Схема поршня | Схемы автомобильные
Рис. Поршень: 1 — нижний поясок; 2 — фаска; 3 — U-образная прорезь; 4 — днище; 5 — тепловой барьер; 6 — горизонтальная прорезь; 7 — перемычка над канавкой второго поршневого кольца; 8 — канавка второго поршневого кольца; 9 — вертикальная прорезь; 10 — юбка; 11 — разгрузочная выемка в юбке поршня; 12 — канавка поршневого кольца в юбке поршня; 13 — опорная часть юбки поршня; 14 — часть опорной поверхности юбки поршня, передающая наибольшее боковое давление; 15 — часть опорной поверхности юбки поршня, передающая наименьшее боковое давление; 16 — отверстия для слива масла; 17 — канавка для маслосъемного поршневого кольца; 18 — бобышка отверстия для поршневого пальца; 19 — отверстие для поршневого пальца; 20 — Т-образная прорезь; 21 — зона расположения поршневых колец; 22 — дно канавки поршневого кольца; 23 — утолщение под канавками для поршневых колец; 24 — торец канавки поршневого кольца; 25 — перемычка над канавкой третьего поршневого кольца; 26 — гребень над канавкой верхнего поршневого кольца; 27 — канавка верхнего поршневого кольца; 28 — втулка поршневого пальца; 29 — диаметр поршня между канавками; 30 — внутренний диаметр канавки; 31 — зазор между гребнем поршня и цилиндром; 32 — малый диаметр; 33 — глубина канавки; 34 — высота канавки; 35 — большой диаметр; 36 — поршневой палец.
Pic. Piston: 1 — bottom rib; 2 — chamfer; 3 — U-siot; 4 — head; 5 — heat dam; 6 — horizontal slot; 7 — second land; 8 — second-ring groove; 9 — vertical slot; 10 — skirt; 11 — skirt relief; 12 — skirt ring groove; 13 — slipper; 14 — major thrust face; 15 — minor thrust face; 16 — oil drain holes; 17 — oil-ring groove; 18 — pin boss, piston pin boss; 19 — pin hole; 20 — T-slot; 21 — ring belt; 22 — ring groove bottom; 23 — ring groove pad; 24 — ring groove side; 25 — third land; 26 — top land; 27 — top-ring groove; 28 — pin bushing; 29 — land diameter; 30 — groove bottom diameter, groove root diameter; 31 — land clearance; 32 — minor diameter; 33 — groove depth; 34 — groove width; 35 — major diameter; 36 — piston pin, gudgeon pin.
Поршень занимает центральное место в процессе преобразования химической энергии топлива в тепловую и механическую. Поговорим про поршни двигателя внутреннего сгорания, что это такое и основное назначение в работе.
Содержание статьи
ЧТО ТАКОЕ ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ?
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, т.к. он давал следующие преимущества: рост оборотов и мощности, меньшие нагрузки на детали, лучшую теплоотдачу.
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
Поршень выполняет ряд важных функций:
- обеспечивает передачу механических усилий на шатун;
- отвечает за герметизацию камеры сгорания топлива;
- обеспечивает своевременный отвод избытка тепла из камеры сгорания
Работа поршня проходит в сложных и во многом опасных условиях – при повышенных температурных режимах и усиленных нагрузках, поэтому особенно важно, чтобы поршни для двигателей отличались эффективностью, надежностью и износостойкостью. Именно поэтому для их производства используются легкие, но сверхпрочные материалы – термостойкие алюминиевые или стальные сплавы. Поршни изготавливаются двумя методами – литьем или штамповкой.
Экстремальные условия обуславливают материал изготовления поршней
Поршень эксплуатируется в экстремальных условиях, характерными чертами которых являются высокие: давление, инерционные нагрузки и температуры. Именно поэтому к основным требованиям, предъявляемым материалам для его изготовления относят:
- высокую механическую прочность;
- хорошую теплопроводность;
- малую плотность;
- незначительный коэффициент линейного расширения, антифрикционные свойства;
- хорошую коррозионную устойчивость.
Требуемым параметрам соответствуют специальные алюминиевые сплавы, отличающиеся прочностью, термостойкостью и легкостью. Реже в изготовлении поршней используются серые чугуны и сплавы стали.
Поршни могут быть:
- литыми;
- коваными.
В первом варианте их изготовляют путем литья под давлением. Кованые изготовляются методом штамповки из алюминиевого сплава с небольшим добавлением кремния (в среднем, порядка 15 %), что значительно увеличивает их прочность и снижает степень расширения поршня в диапазоне рабочих температур.
Конструкция поршня
Поршень двигателя имеет достаточно простую конструкцию, которая состоит из следующих деталей:
- Головка поршня ДВС
- Поршневой палец
- Кольцо стопорное
- Бобышка
- Шатун
- Юбка
- Стальная вставка
- Компрессионное кольцо первое
- Компрессионное кольцо второе
- Маслосъемное кольцо
Конструктивные особенности поршня в большинстве случаев зависят от типа двигателя, формы его камеры сгорания и типа топлива, которое используется.
Днище
Днище может иметь различную форму в зависимости от выполняемых им функций – плоскую, вогнутую и выпуклую. Вогнутая форма днища обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако это способствует большему образованию отложений при сгорании топлива. Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.
Поршневые кольца
Ниже днища расположены специальные канавки (борозды) для установки поршневых колец. Расстояние от днища до первого компрессионного кольца носит название огневого пояса.
Поршневые кольца отвечают за надежное соединение цилиндра и поршня. Они обеспечивают надежную герметичность за счет плотного прилегания к стенкам цилиндра, что сопровождается напряженным процессом трения. Для снижения трения используется моторное масло. Для изготовления поршневых колец применяется чугунный сплав.
Количество поршневых колец, которое может быть установлено в поршне зависит от типа используемого двигателя и его назначения. Зачастую устанавливаются системы с одним маслосъемным кольцом и двумя компрессионными кольцами (первым и вторым).
ТИПЫ ПОРШНЕЙ
В двигателях внутреннего сгорания применяется два типа поршней, различающихся по конструктивному устройству – цельные и составные.
Цельные детали изготавливаются путем литья с последующей механической обработкой. В процессе литья из металла создается заготовка, которой придается общая форма детали. Далее на металлообрабатывающих станках в полученной заготовке обрабатываются рабочие поверхности, нарезаются канавки под кольца, проделываются технологические отверстия и углубления.
В составных элементах головка и юбка разделены, и в единую конструкцию они собираются в процессе установки на двигатель. Причем сборка в одну деталь осуществляется при соединении поршня с шатуном. Для этого, помимо отверстий под поршневой палец в юбке, на головке имеются специальные проушины.
Достоинство составных поршней — возможность комбинирования материалов изготовления, что повышает эксплуатационные качества детали.
Отвод излишков тепла от поршня
Наряду со значительными механическими нагрузками поршень также подвергается негативному воздействию экстремально высоких температур. Тепло от поршневой группы отводится:
- системой охлаждения от стенок цилиндра;
- внутренней полостью поршня, далее — поршневым пальцем и шатуном, а также маслом, циркулирующим в системе смазки;
- частично холодной топливовоздушной смесью, подаваемой в цилиндры.
