24Июл

Виды поршней: Типы поршней

Содержание

Типы поршней

Не буду растягивать вступление, кратко расскажу, о чем будет этот большой пост. И так речь идет о типах поршней, четырех тактные бензиновые, дизельные и двух тактные, Основная задача всех рассмотренных типов поршней, это контролировать тепловое расширение и противостоять определенной нагрузке, ниже разберемся как это решается.

 

Поршни для четырехтактных бензиновых двигателей

В современных бензиновых двигателях используют поршни с симметричной или асимметричной юбкой
с различной толщиной днища и юбки поршня.

Поршни управляемого расширения

Поршни с кольцевой вставкой, которая управляет тепловым расширением.
Вставки выполнены из серого чугуна. Главная цель этого кольца уменьшить тепловое расширение алюминиевого сплава поршня, так как чугун имеет относительно небольшое расширение и малую теплопроводность, вставка тем самым сдерживает металл сохраняя форму. Производство таких поршней более затратное, соответственно и выше цена готового продукта.

Основной недостаток, это невозможность изготовления кованного поршня, так необходимого для турбированых двигателей, большая масса поршня. Такой тип поршней больше уходит в далекое прошлое.

Авто термические поршни

Авто термические поршни, имеют разделение(пропил) между кольцевым поясом и юбкой в канавке маслосъемного кольца, юбка держится в районе бобышек. Это позволяет снизить теплопередачу от кольцевого пояса поршня к его юбке, тем самым достигается более стабильная форма юбки. Стальная вставка в районе бобышек, контролирует тепловое расширение и увеличивает прочность. Такие поршни не способны выдерживать огромные нагрузки из-за «пропила», в работе отличаются низким шумом и относятся к более современным типам.

 

Поршни Autothermatik

Действуют по такому же принципу, как и авто
термические поршни, но не имеют пропила в маслосъемной канавке. Так же имеют стальные пластины в районе бобышек. Более прочные из-за целостности кольцевого пояса и юбки, лучше выдерживают боковые нагрузки по сравнению с первым вариантом. Применяются как в бензиновых, так и частично в дизельных двигателях.

Поршни Duotherm

Чем- то похожи на авто термические, но вместо пропила в юбке имеют стальную вставку по всему диаметру. Таким образом ограничивая температурный переход от кольцевого пояса к юбке и контролирую форму по всей окружности.

Поршни с перегородками

Этот тип поршней имеет большой холодильник и узкую часто овальную форму юбки. Поршень спроектирован так что при тепловом расширении он меняет свою форму из овальной в правильную круглую.

В дополнение к такому типу поршней еще есть вариант со скошенной юбкой к вершине поршня. имеет более широкую часть юбки снизу сужаясь к кольцевому поясу.

У поршней для двигателей с очень высокой выходной мощностью (больше, чем 100 кВт/л) может быть выполнен охлаждающий канал.

 

Поршни EVOTEC®

Самый большой потенциал для того, чтобы уменьшить поршневую массу в четырехтактных бензиновых двигателях несут в себе поршни EVOTEC®, в котором прежде всего стоит отметить трапециевидные поддержки бобышек, что позволяет расположить палец особенно глубоко, близко к днищу, сократив всю длину и массу поршня. В посте Масса поршня мы уже говорили о достоинстве такого расположения пальца. Такое расположение стенок юбки позволяет очень хорошо усилить верхнюю часть бобышек имея небольшую толщину перегородок и облегчить нижнюю выполнив поршень асимметричной формы. Юбка достаточно узкая и на краях имеет прочные перегородки, переходящие к бобышкам, это тоже является большим плюсом. Такая компоновка поршня очень хорошо препятствует боковым нагрузкам, мала вероятность деформации юбки, при этом толщина юбки намного меньше чем в обычном поршне, что тоже сокращает общий вес. На всем фоне отмеченных выше достоинств поршень значительно похудел, это позволяет сделать бобышки тоньше, так как инерционная нагрузка на нижние стенки бобышек стала меньше.

Кованные алюминиевые поршни

В двигателях с очень большими удельными нагрузками — такими как турбонадув или впрыск закиси азота используют кованные поршни. Преимуществом несомненно является прочность кованного алюминиевого сплава. Выдерживают более высокую температуру и лучше противостоят детонации. Из недостатков отмечается более высокая цена, невозможность применения некоторых технологий, например, некоторые из тех что описаны выше из-за технологического процесса изготовления.

