Види поршнів дизельних двигунів. типи поршнів

поршень

У двотактному движку поршень грає роль золотника. Рухи його не рівномірно. Матеріал, з якого виготовляють поршень - це алюмінієвий сплав або легований чавун, який вживається в низько-оборотних двигунах.

Вимоги до поршнів:

Маленьке значення коефіцієнта лінійного розширення

малий знос

При нагріванні незначне зниження міцності

Низька ціна

пристрій поршня

Особливості геометрії поршня в тому, що діаметр головки менше діаметра спідниці, а спідниця має конусно - еліптичну, або еліптичну форму.

Особливості конструкцій частин поршня:

Днище всередині має ребра жорсткості. Форма днища для М - 412 плоска або опукла, для дизеля опукла, а для двотактних дизелів - з козирком.

Головка поршня може мати вставки з чавуну. У голівці можуть бути отвори для масло-знімних кілець. Буває, у верхній частині головки роблять канавку, щоб поліпшити тепло-відвід від днища до верхнього кільця.

Спідниця поршня. Для зменшення ймовірності заклинювання поршня, на спідниці робляться вертикальні розрізи, не рахуючи ДВС з малим діаметром. Величина еліптичності спідниці 0,15 0,29 мм, а величина конусності 0,02 - 0,04 мм.

бобишки

Якщо дивитися з боку радіатора, бобишки виконані зі зміщенням на ліво. Усередині бобишки робиться отвір з канавками для стопорних кілець.

Установка поршня в циліндр:поршні повинні бути рівної ваги, розріз на спідниці поршня ставиться по ліву сторону АТС.

Поршневі кільця

Число поршневих кілець знаходиться в залежності від типу ДВС і від кутової швидкості колінчастого вала. Діаметр кільця більше діаметра поршня, але кільце встановлюється в поршні, завдяки пружним властивостям і зазору в замку, який повинен становити 0,15 - 0,55 мм.

Для збільшення зносостійкості кілець проводиться хромировку або обробка молібденом. Також багатообіцяючим є виготовлення кілець у вигляді литої пружини зі сталі, або у вигляді набору кілець зі сталі.

Поршневі кільця забезпечують шарнірне з'єднання поршня. конструкціяпоршневих пальців - це порожниста трубка, яка робиться зі сталі.

При осьовому зміщенні пальці стопоряться кільцями. Через відмінності температурного розширення поршня і пальців, імовірний стукіт в двигуні, тому що з'являється зазор. Тому, щоб це уникнути, потрібно поршень підігріти до 70- 80 градусів перед запрессовкой.

Масло-знімні кільця

Масло в циліндр потрапляє через різницю тисків в циліндрі і картері в момент впуску. Масло-знімні кільця виготовляють з чавуну і сталі.

конструкція:

кругової розширювач,

осьової розширювач

два кільця.

перевагискладових кілець в пристосованості до спотвореній формі циліндра при зносі. При установці масло-знімне кільце повинно мати зазор між кільцем і наковкой по висоті< 0.08 мм, встык 0,2 — 0,5 мм, а замки примыкающих колец должны быть сдвинуты на угол 180 градусов.

шатун

Шатун з'єднує поршень з колінчастим валом. Складається шатун з верхньої та нижньої головки, і стрижня. Роз'єм нижньої шатунной головки іменується кришкою. Кришки з різних шатунів не взаємозамінні.

Колінчастий вал

Колінчастий вал служить для передачі зусилля від поршня до коробки. Головні елементи колінчастого вала - це шатунні, корінні шиї, противаги і щоки.

Повно-опорним називають колінчастий вал, У якого корінні шиї є між кожними шатунними шиями. У задній частині колінчастого вала ставиться фланець кріплення маховика, а в передній виділяють носок.

Щоками іменуються місця переходу від корінний шиї до шиї шатунной.

Противаги на колінчастому валі встановлюють для поліпшення динамічних властивостей.