С внутренней поверхности поршня его охлаждение осуществляется с помощью:
- масляного тумана в полости цилиндра;
- впрыскивания масла в зону колец, в специальный канал;
- циркуляции масла в головке поршня по трубчатому змеевику.
Маслосъемное кольцо и компрессионные кольца
Маслосъемное кольцо обеспечивает своевременное устранение излишков масла с внутренних стенок цилиндра, а компрессионные кольца – предотвращают попадания газов в картер.
Компрессионное кольцо, расположенное первым, принимает большую часть инерционных нагрузок при работе поршня.
Для уменьшения нагрузок во многих двигателях в кольцевой канавке устанавливается стальная вставка, увеличивающая прочность и степень сжатия кольца. Кольца компрессионного типа могут быть выполнены в форме трапеции, бочки, конуса, с вырезом.
Маслосъемное кольцо в большинстве случаев оснащено множеством отверстий для дренажа масла, иногда – пружинным расширителем.
Поршневой палец
Это трубчатая деталь, которая отвечает за надежное соединение поршня с шатуном. Изготавливается из стального сплава. При установке поршневого пальца в бобышках, он плотно закрепляется специальными стопорными кольцами.
Поршень, поршневой палец и кольца вместе создают так называемую поршневую группу двигателя.
Юбка
Направляющая часть поршневого устройства, которая может быть выполнена в форме конуса или бочки. Юбка поршня оснащается двумя бобышками для соединения с поршневым пальцем.
Для уменьшения потерь при трении, на поверхность юбки наносится тонкий слой антифрикционного вещества (зачастую используется графит или дисульфид молибдена). Нижняя часть юбки оснащена маслосъемным кольцом.
Обязательный процесс работы поршневого устройства – это его охлаждение, которое может быть осуществлено следующими методами:
- разбрызгиванием масла через отверстия в шатуне или форсункой;
- движением масла по змеевику в поршневой головке;
- подачей масла в область колец через кольцевой канал;
- масляным туманом
Уплотняющая часть
Уплотняющая часть и днище соединяются в форме головки поршня. В этой части устройства расположены кольца поршня – маслосъемное и компрессионные. Каналы для колец имеют небольшие отверстия, через которые отработанное масло попадает на поршень, а затем стекает в картер двигателя.
В целом поршень двигателя внутреннего сгорания является одной из самых тяжело нагруженных деталей, который подвергается сильным динамическим и одновременно тепловым воздействиям. Это накладывает повышенные требования как к материалам, используемым в производстве поршней, так и к качеству их изготовления.
Выхлопная система: описание,фото,назначение,тюнинг
Как провести замену поршневых колец своими руками?
Самостоятельная замена тормозных колодок и тормозных дисков
Поршневой палец: описание,виды,применение,установка,фото,видео.
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:
- Опель вектра B: технические характеристики,фото,видео,обзор,описание.
- Наиболее популярные проблемы водителя, которые могут ждать его в дороге
- Автомобильные двигатели. Описание и технические термины.
- Терминология, которая встречается в литературе по авторемонту.
- Бмв е30 технические характеристики обзор описание фото видео комплектация.
- Бмв е39: обзор,описание,фото,видео,комплектация,характеристики
- Какую сигнализацию лучше поставить на автомобиль с автозапуском.
- Rolls-Royce Cullinan – самый большой и дорогой кроссовер в мире
- Обзор 10 лучших автомобильных интерьеров 2020 года
- Обзор 10 самых быстрых машин в мире 2020 года
- Как утилизируют машины бмв
- Как пройти техосмотр автомобиля и проверку на выбросы
- Как изготавливают Datsun on-DO на АвтоВАЗе
- Очиститель карбюратора: описание,виды,чистка,фото,видео.
- Как и чем промыть систему охлаждения двигателя.
Поршень — Словарь автомеханика
Поршень является одной из деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя и представляет собой целостный элемент условно разделяемый на головку и юбку. Он является основой процесса преобразования энергии горения топлива в тепловую, а далее в механическую. От качества работы данной детали напрямую зависит производительность двигателя, а также его надежность и долговечность.
Предназначение и виды поршней
В моторе поршень двигателя выполняет ряд функций, в частности, это:
- трансформация давления газов в усилие, передаваемое на шатун;
- обеспечение герметичности камеры сгорания;
- теплоотвод.
Поршень работает в экстремальных условиях под стабильно высокими механическими нагрузками. Поэтому для современных двигателей их изготавливают из специальных алюминиевых сплавов, отличающихся легкостью и прочностью при достаточных показателях термостойкости. Несколько менее распространены стальные поршни. Ранее они в основном производились из чугуна. Обязательно присутствующая на каждом изделии маркировка поршней расскажет, из чего оно изготовлено. Изготавливаются данные детали двумя методами – литьем и штамповкой. Кованые поршни, распространенные в тюнинге, изготовлены именно методом штамповки, а не выкованы вручную.
Конструкция поршня
Устройство поршня не является сложным. Это цельная деталь, которую для удобства определения принято условно разделять на юбку и головку. Конкретная форма и конструктивные особенности поршня определяются типом и моделью двигателя. В распространенных видах бензиновых ДВС можно увидеть только поршни с плоскими или крайне приближенными к такой форме головками. Часто они имеют канавки, предназначенные для максимального полного открывания клапанов. В моторах с непосредственным впрыском топлива поршни выполняются в несколько более сложной форме. Поршень дизельного двигателя имеет головку со специфической конфигурацией для обеспечения оптимального завихрения с целью качественного смесеобразования.
Схема поршня двигателя.
Под головкой на поршне размещаются канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Юбки у различных поршней тоже разные: с формой, подобной конусу или бочке. Такая конфигурация позволяет компенсировать расширение поршня, существующее при его нагревании в работе. Следует отметить что, поршень приобретает полностью рабочий объем только после разогрева двигателя до нормальной температуры.
Чтобы максимально снизить эффект от постоянного бокового трения поршня о цилиндр на его боковую поверхность наносится специальный антифрикционный материал, тип которого также зависит от вида двигателя. Также в юбке поршня есть специальные отверстия с приливами, предназначенные для монтажа поршневого пальца.
Работа поршня предполагает его интенсивное нагревание. Он охлаждается, причем в разных моторах различными способами. Вот наиболее распространенные среди них:
- с помощью подачи масляного тумана в цилиндр;
- через разбрызгивание масла сквозь шатун или специальную форсунку;
- через впрыскивание масла по кольцевому каналу;
- с помощью постоянной циркуляции масла по змеевику, расположенному непосредственно в головке поршня.
Вплотную соприкасается со стенками цилиндра не сам поршень, а его кольца. Для обеспечения наивысшей износостойкости они производятся из особого сорта чугуна. Количество и точное расположение этих колец зависит от вида мотора. Чаще всего на поршень приходится пара компрессионных колец и еще одно маслосъемное.