Кованный поршень для Формулы 1

В следующем посте поговорим о поршнях для двухтактных и дизельных двигателей, где нагрузки и температуры еще больше. Поршни дизельных двигателей

 

Покрытия для поршней двигателя, их преимущества и недостатки

Технологии автопроизводства развиваются стремительными темпами. Одной из главных задач разработчиков является обеспечение защиты элементов двигателя.

Для защиты таких компонентов как поршни предусмотрено использование специальных покрытий. Они бывают разного типа, в зависимости от используемых компонентов, и выполняют различные функции.

Автомобилисты закономерно интересуются, каким бывает покрытие поршней, для чего его используют и есть ли смысл в применении подобных решений.

Виды покрытия

Всего можно выделить 2 основных типа покрытия. Это молекулярные и керамические.

В первом случае привязка состава к поверхности происходит на молекулярном уровне. Во многом это напоминает металлизацию. Главным преимуществом называют способность к механическому отражению тепла. Молекулы высоких температур отталкиваются от защитного покрытия и почти его не нагревают.

Керамическое покрытие завоевало популярность за счёт превосходных изолирующих свойств. Материал способен поглощать тепло, делая это верхним слоем.

Как раз верхние слои поршней выступают как основные меры защиты. Они удерживают в себе тепло, не позволяют ему проникать глубже в структуру материала. Керамическая обработка способствует увеличению отдачи, то есть повышается мощность ДВС. Исследования наглядно показали, что прирост по мощности может составлять 4-8%.

Изолирующее покрытие, которое наносится на поршневые головки, снижает риски возникновения повреждений при детонации двигателя.

Современные термостойкие покрытия успешно реализуются на различных двигателях. В основном это форсированные моторы, силовые агрегаты гоночных машин и болидов.

Теперь стоит отдельно взглянуть на используемые в автомобильных двигателях покрытия для защиты и увеличения ресурса поршней.

Молекулярное покрытие

Как уже отмечалось ранее, молекулярное покрытие позволяет обеспечить связывание защитного слоя и поверхности поршня на молекулярном уровне. В итоге поверхность становится максимально твёрдой, отлично отражает тепло.

У каждого производителя свои запатентованные составы для создания молекулярного покрытия. Но в основном речь идёт об использовании нитрида титана. Его часто можно встретить на юбке поршня, поскольку такое покрытие даёт целый ряд эксплуатационных преимуществ.

Нет смысла углубляться в сам процесс покрытия. Обычному автомобилисту достаточно лишь знать некоторые свойства этого материала:

  • Плавление состава наступает только при температуре около 3200 градусов Цельсия. Это делает покрытие максимально термоустойчивым. Тем самым слой длительное время удерживается на внутренних поверхностях.
  • Нитрид титана также характеризуется повышенной термодинамической устойчивостью. Это крайне полезное свойство, поскольку за счёт него обеспечивается высокий уровень защиты при детонации двигателя.
  • Высокий уровень твёрдости. Это свойство передаётся на поршень, он служит дольше, надёжнее и не теряет свои эксплуатационные характеристики.

Учитывая всё выше сказанное, нитрид титана действительно эффективен и полезен в качестве протекторного покрытия для поршней двигателя.

Керамическое покрытие

Керамика уже обладает несколько иными свойствами. Это изолирующий материал. То есть керамика может поглощать тепло в слоях, которые находятся возле поверхности.

Используя керамический слой на поршне, создаётся высокоэффективный изолятор. Он удерживает на себе тепло и не позволяет ему проникать вглубь материала. За счёт тепла внутри двигателя применяемое покрытие из керамики для поршней способствует увеличению внутреннего давления. Это ведёт к созданию дополнительного усилия на поршни, и в итоге наблюдается прирост мощности.

Эксперты проводили испытания, тестируя гоночные силовые агрегаты. В среднем на них отмечался прирост по мощности в пределах от 4 до 8%.