Усередині шатунной шиї знаходиться порожнина для чищення масла. У багатьох двигунів на шкарпетці колінчастого вала виконана різьба для установки храповика. Шестерня приводу розподільного вала встановлюється на фронтальному кінці колінчастого вала.

маховик

Маховик служить для накопичення енергії, яка потрібна для здійснення допоміжних тактів і для врівноваження роботи ДВС. Маховик кріпиться до задньої частини колінчастого вала в певному положенні. Для запуску двигуна від електростартера, на маховику проводиться зубчастий вінець. Також маховик є частиною механізму зчеплення.

Поршнева група - це поршень і група ущільнюючих кілець. Так само в неї входить поршневий палець і деталі кріплення. Варто розглянути призначення даного механізму.

За рахунок нього сприймається і передається через шатун на колінвал. Так само завдяки такому механізму, як поршнева група, ущільнюється надпоршневу порожнину циліндра. Таким чином він буде захищений від зайвого потрапляння в картер мастила і газів. Ця функція має величезне значення для хорошої роботи двигуна. Про те, в якому технічному стані він знаходиться, судять по ущільнюючої здатності. Наприклад, в машинних двигунах не допускається, щоб витрата масла становив більше, ніж три відсотки від витрат пального.

Поршнева група свою роботу здійснює ще і в важких кліматичних умовах. Саме тому деталі даного механізму володіють високою тепловою напруженістю, а це враховується, коли для них вибирається матеріал і конструкція. Їх елементи зазвичай виробники розробляють, враховуючи тип двигунів і призначення (транспортні, стаціонарні, дизельні, формовані і т.д.). Однак загальна будова все одно залишається тим самим. Отже, слід розглянути, з чого ж комплектується поршнева група.

Тронкових частина (напрямна) ще називається поршневий спідницею. Вона зсередини має припливи, в них просвердлені отвори для поршневого пальця. Нижня кромка спідниці використовується часто як технологічна база при обробці поршня. Вона для цього забезпечена розточуються буртиком. Крім того, стінки спідниці ще сприймають сили бокового тиску, а це збільшує їх тертя об циліндрові стінки і підвищує нагрівання циліндра і поршня.

Поршнева головка несе поршневі кільцяі має днище. Нижня канавка має дренажні отвори, через них відходить мастило, щоб воно не потрапило випадково в камеру згоряння. Її днище - це одна з камерних стінок. Вона сприймає значний тиск газів. Саме днище може бути плоским, увігнутим, опуклим або фігурним. Знову-таки, його форма вибирається при обліку типу двигуна, а також камери згоряння.

Не можна не згадати про такий механізм, як циліндро-поршнева група. Головні дефекти блоків циліндра - це тріщини, відколи й знос. Ці несправності встановлюються після ретельного огляду, опресування і обміру циліндра. При цьому процесі на блок потрібно встановити головку або ж чавунну плиту (обов'язкове гумова прокладка). Взагалі, дана група відрізняється жаростійкої сталлю і масляним охолодженням, яке здійснюється за рахунок циркуляційної загальної головного дизеля. Якщо забезпечити хороший догляд механізму і якісне масло, то можна легко збільшити термін роботи поршнів і циліндрів.

І ще один механізм - шатунно-поршнева група. Поршень - литий і алюмінієвий. Зовнішня поверхня має досить складною формою. Поршневий палець - порожнистий і сталевий, він вільно обертається у втулці шатуна і поршневих бобишках. А кільця поршня виконані з чавуну. І, звичайно ж, шатун - кований і сталевий. У його верхній голівці є втулка із суміші стали і бронзи, що позитивно відбивається на роботі всієї групи.

Не буду розтягувати вступ, коротко розкажу, про що буде цей великий пост. І так мова йде про типи поршнів, чотирьох тактний бензинові, дизельні і двох тактний, Основне завдання всіх розглянутих типів поршнів, Це контролювати теплове розширення і протистояти певному навантаженні, нижче розберемося як це вирішується.

Поршні для чотиритактних бензиновихдвигунів

В сучасних бензинових двигунах використовують поршні із симетричною або асиметричною спідницею
з різною товщиною днища та спідниці поршня.