Компрессионные колца предназначены не давать газам из камеры сгорания прорываться в картер. На первое кольцо приходится самая серьезная нагрузка, поэтому во всех дизельных и мощных бензиновых моторах в канавке первого кольца дополнительно присутствует стальная вставка, что позволяет повысить прочность конструкции. Существует множество видов компрессионных колец, которые уникальны практически у каждого самостоятельного производителя.
Маслосъемные кольца — для удаления лишнего масла из цилиндра и недопущения его проникновения в камеру сгорания. Такие кольца выполняются с большим количеством дренажных отверстий, а также с пружинными расширителями, хоть и не во всех моделях двигателей.
Устройство поршня
С шатуном поршень двигателя соединяется через поршневой палец, стальную деталь трубчатой формы. Самым распространенным способом крепления пальца является плавающий, благодаря которому деталь может прокручиваться в процессе работы. Специальные стопорные кольца не дают пальцу смещаться в стороны. Жесткий зацеп пальцев на данный момент практически не распространен из-за очевидной большей уязвимости таких конструкций.
Поломки поршня и сопутствующих деталей
В процессе интенсивной или просто продолжительной эксплуатации поршень может выйти из строя по причине присутствия в цилиндре постороннего тела, на которое поршень постоянно наталкивается во время движения. Таким предметом может стать частица шатуна, коленвала или чего-то другого, отлетевшего от детали. Поверхности такого излома имеют серый цвет, они не характеризуются истиранием, трещинами и прочими визуальными признаками. Поршень распадается быстро и внезапно.
Излом, вызванный усталостью металла, характеризуется образованием в проблемном месте растровых линий. Это позволяет заблаговременно определить наличие поломки и заменить поршень. Помимо старения причиной такого излома может стать детонационное воспламенение, усиленные сотрясения поршня из-за сталкивания его головки с головкой цилиндра или чрезмерного зазора юбки. В любом случае на детали образуются трещины, свидетельствующие о ее скором выходе из строя.
После износа колец, повреждения головки поршня наиболее часто встречаемы.
Помимо износа и старения металла, связанные с поршнями поломки могут случаться по целому ряду разнообразных причин, среди которых:
- нарушение режима сгорания, например из-за задержки зажигания;
- неправильная организация пуска холодного двигателя;
- заполнение цилиндра маслом или водой при выключенном моторе, что называется гидравлическим ударом;
- необоснованное повышение мощности в результате перенастройки электроники;
- использование неподходящих деталей;
- другие причины.
Чаще всего ремонт осуществляется методом замены – поршня, колец или всей поршневой группы.
Связанные термины
Поршень – ключевая деталь КШМ цилиндрической формы, которая предназначена для трансформации топливной энергии в механическую работу автомобильного двигателя.
Поршень выполняет ряд важных функций:
- обеспечивает передачу механических усилий на шатун;
- отвечает за герметизацию камеры сгорания топлива;
- обеспечивает своевременный отвод избытка тепла из камеры сгорания
Работа поршня проходит в сложных и во многом опасных условиях – при повышенных температурных режимах и усиленных нагрузках, поэтому особенно важно, чтобы поршни для двигателей отличались эффективностью, надежностью и износостойкостью. Именно поэтому для их производства используются легкие, но сверхпрочные материалы – термостойкие алюминиевые или стальные сплавы. Поршни изготавливаются двумя методами – литьем или штамповкой.
Конструкция поршня
Поршень двигателя имеет достаточно простую конструкцию, которая состоит из следующих деталей:
© Volkswagen AG
- Головка поршня ДВС
- Поршневой палец
- Кольцо стопорное
- Бобышка
- Шатун
- Юбка
- Стальная вставка
- Компрессионное кольцо первое
- Компрессионное кольцо второе
- Маслосъемное кольцо
Конструктивные особенности поршня в большинстве случаев зависят от типа двигателя, формы его камеры сгорания и типа топлива, которое используется.
Днище
Днище может иметь различную форму в зависимости от выполняемых им функций – плоскую, вогнутую и выпуклую. Вогнутая форма днища обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако это способствует большему образованию отложений при сгорании топлива. Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.
Поршневые кольца
Ниже днища расположены специальные канавки (борозды) для установки поршневых колец. Расстояние от днища до первого компрессионного кольца носит название огневого пояса.
Поршневые кольца отвечают за надежное соединение цилиндра и поршня. Они обеспечивают надежную герметичность за счет плотного прилегания к стенкам цилиндра, что сопровождается напряженным процессом трения. Для снижения трения используется моторное масло. Для изготовления поршневых колец применяется чугунный сплав.
Количество поршневых колец, которое может быть установлено в поршне зависит от типа используемого двигателя и его назначения. Зачастую устанавливаются системы с одним маслосъемным кольцом и двумя компрессионными кольцами (первым и вторым).
Маслосъемное кольцо и компрессионные кольца
Маслосъемное кольцо обеспечивает своевременное устранение излишков масла с внутренних стенок цилиндра, а компрессионные кольца – предотвращают попадания газов в картер.
Компрессионное кольцо, расположенное первым, принимает большую часть инерционных нагрузок при работе поршня.
Для уменьшения нагрузок во многих двигателях в кольцевой канавке устанавливается стальная вставка, увеличивающая прочность и степень сжатия кольца. Кольца компрессионного типа могут быть выполнены в форме трапеции, бочки, конуса, с вырезом.
Маслосъемное кольцо в большинстве случаев оснащено множеством отверстий для дренажа масла, иногда – пружинным расширителем.
Поршневой палец
Это трубчатая деталь, которая отвечает за надежное соединение поршня с шатуном. Изготавливается из стального сплава. При установке поршневого пальца в бобышках, он плотно закрепляется специальными стопорными кольцами.
Поршень, поршневой палец и кольца вместе создают так называемую поршневую группу двигателя.
Юбка
Направляющая часть поршневого устройства, которая может быть выполнена в форме конуса или бочки. Юбка поршня оснащается двумя бобышками для соединения с поршневым пальцем.
Для уменьшения потерь при трении, на поверхность юбки наносится тонкий слой антифрикционного вещества (зачастую используется графит или дисульфид молибдена). Нижняя часть юбки оснащена маслосъемным кольцом.
Обязательный процесс работы поршневого устройства – это его охлаждение, которое может быть осуществлено следующими методами:
- разбрызгиванием масла через отверстия в шатуне или форсункой;
- движением масла по змеевику в поршневой головке;
- подачей масла в область колец через кольцевой канал;
- масляным туманом
Уплотняющая часть
Уплотняющая часть и днище соединяются в форме головки поршня. В этой части устройства расположены кольца поршня – маслосъемное и компрессионные. Каналы для колец имеют небольшие отверстия, через которые отработанное масло попадает на поршень, а затем стекает в картер двигателя.
В целом поршень двигателя внутреннего сгорания является одной из самых тяжело нагруженных деталей, который подвергается сильным динамическим и одновременно тепловым воздействиям. Это накладывает повышенные требования как к материалам, используемым в производстве поршней, так и к качеству их изготовления.