Применение молибдена

Как и в случае с использованием титанового покрытия, молибденовые составы обеспечивают защиту от сильного перегрева. Материал способен снизить сопротивление стенок блока цилиндров. В итоге на стенках не образуются царапины и задиры.

Автовладелец при желании или необходимости может самостоятельно обработать детали ДВС с помощью молибденового протекторного состава.

Есть в продаже продукция, разового применения которой хватает для езды в течение нескольких лет или до пробега в 50 тысяч километров. У производителя предусмотрена чёткая инструкция, которую важно строго соблюдать.

Антифрикционные покрытия

Использование антифрикционных покрытий для поршней актуально для достаточно серьёзного тюнинга двигателя.

Антифрикционные составы не защищают от термической нагрузки, а используются как смазка длительного действия для элементов цилиндропоршневой группы.

В основном встречаются антифрикционные составы на основе графита или тефлона.

Про тефлоновый слой мнение совершенно разное в обществе автолюбителей. Многие сравнивают тефлоновое покрытие для деталей двигателя и тефлон, который наносится на сковороды. В действительности здесь есть своя логика. Тефлон не обладает высоким уровнем стойкости к повышенным температурам. А двигатель работает только в таких условиях.

Применение тефлона является скорее временным. Материал имеет отличные антифрикционные свойства. Актуально использовать на новых моторах в период притирки. Обычно слой тефлона наносится ещё с завода автопроизводителем. Поскольку материал отличается повышенным скользящим эффектом, это позволяет деталям двигателя лучше и быстрее приработаться. Затем слой тефлона попросту сгорает, не нанося никакого вреда внутренним компонентам ДВС.

Графитовое напыление выполняет аналогичные функции. То есть это состав для применения на ранних этапах тюнинга. Устанавливая новые компоненты мотора, либо полностью меняя двигатель, внутренние поверхности обрабатывают графитовыми составами. Они ускоряют приработку поршней и стенок цилиндров. В итоге элементы лучше скользят, не появляются задиры, царапины. Правильная приработка деталей играет огромную роль в создании оптимальной работы силового агрегата.

В чём преимущества

Спорить с эффективностью поршней, покрытых специальными составами, бессмысленно. Это давно доказано и подтверждено фактами.

Применяя подобные решения, можно добиться следующих преимуществ:

  • улучшается взаимная работа трущихся поверхностей;
  • ускоряется притирка и приработка поршня и цилиндра;
  • обеспечивается защита от высокотемпературных перегрузок;
  • снижается уровень вреда поршню при детонации двигателя;
  • создаётся защитный слой, способный справиться с длительной высокотемпературной нагрузкой.

Добиться таких преимуществ можно, использовав подходящий вариант покрытия поршней. Наносятся они своими руками либо с помощью специалистов.

Стоит ли использовать

Это главный вопрос, на который каждый автомобилист должен ответить сам.

Польза и эффективность специального покрытия находится вне всякого сомнения. Но проблема в том, что нанесение такого слоя процедура достаточно дорогая и сложная, требующая демонтажа мотора и его разборки.

В настоящее время покрытие поршней получило наиболее широкое распространение в гоночных автомобилях, на спортивных машинах и на авто, которые являются серьёзным тюнинг-проектом с прицелом на максимальное увеличение мощности. Чтобы справиться с такими нагрузками, поршню нужна дополнительная защита. И протекторные покрытия с этим прекрасно справляются.

Что же касается гражданского транспорта, то здесь потребности в подобных мерах нет. Для начала учтите, что автопроизводители на этапе сборки уже вносят специальное покрытие, необходимое для эффективной приработки деталей. Наносить его повторно уже не имеет смысла. А доработка путём обработки нитридом титана или керамикой крайне дорогая и технически сложная. Обычные автомобили не работают при таких нагрузках, чтобы нуждаться в подобной защите.

Компрессионные и маслосъемные кольца поршней двигателя. Как работает и почему изнашивается? | SUPROTEC

Всё это стало возможным благодаря постоянному совершенствованию цилиндро-поршневых групп, и в частности самих поршневых колец, от которых зависит стабильная и эффективная работа силового агрегата и возможность максимально продлить его ресурс.

