеет форму, подходящую для камеры сгорания. Пространство сгорания можно контролировать, придавая выпуклость или форму днищу поршня, а углубления для головок клапанов также могут быть вырезаны в днище поршня.

        Степень сжатия можно регулировать путем механической обработки камеры сгорания в поршне, но это означает, что большая часть тепла сгорания должна расходоваться через поршень, а не через головку блока цилиндров.

        Смещение поршневого пальца

        Поверхность поршня, которая больше всего упирается в стенку цилиндра во время рабочего такта, называется основной упорной поверхностью. В некоторых двигателях поршневой палец смещен от центральной линии поршня к этой поверхности. Если поршневой палец отцентрирован, меньшая упорная поверхность будет оставаться в контакте со стенкой цилиндра до конца такта сжатия.

        Но угол наклона шатуна меняется слева направо, как только начинается рабочий ход. Это вызывает внезапное смещение боковой нагрузки на поршень с малой поверхности на основную. Если есть заметный зазор, произойдет удар поршня.

        Но если поршневой палец смещен, давление сгорания вызовет наклон поршня по мере того, как поршень приближается к ВМТ, так что нижний конец главной упорной поверхности сначала соприкоснется со стенкой цилиндра.

        Затем, после прохождения поршнем ВМТ и реверсирования боковой тяги, осуществляются полные контактные поверхности большой тяги с меньшей склонностью к удару поршня.

        Регулятор расширения в поршнях

        Во время работы поршень нагревается на много градусов больше, чем цилиндр, поскольку цилиндр окружен охлаждающей водой. Следовательно, этот поршень расширяется больше, чем цилиндр. Это расширение необходимо контролировать, чтобы избежать потери надлежащего зазора поршня.Такая потеря может вызвать серьезные проблемы с двигателем.

        Проблема более точна с алюминиевыми поршнями, потому что алюминий расширяется быстрее, чем железо, при повышении температуры. Расширение юбки поршня можно контролировать несколькими способами, описанными ниже.

        1. Отводя тепло от нижней части поршня.
        2. Путем изготовления теплозащитного щитка
        3. Кулачковая шлифовка поршня
        4. С помощью распорок

        1. Максимально отводя тепло от нижней части поршня.

        Это можно сделать в поршне с полной юбкой, вырезав в поршне горизонтальные прорези сразу под канавкой нижнего маслосъемного кольца. Эти прорези уменьшают путь тепла, идущего от головки блока цилиндров к юбке.

        Таким образом, юбка не так нагревается и не так расширяется. В некоторых поршнях с полной юбкой в ​​юбке также прорезаны вертикальные прорези, которые позволяют металлу расширяться в юбке при заметном увеличении диаметра поршня.

        2. Изготовление тепловой заслонки

        Тепловая заслонка имеет канавку, прорезанную в верхней части поршня.Это уменьшает размер пути, по которому тепло может пройти от головки поршня к юбке. Таким образом, юбка охлаждается и не так сильно расширяется.

        3. Путем кулачковой шлифовки поршня

        Поршни обработаны таким образом, что в холодном состоянии они имеют слегка овальную (эллиптическую) форму. Эти поршни называются поршнями с кулачковой шлифовкой. Поэтому площадь его контакта со стенкой цилиндра увеличивается.

        Малая ось эллипса проходит в направлении оси поршневого пальца. Большее расширение по малой оси вызвано бобышками поршня.Таким образом, поршень после расширения при рабочей температуре становится круглым.

        4. С помощью распорок

        Расширение поршня также можно контролировать с помощью распорок, бандажей или ремней, залитых в поршень. Это приводит к тому, что внешнее усилие расширяющейся головки поршня передается больше к бобышкам поршневого пальца, чем к упорным поверхностям, так что эффект аналогичен эффекту поршней с кулачковой шлифовкой.


        Заключение

        Надеюсь, я все рассказал о поршне.Поршень одна из самых важных деталей любого двигателя, если у вас есть вопросы по поводу « виды поршней » вы можете задать нам в комментариях я вам отвечу.

    Автор: alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.