В процессе работы поршни испытывают экстремально высокие давления, нагрузки и температуры. Выдержать такие условия им помогают особо прочные конструкционные материалы и специальные антифрикционные покрытия.
Поршень двигателя – один из основных составных элементов цилиндро-поршневой группы. Он воспринимает давление газов, образующихся при сгорании топливно-воздушной смеси, а затем передает его на шатун.
Экстремальные условия эксплуатации поршней – высокие давления, инерционные нагрузки и температуры – требуют использования для их изготовления материалов с особыми параметрами:
- Высокой механической прочностью
- Хорошей теплопроводностью
- Малой плотностью
- Незначительным коэффициентом линейного расширения
- Антифрикционными свойствами
- Коррозионной устойчивостью
Такими свойствами обладают специальные алюминиевые сплавы, отличающиеся легкостью и термостойкостью. Реже в изготовлении поршней используются серые чугуны и сплавы стали.
Поршни могут быть литыми или коваными. Первые производятся путем литья под давлением, вторые – методом штамповки из алюминиевого сплава с небольшим добавлением кремния (около 15 %). Это значительно увеличивает их прочность и снижает степень расширения материала в диапазоне рабочих температур.
Устройство поршня
Стандартный поршень автомобильного двигателя состоит из трех основных частей: днища, поршневых колец и направляющей (юбки).
Рассмотрим каждый компонент подробнее.
Днище поршня
Форма днища зависит от типа двигателя, особенностей камеры сгорания и многих других факторов. Поршень может иметь плоское, вогнутое или выпуклое днище.
Детали с плоским днищем наиболее просты в производстве, используются как в бензиновых, так и дизельных двигателях вихрекамерного и предкамерного типа.
Поршни с вогнутым днищем свойственны для дизельных двигателей. Они обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако способствуют большему образованию отложений при сгорании топлива.
Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.
Днище поршня принимает на себя основную термонагрузку, в связи с чем имеет самую большую, по сравнению с другими деталями, толщину: 7-9 мм в обычных бензиновых двигателях, 11 мм – в турбомоторах, 10-16 мм – в дизельных двигателях.
Существуют также автомобили, в которых установлены поршни с толщиной днища меньше стандартной – например, в некоторых моделях Honda она составляет всего 5,5-6 мм.
Днища некоторых поршней в целях увеличения прочности, снижения вероятности перегрева и прогорания подвергаются твердому анодированию: на верхний слой алюминия накладывается керамическое покрытие толщиной 8-12 мкм.
Уплотняющая часть
К уплотняющей части поршня относятся поршневые кольца, установленные в специальных канавках. В большинстве современных двигателей используется три кольца – одно маслосъемное и два компрессионных.
Маслосъемные кольца, как следует из названия, предназначены для удаления излишков масла со стенок цилиндра и предотвращения их попадания в камеру сгорания. Для этих целей служат сквозные отверстия, расположенные по периметру кольца.
Сквозь них масло поступает внутрь поршня, а затем отводится в поддон картера двигателя.
Компрессионные кольца предотвращают попадание отработавших газов из камеры сгорания в картер. По форме они могут быть трапециевидными, коническими или бочкообразными. Некоторые виды колец оснащены пружинным расширителем.
Наибольшие нагрузки воспринимает первое (верхнее) компрессионное кольцо, поэтому для увеличения ресурса данной детали ее канавку укрепляют при помощи стальной вставки.
Диаметр уплотняющей части поршня меньше диаметра его направляющей части. Это связано с неодинаковым нагревом этих зон – в районе колец он больше. Минимальный диаметр жарового пояса позволяет избежать задиров и заклинивания колец в канавках.
Качество колец имеет огромное значение для уплотнения поршня. В этом отношении чугунные маслосъемные кольца намного надежнее составных, так как при их установке возникает меньше ошибок.
Направляющая часть
Направляющая (тронковую) часть поршня называют юбкой. С внутренней стороны она имеет бобышки, в которых находится отверстие под поршневой палец.
Нижняя кромка юбки предназначена для расточки и подгонки поршня. На ней имеется специальный буртик, с внутренней стороны которого в процессе механической обработки снимается часть металла.
В местах отверстий под поршневой палец с наружной части юбки вырезаются специальные углубления, вследствие чего стенки этих зон не взаимодействуют со стенками цилиндра, образуя так называемые «холодильники».
Стенки юбки предназначены для восприятия бокового давления. Естественно, что трение поршня о стенки цилиндра и нагрев обеих деталей при этом увеличивается.
Чтобы обеспечить свободное перемещение поршня в цилиндре, между юбкой и стенками гильзы предусмотрен зазор. Его величина зависит от линейного расширения металла поршня и цилиндра при нормальной работе двигателя. При слишком маленьком зазоре возникает перегрев, грозящий образованием задиров на поверхностях и заклиниванием поршня в цилиндре. Большой зазор также не рекомендован, так как поршень при этом не выполняет своих уплотняющих свойств.
Многие автопроизводители еще на этапе производства поршней наносят на юбки специальные антифрикционные покрытия. Это позволяет защитить их поверхности от преждевременного износа и облегчить приработку.
В последнее время большую популярность не только в промышленности, но и в частном использовании приобрело антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС. Оно предназначено не только для поршней, но и для других деталей двигателя: коренных подшипников коленчатого вала, втулок пальцев, распредвалов, дроссельной заслонки.
Данное покрытие эффективно снижает износ и трение, предотвращает скачкообразное движение сопряженных поверхностей, появление на них задиров и заклинивание поршня в цилиндре.
Средство устойчиво к длительному воздействию моторного масла, сохраняет работоспособность двигателя в режиме масляного голодания.
Полимеризация покрытия MODENGY Для деталей ДВС возможна как при комнатной температуре (за 12 часов), так и при нагреве до +200 °С (за 20 минут).
Удобная аэрозольная упаковка с тщательно настроенными параметрами распыления упрощает процесс нанесения состава.
Перед использованием покрытия производитель рекомендует провести предварительную подготовку деталей Специальным очистителем-активатором MODENGY. Это гарантирует отличную адгезию материала и его долговременную работу.
MODENGY Для деталей ДВС и Специальный очиститель-активатор MODENGY доступны в одном наборе. Поэтапное использование этих средств не требует особых навыков и дополнительного оборудования.
Причины износа поршней
При ежедневной эксплуатации транспортного средства двигатель работает стабильно лишь до определенного момента. Поршни, как и любые другие элементы двигателя, подвержены износу и возникновению неисправностей.
О некорректной работе поршневой группы свидетельствуют:
- Повышенный расход моторного масла и топлива
- Выделение из выхлопной трубы синего дыма
- Нестабильная работа двигателя на холостых оборотах (вибрация рычага КПП)
- Снижение мощности двигателя и т.д.
- Нагар на свечах зажигания
При демонтаже ЦПГ могут наблюдаться проблемы, требующие срочного решения и определения причин.
Так, задиры на днище поршня возникают вследствие его перегрева, к которому, в свою очередь, могли привести нарушения процесса сгорания топливно-воздушной смеси, деформация или засорение масляной форсунки, установка поршней неправильного размера и параметров, неисправности в системе охлаждения.