Виды и назначение колец поршней двигателя

Эти детали представляют собой разомкнутые кольца, имеющие так называемые «замки». Они устанавливаются на внешнюю часть поршней в двигателях внутреннего сгорания. Главными их задачами являются:

  • обеспечение герметичности самой камеры сгорания;
  • удаление излишек тепла от деталей, в частности от поршня;
  • создание условий для минимального расхода моторного масла.

По видам различают компрессионные и маслосъёмные кольца.

Компрессионные кольца. В свою очередь они делятся на верхние и нижние. Первые обеспечивают предварительную герметичность системы, а вторые – финишную герметичность работающего силового агрегата, когда газы уже прошли через верхние и промежуточные. В итоге отработанные газы не попадают в картер, уходят в выхлопную систему без всяких примесей, а двигатель работает равномерно, чётко и стабильно.

Маслосъёмные кольца предназначены для удаления излишек моторного масла с поверхностей цилиндров. Они с одной стороны удаляют лишнее масло, а с другой оставляют тончайший слой масляной плёнки, для того чтобы максимально минимизировать силу трения между поршнями и цилиндрами.

Как компрессионные кольца двигателей, так и маслосъёмные могут быть изготовлены из следующих материалов:

  • ковкого и пластичного чугуна – материала, который благодаря своей пористой структуре отлично удерживает масло, что, в свою очередь значительно снижает износ цилиндров;
  • хромированного чугуна – материала, обладающего повышенной степенью устойчивости, но требующего прецизионной точности обработки;
  • маркированной нержавеющей стали, обладающей аналогичными с чугуном характеристиками, которая производится по более простой, а значит и более дешёвой технологии;
  • молибденового чугуна – дорогого материала, но при этом обеспечивающего наивысшую степень износоустойчивости, как правило, такие детали используются в элитных или уникальных сверхскоростных авто.

При изготовлении каждое изделие получается путём максимально точной резки трубы из чугуна или стали. При этом заготовка используется с сечением овальной формы. Именно такая форма обеспечивает необходимую эпюру давления на цилиндр, что обеспечивает гарантию полного прилегания детали и её надёжную приработку. Если бы в качестве заготовки была бы использована труба с круглым сечением, то готовые изделия попросту бы не прилегали в местах у замков.

Кольца, установленные в канавках, разворачиваются таким образом, чтобы был образован угол между замками. Для трёх колец величина этого угла составляет 120°, а при двух – 180°.

В итоге получается, что эпюры давлений не совпадают, что обеспечивает равный износ по диаметру. Кроме того, таким образом обеспечивается так называемый «лабиринт», который снижает прорыв отработанных газов. Ранее для обеспечения равномерного угла между деталями на каждой из них были предусмотрены специальные фаски. Сегодня снижения силы трения добиваются посредством выпуска более тонких деталей, но при этом всё равно изделия выпускаются с ориентацией для установки.

Поломку легче предупредить, чем устранить. Используйте присадку для восстановления нормальной работы поршней и колец.

Основные неисправности и способы их устранения

Надо понимать, что поршневые компрессионные кольца, равно как и маслосъёмные являются расходными деталями, которые на определённом этапе времени требуют замены. Во время эксплуатации они подвергаются трению о поверхности цилиндров, высоким температурам, различным химическим воздействиям, например серы, что особенно характерно для дизельных двигателей.

В качестве основных причин возникновения неисправностей, связанных с этими деталями можно назвать потерю упругости из-за нарушений режима обкатки или использования неоригинальных колец низкого качества. Из-за плохого прилегания и прорывов горячих газов кольцо попросту «садится», чем ещё больше усугубляет проблему. Надо понимать, что эти детали всегда находятся в экстремальных условиях – на них постоянно действуют ударные нагрузки от искровой детонации, которые вызывают вибрацию кольца в канавке. В свою очередь это приводит к тому, что увеличивается зазор компрессионного кольца, а, следовательно, растёт вероятность поломок этой детали. Всё это ещё раз подтверждает тот факт, что кольца надо менять.

На практике эти детали могут «ходить» до 500 тыс. и, наоборот, гораздо раньше изнашиваться. Всё зависит от стиля вождения, качества используемого топлива и моторного масла, стабильности и качества подготавливаемой воздушно-топливной смеси, своевременного обслуживания авто и многих других причин. Только вот, когда наступает это самое время замены, по каким признакам можно определить превышение допустимой степени износа, и можно ли максимально отложить ремонт? Эти вопросы возникают у автолюбителей чаще всего.