Поршні керованого розширення

Поршні з кільцевої вставкою, яка управляє тепловим розширенням.
Вставки виконані з сірого чавуну. Головна мета цього кільця зменшити теплове розширення алюмінієвого сплаву поршня, так як чавун має відносно невелике розширення і малу теплопровідність, вставка тим самим стримує метал зберігаючи форму. Виробництво таких поршнів більш витратна, відповідно і вище ціна готового продукту. Основний недолік, це неможливість виготовлення кованого поршня, так необхідного для турбований двигунів, велика маса поршня. Такий тип поршнів більше сягає в далеке минуле.

Авто термічні поршні

Авто термічні поршні, мають поділ (пропив) між кільцевим поясом і спідницею в канавці маслос'емного кільця, спідниця тримається в районі бобишек. Це дозволяє знизити теплопередачу від кільцевого пояса поршня до його спідниці, тим самим досягається більш стабільна форма спідниці. Сталева вставка в районі бобишек, контролює теплове розширення і збільшує міцність. Такі поршні не здатні витримувати величезні навантаження через «пропила», в роботі відрізняються низьким шумом і відносяться до більш сучасним типам.

поршні Autothermatik

Діють за таким же принципом, як і авто
термічні поршні, але не мають пропила в Маслос'емниє канавці. Так само мають сталеві пластини в районі бобишек. Більш міцні через цілісності кільцевого пояса і спідниці, краще витримують бічні навантаження в порівнянні з першим варіантом. Застосовуються як в бензинових, так і частково в дизельних двигунах.

Чимось схожі на авто термічні, але замість пропила в спідниці мають сталеву вставку по всьому діаметру. Таким чином обмежуючи температурний перехід від кільцевого пояса до спідниці і контролюю форму по всьому колу.

Цей тип поршнів має великий холодильник і вузьку часто овальну формуспідниці. Поршень спроектований так що при тепловому розширенні він змінює свою форму з овальної в правильну круглу.

На додаток до такого типу поршнів ще є варіант зі скошеною спідницею до вершини поршня. має більш широку частину спідниці знизу звужуючись до кільцевому поясу.

У поршнів для двигунів з дуже високою вихідною потужністю (більше, ніж 100 кВт / л) може бути виконаний охолоджуючий канал.

Найбільший потенціал для того, щоб зменшити поршневу масу в чотиритактних бензинових двигунах несуть в собі поршні EVOTEC®, в якому перш за все варто відзначити трапецієподібні підтримки бобишек, що дозволяє розташувати палець особливо глибоко, близько до днища, скоротивши всю довжину і масу поршня. У пості Маса поршня ми вже говорили про гідність такого розташування пальця. Таке розташування стінок спідниці дозволяє дуже добре посилити верхню частину бобишек маючи невелику товщину перегородок і полегшити нижню виконавши поршень асиметричної форми. Спідниця досить вузька і на краях має міцні перегородки, що переходять до бобишках, це теж є великим плюсом. Така компоновка поршня дуже добре перешкоджає бічним навантаженням, мала ймовірність деформації спідниці, при цьому товщина спідниці набагато менше ніж в звичайному поршні, що теж скорочує загальну вагу. На всім тлі зазначених вище достоїнств поршень значно схуд, це дозволяє зробити бобишки тонше, так як інерційна навантаження на нижні стінки бобишек стала менше.

Ковані алюмінієві поршні

У двигунах з дуже великими питомими навантаженнями - такими як турбонадув або уприскування закису азоту використовують ковані поршні. Перевагою безсумнівно є міцність кованого алюмінієвого сплаву. витримують більше високу температуруі краще протистоять детонації. З недоліків відзначається більш висока ціна, неможливість застосування деяких технологій, наприклад, деякі з тих що описані вище через технологічного процесу виготовлення.

Кований поршень для Формули 1

В наступному пості поговоримо про порушених для двотактних і дизельних двигунів, де навантаження і температури ще більше.