Следы от ударов на днище свидетельствуют о слишком большом выступе детали, неправильной посадке клапана, отложениях масляного нагара, неподходящем уплотнении ГБЦ и др. проблемах.
К появлению трещин на днище приводят недостаточная компрессия в цилиндрах, плохое охлаждение поршня, неисправность впрыскивающей форсунки.
Поршневые кольца могут повреждаться вследствие неправильной установки поршней. В таких случаях кольца подвергаются вибрации и сильному износу в области канавок.
Радиальный износ поршней возникает вследствие избыточного количества топлива в камере сгорания: из-за сбоев в приготовлении смеси, нарушения процесса сгорания, недостаточного давления сжатия, неправильного размера выступов поршней.
Осевой износ происходит в результате загрязнения поршней продуктами износа, образующимися во время приработки двигателя.
Повреждения юбки поршня могут возникать по многим причинам. Например, вследствие ассиметричного пятна контакта, которое вызвано скручиванием и/или деформацией шатуна, большим люфтом шатунного подшипника.
Задиры, расположенные под углом, образуются из-за слишком тесной посадки поршней, ошибок при монтаже шатуна горячим прессованием, недостаточной смазки при первом пуске двигателя.
Поверхности юбки подвергаются усиленному трению из-за переобогащения топливно-воздушной смеси, ее недостаточного сжатия, неисправности пускового устройства холодного двигателя, перебоев в зажигании и т.д.
Основной причиной выхода из строя гильз является кавитация, вызванная недостаточным охлаждением, применением некачественной охлаждающей жидкости, неправильной или неточной посадкой гильз цилиндров, а также использованием неподходящих уплотнительных колец с круглым сечением.
Блестящие места в верхней части цилиндра – не что иное как масляный нагар. Он возникает вследствие неисправности некоторых деталей и проникновения масла вместе с газами во всасывающий тракт.
Возникновение вышеописанных проблем, особенно в комплексе, требует серьезного внимания и безотлагательных действий. Промедление в таких случаях грозит дорогостоящим ремонтом или полной заменой двигателя.
Как устроен поршень двигателя
Восприятие давления газов, герметизация камеры сгорания, отвод тепла и передача усилий на шатун — это основные функции поршня. Термодинамический процесс происходит именно с помощью поршня двигателя.
Высокое давление, всплески температуры и иные нагрузки — это условия, в которых приходится работать поршню. По этой причине был выбран материал, из которого производят поршень — чаще из алюминиевого сплава, редко из стали. Производят их через штамповку или литьем под давлением.
Схема поршня двигателя
Конструкция поршня включает в себя «головку» и «юбку», но считается он цельным элементом. Для определенной модели автомобиля поршень будет выглядеть по разному в зависимости от того какой тип двигателя, форма камеры сгорания и само сгорание. Поршни для бензинового и дизельного двигателя различны. Поршень бензинового двигателя имеет плоскую головку. В ней могут быть быть канавки для открытия клапанов на 100%. Поршни двигателей с простым впрыском топлива немного сложнее. В дизельном двигателе все наоборот, там выполняется непростая камера сгорания, которая создает значительное завихрение и улучшает улучшают условия для смешивания смесей.
У поршня ниже головки проходят определенные и специальные канавки для поршневых колец. Юбка похожа на конус или на простую бочку. При нагреве такая конструкция может пригодиться, потому что может компенсировать температурное расширение. В условиях, когда достигнута нужная температура поршень становится похож на цилиндр. Дисульфид молибдена, графит находится на поршень, чтобы снизить потери на трении. В юбке поршня есть приспособления для крепления поршневого пальца.
Охлаждается поршень по разному:
— масляный туман в цилиндре;
— разбрызгивание масла через отверстие в шатуне;
— разбрызгивание масла специальной форсункой;
— впрыскивание масла в определенный кольцевой канал в зоне колец;
— циркуляция масла по трубчатому змеевику в головке поршня.
Поршневые кольца соединены со стенками цилиндра. Они сделаны из модифицированного чугуна. Кольца трутся в поршне и являются самыми главными источниками трения. Потери на трение в кольцах доходит до 30% всех потерь в двигателе, обусловленных механикой.
Число и расположение колец зависит от того, какой двигатель. Самая часто встречающая схема – 2 компрессионных и 1 маслосъемное кольцо. Компрессионные кольца имеют разные формы — похожи на трапецию, бочку или конус.
Маслосъемное кольцо справляется с излишками масла с поверхности цилиндра и не дает маслу попасть в камеру сгорания. У кольца много дренажных отверстий. Некоторые конструкции колец имеют пружинный расширитель.
Соединение поршня с шатуном происходит с помощью поршневого пальца, который имеет трубчатую форму и изготавливается из стали. Как установить поршневой палец? Есть несколько способов. Для начала самы известный способ, это со способностью переворачиваться в бобышках и поршневой головке шатуна во время действия. Чтобы не смещаться его фиксируют стопорными кольцами. Намного редко используется жесткое закрепление концов пальца в поршне или в поршневой головке шатуна.
Из чего состоит поршневая группа? Из поршня, поршневых колец и пальцев.
В каталоге запчастей для автомобиля на нашем сайте можно найти все основные элементы двигателя для любого автомобиля ваз или иномарку. На сайте можно посмотреть цены в интернет каталоге, и сделать заказ на поршни двигателя.
В статье подробно рассмотрены ключевые детали автомобильного двигателя – поршень и цилиндр. Уделено внимание их конструкции, функциям, условиям работы, возможным проблемам при эксплуатации и путям их решения.
Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.
Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.
Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.
Принцип работы цилиндро-поршневой группы
Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.
Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.
Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.
Поршень включает следующие конструктивные элементы:
- Головку (днище)
- Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
- Направляющую часть (юбку)
Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.
Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.
Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.
Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.
Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.
С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.
Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.
Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).
Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.
Конструкционные материалы деталей ЦПГ
Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.
В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.
Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.
Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).
Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.
Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.
В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.
Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.
Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.
MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.
На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.
MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.
Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.
Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы
В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.
Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.
При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.
Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.
Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.
Неисправности ЦПГ и их диагностика
Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.
О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.
Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:
- На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
- Посадочные места под гильзу деформируются
- Днища поршней оплавляются и прогорают
- Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
- На теле поршней возникают различные повреждения
- Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
- Наблюдается общий износ цилиндров и поршней
Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.
Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).
В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.
Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.
Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.
Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.
Как продлить ресурс ЦПГ?
Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.
Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:
- Использовать моторное масло, одобренное автопроизводителем
- Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
- Следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать его перегрева и холодного запуска
- Регулярно проводить диагностику автомобиля
- Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы
Поршни двигателя и шатуны
Функция поршня состоит в том, чтобы действовать как подвижная пробка в цилиндре, образуя нижнюю часть камеры сгорания. Между поршнем и стенкой цилиндра имеется газонепроницаемое уплотнение, поэтому единственный способ расширения горячих газов сгорания — это принудительное опускание поршня. Это тот же принцип, что и в случае с пушечным ядром, но вместо того, чтобы вылететь на чей-то любимый пиратский корабль, поршень отталкивается от цилиндра вращающимся коленчатым валом, и цикл повторяется.
Более 60% трения внутри двигателя происходит от движения поршня в сборе, и поэтому это является основной областью внимания для повышения эффективности двигателей. Поршень все еще находится в процессе разработки и исследований, как мы вскоре увидим более подробно.
Огромные силы возникают при изменении направления движения поршня при его движении вверх и вниз. Более легкий поршневой узел обладает меньшим импульсом, тем самым прилагая меньшее усилие и позволяя двигателям с более высокими оборотами в минуту. Это означает, что существует постоянный толчок для уменьшения веса шатуна и поршня.
Поршень соединен с коленвалом через Шатун часто сокращается до стержень или шатун , Эти части вместе известны как поршневой узел , Оба конца шатуна могут свободно поворачиваться: часть шатуна, которая соединяется с поршнем, называется малый конец и конец, который крепится вокруг коленчатого вала, называется большой конец , Большой конец будет иметь вкладыши подшипников которые сводят к минимуму трение и поддерживают точный масляный зазор с штоком шатуна на коленчатом валу.Шатун разделен на две части — с пробка используется для зажима подшипника и коленчатого вала.
Детали сборки поршня
Поршень
Мощность в двигателе зависит от силы, воздействующей на верхнюю часть поршня. Эта сила определяется как площадь поршня, умноженная на давление газа. Большие поршни и более высокое давление газа обеспечат большую мощность.В целом, размер поршня ограничен конструкцией двигателя, но поршень играет жизненно важную роль в поддержании высокого давления газа путем создания газонепроницаемого уплотнения со стенкой цилиндра.
Верхняя поверхность поршня называется корона (также голова или Купол ). Существуют различные формы коронок в серийных двигателях, но обычно они бывают плоскими, выпуклыми или выпуклыми.
[Различные формы короны]
Почти все современные поршни включают рельефных клапанов которые обеспечивают зазор вокруг клапанов в верхней части хода поршня.
Корона, находящаяся в зоне непосредственного контакта с горячими газами сгорания, очень сильно нагревается. Именно эта область больше всего расширяется, и поэтому от нижней части поршня внутрь будет небольшая конусность, чтобы обеспечить больший зазор вокруг этой верхней поверхности между коронкой и верхним поршневым кольцом.
Хотя нам требуется газонепроницаемое уплотнение, нам также необходимо, чтобы поршень плавно двигался вдоль цилиндра с минимальным трением, поэтому поршню нужно немного Клиренс , Типичный поршень будет иметь зазор 0.1 мм (0,004 ”) между собой и стенкой цилиндра — это примерно ширина человеческого волоса. Чтобы сохранить этот зазор, поршень должен быть точно обработан, и сплав, из которого он сделан, будет точно определен для учета теплового расширения.
Небольшой зазор между поршнем и стенкой цилиндра перекрывается поршневые кольца , которые вписываются в канавки на поршне в области, известной как Поршневой ремень , Пространства между этими канавками называются кольцевых земель ,
Поршень прикреплен к шатуну с помощью короткой полой трубки, называемой запястье , или Шплинт , Этот запястье несет полную силу сгорания.
На поршень действуют не только вертикальные силы при сгорании, но и боковые силы, вызванные постоянно меняющимся углом шатуна. Из-за этих боковых сил поршню нужны гладкие поверхности, чтобы они могли прилегать к стенке цилиндра и держать поршень вертикально направленным.Боковые поверхности поршня известны как Юбка поршня ,
[Полная юбка против юбки-тапочки]
Есть два типа юбки. Самым основным является пышная юбка или сплошная юбка, представляющая собой классический поршень трубчатой формы. Эта конструкция до сих пор используется на грузовиках и больших коммерческих двигателях, но уже давно заменена на автомобили и мотоциклы более легкой конструкцией, известной как поршневые тапочки ,
У поршня шлепка есть часть юбки, срезанной, оставляя только поверхности, которые несут на передней и задней стенке цилиндра.Такое удаление минимизирует вес и уменьшает площадь контакта между поршнем и стенкой цилиндра, тем самым уменьшая трение.
Современные двигатели производства еще больше уменьшают трение между поршнем и стенкой цилиндра, используя поршневые покрытия с низким коэффициентом трения , похожий на тефлон в сковороде с антипригарным покрытием. Эти покрытия обычно наносятся трафаретной печатью в виде заплатки на юбке поршня, например, на графитовом покрытии на двигателе Ford Fiesta Ecoboost.
[Ford поршень]
Когда поршень нажимается на такте сгорания, он будет оказывать боковое усилие в направлении, противоположном наклонному шатуну.Направление цилиндра, на которое действует это усилие, известно как сторона тяги, и поршень, и стенка цилиндра будут испытывать больший износ в этой области.
[Диаграмма тяги]
Поршень становится невероятно горячим и должен эффективно рассеивать это тепло. Тепло от поршня идет в три места: как лучистое тепло в камеру сгорания, в стенки цилиндра через поршневые кольца и вниз по шатуну. Кроме того, многие двигатели охлаждают поршень с помощью масла, распыляемого на нижнюю часть.
Поршневые кольца
Поршневые кольца расположены вокруг поршня, перекрывая небольшой зазор между поршнем и стенкой цилиндра. Обычно на поршне три поршневых кольца, и они выполняют разные функции.
Компрессионные кольца
Два верхних кольца называются компрессионных колец (также известный как прижимных колец или газовые кольца ) и их основная роль заключается в предотвращении проникновения газов через небольшой зазор между поршнем и стенкой цилиндра.Этот проход газа через поршень в картер известен как минет и должно быть сведено к минимуму для поддержания сжатия.
Компрессионные кольца обычно изготавливаются из твердого чугуна и оказывают внешнее давление на стенку цилиндра. Это внешнее давление происходит из-за естественной упругости колец, но на такте сгорания оно дополняется давлением газа за кольцами, которое более плотно прижимает их к стенке цилиндра.
[Давление газа за компрессионными кольцами]
Важно отметить, что компрессионные кольца не оказывают бокового давления на поршень или служат для него направляющими.Канавка в поршне будет глубже, чем ширина поршневого кольца, что позволяет кольцу двигаться на масляной пленке.
Компрессионные кольца также служат для передачи тепла от поршня к стенке цилиндра, где оно рассеивается в охлаждающей жидкости, протекающей через водяные рубашки.
Эти кольца сломаны с небольшим зазором, который позволяет их устанавливать и снимать поверх поршня. Ширина этого зазор поршневого кольца будет определено производителем и может быть измерено путем размещения кольца внутри цилиндра и измерения зазора с помощью щупа.На этой иллюстрации зазоры сильно преувеличены, в действительности они будут очень тонкими — 0,2 мм или меньше.
Масляные контрольные кольца
Нижнее кольцо на поршне маслосъемное кольцо , Масло постоянно разбрызгивается на стенки цилиндров либо из отверстий в шатунах, либо из форсунок, установленных в картере. Для минимального трения нам нужна тонкая масляная пленка, а функция масляного контрольного кольца состоит в удалении избыточного масла и создании идеальной масляной пленки для скольжения компрессионных колец и юбки поршня.
Нам определенно не нужно масло в камере сгорания: присутствие масла может вызвать плохое сгорание, высокий уровень выбросов, избыточное накопление углерода на клапанах и поршне, а также синий дым — все это плохая новость для гладко работающего двигателя.
Масляное контрольное кольцо обычно состоит из двух тонких хромовых скребковых колец с проставкой между ними, которая позволяет удалять масло. Он предназначен для скольжения масла по ходу вверх и соскребания его при ходу вниз. Это известно как сегментированный дизайн.В канавке для контроля масла будут просверлены отверстия, чтобы лишнее масло легко стекало обратно в картер.
Установка новых поршневых колец
Область стенки цилиндра над верхним компрессионным кольцом не сметается кольцами и, следовательно, испытывает меньший износ. Это может привести к накоплению гребня в течение срока службы двигателя. Если новые кольца установлены на цилиндре, который не подвергался повторной зачистке, то может потребоваться кольцо с удаленной выемкой, известное как гребешок, чтобы гарантировать, что новое кольцо не соприкасается с этим ребром материала.
[Схема смещений кольца]
При установке новых колец зазоры должны быть смещены и никогда не располагаться на одной линии друг с другом, чтобы предотвратить прямой выход газов.
Булавка для запястья
Поршень прикреплен к шатуну через полую трубку из закаленной стали, известную как запястье или Шплинт , Этот штифт проходит через небольшой конец шатуна и позволяет ему поворачиваться на поршне.
Существует два способа крепления булавки для запястья. полуплавающий В устройстве штифт закреплен в шатуне, при этом он свободно вращается в отверстиях поршня. полностью плавающий штифт запястья будет свободно вращаться как на маленьком конце, так и на поршне, и будет зафиксирован с помощью стопорных колец или тефлоновых кнопок на концах штифта. Для полностью плавающего пальца на запястье внутри малого концевого отверстия будет установлена сменная втулка.
Штифт запястья может быть немного смещен в боковом направлении, а не точно отцентрирован на поршне.Это известно как со смещением запястья и используется для сокращения поперечного перемещения поршня внутри цилиндра. Избыточное движение из стороны в сторону известно как удар поршня из-за стука, который он издает.
Шатун
Шатун переносит усилие от поршня к коленчатому валу, оно постоянно подвергается растягивающим, сдавливающим и изгибающим силам, поскольку оно действует как посредник в этих двухтактных отношениях.Шатун должен быть конструктивно прочным, и не случайно он принимает форму миниатюрной стальной двутавровой балки, аналогичной его старшим братьям, держащим небоскребы и мосты. Профиль двутавровой балки обеспечивает максимальную прочность конструкции при минимальных затратах на вес, и, подобно поршню, мы хотим, чтобы вес шатуна был как можно ниже.
Требуемая прочность шатуна означает, что он изготовлен из кованой или порошковой стали. Экзотические двигатели могут иметь титановые стержни.Чугун не используется из-за его веса.
Верхняя часть шатуна, которая прикреплена к поршню, называется мелкий конец , Это не всегда имеет подшипники. От малого конца стержень проходит в форме двутавровой балки вниз до большой конец который разделен на две части, чтобы позволить ему поместиться вокруг его шейки коленчатого вала. Нижняя часть стержня называется пробка и он будет прикреплен либо шпильками или болтами к самому стержню.
Стержень теперь обычно изготавливается как единое целое, а затем колпачок стержня размечается и отламывается. Это оставляет неровную поверхность на сопряженной поверхности, но дает большую прочность. Важно, чтобы колпачки стержней не смешивались с другими шатунами — они соединены вместе.
Большой конец будет иметь вкладыши подшипников в двух половинах, эти вкладыши подшипников будут выполнены из того же материала, что и для основных журналов. Шатунные подшипники смазываются маслом, поступающим под давлением через проходы в коленчатом валу.
Во многих шатунах через них просверлено отверстие от большого конца вверх через вал до выпускного отверстия где-то вдоль их длины. Этот проход позволяет маслу проходить через шатун от большого конца и распыляться на область упора стенки цилиндра, где трение максимально.
недостатки
Поршневой шлепок
Износ в стенке цилиндра или юбке поршня может привести к слишком большим зазорам между поршнем и стенкой цилиндра.Это позволяет чрезмерное перемещение поршня из стороны в сторону. Когда поршень меняет направление в верхней и нижней части своего хода, это может привести к тому, что он постучит по стенке цилиндра, вызывая шум, известный как поршневой шлепок ,
Шлепок поршня, как правило, будет хуже, когда двигатель холодный, прежде чем поршень успел прогреться и расшириться. Это можно вылечить, обработав цилиндр и используя негабаритный поршень.
Модификации и обновления
Завышенные поршни и шатуны
Установка набора более прочных и легких рабочих шатунов и поршней создаст более сильный двигатель.Это может быть важно для турбонаддува или наддува двигателя. Переход от кованых прутков к титановой или порошковой (спеченной) стали приведет к усилению двигателя.
Поршневые покрытия
Как обсуждалось выше, недавно разработанные двигатели часто имеют покрытие с низким коэффициентом трения, наносимое на заводе на их поршни. Но эти покрытия также доступны на вторичном рынке для уменьшения трения и увеличения (или уменьшения) теплопередачи.
[Примеры покрытий]
- Покрытия наносятся на юбку для уменьшения трения между ней и стенкой цилиндра.
- Керамические покрытия могут быть нанесены на головку и предназначены для отражения тепла обратно в камеру сгорания и уменьшения количества, передаваемого в поршень.
- Нижняя сторона поршня может иметь нескользкое покрытие, известное как масляного покрытия который отталкивает масло, тем самым уменьшая вес узла и обеспечивая более эффективное охлаждение масла.
Q1: Как гарантировать качество промышленных деталей?
A1: мы сертифицированы по ISO 9001-2008. у нас есть интегрированная система контроля качества промышленных деталей. У нас есть IQC (входящий контроль качества), IPQCS (в разделе контроля качества процесса), FQC (конечный контроль качества) и OQC (текущий контроль качества), чтобы контролировать каждый процесс производства промышленных деталей.
Q2: в чем преимущества ваших деталей для промышленной продукции?
A2: Наше преимущество — это конкурентоспособные цены, быстрая доставка и высокое качество.Наши сотрудники ориентированы на ответственность, дружелюбны и старательны. Наши промышленные детали отличаются строгим допуском, гладкой отделкой и долговечностью.
Q3: какое у нас оборудование для обработки?
A3: Наше обрабатывающее оборудование включает фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, штамповочные станки
, токарные станки, токарные автоматы, нарезные станки, шлифовальные станки,
шнековые станки, режущие станки и так далее.
Q4: Какие способы доставки мы используем?
A4: Вообще говоря, мы будем использовать UPS или DHL для доставки продукции. Наши клиенты могут достичь
продуктов в течение 3 дней.
Если нашим клиентам они не нужны срочно, мы также будем использовать FedEx и TNT.
Если продукты имеют большой вес и большой объем, мы отправим их морем. Этот способ может сэкономить
нашим клиентам много денег.
Q5: Кто наши основные клиенты?
A5: HP, Samsung, Jabil Group, Lexmark, Flextronic Group.
Q6: С какими материалами вы можете обращаться?
A6: латунь, бронза, медь, нержавеющая сталь, сталь, алюминий, титан и пластик.
В7: Сколько времени занимает доставка вашей промышленной детали?
A7: Вообще говоря, нам потребуется 15 рабочих дней для обработки деталей и 25 рабочих дней для
для штамповки деталей. Но мы сможем сократить время выполнения заказа в соответствии с требованиями клиентов
, если сможем.
Заводская цена Дизельный поршень 1HZ OEM 13101-47012 для поршневых двигателей Toyota
Горячий и основной продукт
Ассортимент наших поршней
Поршни и цилиндры
Ассортимент продукции
Автозапчасти для Toyota
| ТИП ДВИГАТЕЛЯ | ПОРШОК | PIN | Характеристики поршня | |||
| Двигатель поршневой № | CYL.No. | OEM NO. | CYL.Length | DIA.Length | ||
| Поршень для 1 Гц | 4 | 13101-47012 | 88 102 | 27 74 | ||
| 27 744040 Поршень для 2J-3R | 4 | 13101-48013 | 88 102.20 | 27 74 | ||
| Поршень для 2J-4R | 4 | 13101-48013 | 88 102.20 | 27 74 | ||
| Поршень для 1-NEW -1N50 | 4 | 13101-54031 | 90 99.20 | 27 74 | ||
| Поршень для LN30 | 4 | 13101-54010 | 90 99.20 | 27 74 | ||
| Поршень для 2H-NEW | 4 | 13101-68010 | 91 102.20 | 29 74 | ||
Поршень для 2KD (DT6) (ГАЛЕРЕЯ НЕФТИ) | 4 | 13101-OL020 | 92 82.20 | 34 65 | ||
| поршень для 2L-NEW | 4 | 13101-54070 | 92 80.30 | 27 70 | нет alfin, нет стали | |
| Поршень для 2L-NEW | 4 | 13101-54070 | 92 80.30 | 27 70 | луженая, альфин, сталь | |
| Поршень для 2L | 4 | 13101-54060 | 92 86.30 | 27 74 | луженая, без альфина, сталь | |
| Поршень для 2L-NEW | 4 | 13101-54090 | 92 80.25 | 29 74 | ||
| Поршень для 2L-T | 4 | 13101-54080 | 92 86.10 | 29 74 | луженая, альфин, сталь | |
| Поршень для 11В | 4 | 13101-56060 | 95 55.50 | 32 72 | луженая, альфин | |
| Поршень для 3 л | 4 | 13101-54101 13101-54100 | 96 80.30 | 29 74 | луженая, альфин, сталь | |
| Поршень на 5 л | 4 | 13101-54120 | 99.50 80.30 | 29 74 | ||
| Поршень для 14B | 4 | 13101-58040 | 102 86.90 | 32 72 | луженая, альфин, сталь | |
| поршень для 13В | 4 | 13101-58020 | 102 104.40 | 34 84 | луженая, альфин, сталь | |
| Поршень для 3Б | 4 | 13101-58011 | 102 101.20 | 32 84 | ||
| Поршень для 2L-T | 4 | 13101-54091 13101-54080 13101-54030 13101-540 | 92 86.10 | 29 74 | луженая, альфин, сталь | |
Поршень для 15B (ГАЛЕРЕЯ НЕФТИ) | 4 | 13101-58101 13101-58091 | 108 94.50 | 900 34 73 73луженая, альфин | ||
Поршень для 2 л Ⅱ-T (ГАЛЕРЕЯ МАСЛА) | 4 | 13101-54094 | 92 86.20 | 29 74 | 29 74 | 4 | 13101-54130 | 92 80.25 | 29 74 | луженая, альфин, сталь |
| Поршень для 1Z | 4 | 13101-91300 13101-96300 | 96 94.50 | 32 77 | луженая, alfin, сталь | |
Поршень для 1KZ (ГАЛЕРЕЯ НЕФТИ) | 4 | 13101-67030 | 96 80.70 | луженая, альфин | ||
обзор
,Скачать бесплатноPiston 3d Diagram для Windows
OAAmedia 80 коммерческий
Интерактивное приложение, которое научит вас теории поршневых двигателей.
11 MeeSoft 7443 Freeware
Diagram Designer — это графический редактор для редактирования графических данных.
94 Корпорация МетаПродукты 4 Freeware
Net Activity Diagram (NAD) — это приложение для Windows 9x / NT / 2000 / ME / XP, которое контролирует ваш компьютер Int ….
1 Effexis Software 66 условно-бесплатная
Создает потоки вызовов и диаграммы последовательности UML из текстовых входов.
13 Принципиальная электрическая схема 1686 Открытый источник
Это поможет вам сделать электронные схемы и экспортировать их в виде изображений.
2 EDrawSoft 644 условно-бесплатная
Создание диаграмм в ручном режиме или с использованием бесплатных шаблонов.
6 NCH Software 8209 Freeware
Создайте визуальное представление процессов, организаций и интеллектуальных карт.
EDrawSoft 80 условно-бесплатная
Интегрируйте его в другие приложения в качестве элемента управления ActiveX для создания диаграмм.
76 10-Strike Software 195 условно-бесплатная
Сканирует вашу локальную сеть, автоматически строит графический график сети.
10 Проф. Г. Далгиш 116 Freeware
Универсальное бесплатное приложение для обучения и изучения диаграмм предложений Келлогга-Рида.
SMC 27 Freeware
Программа рассчитывает скорость поршня, вес груза, момент и кинетическую энергию.
93 Неврон, ООО 2 условно-бесплатная
Nevron Diagram Designer — это бесплатный редактор диаграмм.
tmssoftware 18 условно-бесплатная
TMS Diagram Studio может добавить возможности диаграмм и блок-схем в ваше приложение.
4 Фаршад Барахими 188 Открытый источник
Diagram Ring — это расширенный редактор диаграмм с открытым исходным кодом.
15 Программное обеспечение Moeller 226 условно-бесплатная
EASY-SOFT — графический редактор для представления принципиальной схемы.
Программное обеспечение ModelCreator 6 условно-бесплатная
Это конкурентоспособный по цене и продуктивный инструмент ER-Diagram для моделирования данных.
8 yWorks GmbH 6194 Freeware
yEd — мощный редактор диаграмм, который можно использовать для рисования диаграмм.
2 Gadwin Systems, Inc. +887 условно-бесплатная
Это мощный, но простой в использовании инструмент для создания диаграмм.
16 Visual Solutions, Inc. +774 Freeware
Язык блок-схем для создания сложных нелинейных динамических систем.
,