В технической документации на автомобиль каждый производитель указывает величину пробега, при которой требуется замена маслосъёмных и компрессионных колец поршня. Величины пробега для машин отечественного автопрома обычно находятся в пределах порядка 150 тыс. км, а для автомобилей ведущих мировых брендов – порядка 300 тыс. км. Эти цифры носят рекомендательный характер.

По каким внешним признакам можно определить, что нужна замена поршневых колец и замена компрессионных колец?

Ответ на этот вопрос не такой простой, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что внешние признаки неисправностей цилиндро-поршневых групп практически одинаковы, поэтому определить конкретную неисправность без «вскрытия» нереально. Общий подход такой. Если тяга резко уменьшилась, а нажатие на педаль газа не даёт достаточного ускорения, если мотор плохо запускается «на холодную» или даёт сбои при запуске «на горячую». Если замечено, что расход топлива увеличился, а из выхлопной трубы валит сизый или чёрный дым, то это свидетельствует об имеющейся неисправности. Потеря мощности говорит о снижении компрессии, сизый дым – повышенный расход масла, чёрный дым – перелив топлива. И не обязательно в этих случаях виноваты кольца.

В этих случаях вначале пытаются устранить проблему путём выставления правильного угла опережения зажигания, проверки и при необходимости замены свечей, диагностики работы датчика температуры охлаждающей жидкости, лямбда-зонда, другой электроники, отвечающей за подготовку смеси и правильную работу двигателя.

И только когда точно выявлено, что виновата поршневая группа, то приступают к ремонту, связанному с разборкой двигателя. При этом если автомобиль с большим пробегом, кроме устранения основной неисправности в случае большого износа колец, меняются и они.

Поломку легче предупредить, чем устранить. Используйте присадку для восстановления нормальной работы поршней и колец.

Основными неисправностями этих элементов можно назвать следующие:

– выламывание перегородок между канавками;

– заклинивание в канавках – наиболее часто встречающаяся проблема;

– вертикальные задиры;

– повышенный износ верхних компрессионных колец;

– следы диагонального контакта на юбке поршня;

– вымывание материала поршня в месте отверстия поршневого пальца;

Что касается признаков неисправности поршневых колец (ПК) и способов устранения, то нагляднее будет увидеть их в таблице:

Наименование неисправности

Признаки/причины

Способы устранения

Выламывание перегородок между канавками ПК

Повышенный расход масла/Повышенное давление в камере сгорания, сильно увеличенная степень сжатия, слишком раннее зажигание.

Устранение причин, замена деталей, возможная замена ПК

Заклинивание ПК в канавках – закоксовывание

Повышенный расход масла, потеря мощности/Слишком высокая температура сгорания смеси, возможно заклинивание поршня

Регулировка зажигания, регилировка топливно-воздушной смеси, замена повреждённых деталей

Вертикальные задиры на ПК и юбке поршня

Повышенный расход масла/Абразивные материалы в масле

Очистка масляных каналов, замена масляного и воздушного фильтров. При повторном проявлении – замена ПК

Повышенный износ верхних компрессионных колец

Перерасход масла, потеря мощности/Вымывание топлива из канавок ПК

Проверка системы впрыска, замена ПК.

Следы диагонального контакта на юбке поршня

Повышений шум двигателя/Изгиб или перекос шатуна, «плавание» коленвала

Замена неисправных деталей, замена ПК

Вымывание материала поршня в месте отверстия поршневого пальца

Повышенный шум в двигателе, перерасход масла/Неправильная установка или поломка стопорных колец

Регулировка, устранение несоосности пальца и коленвала, замена поршней и, соответственно, ПК

Доказано, что износ поршневых колец прямо пропорционален запылённостью воздуха, который поступает в цилиндр. Заклинивание и закоксовывание колец случаются из-за скопления в канавках сажи, что является следствием применения некачественных моторных масел, несоблюдением сроков их замены, длительная езда с повышенным перерасходом масла из-за порванных или «задубевших» манжет клапанов. Часто возникают эти проблемы сразу после неправильного монтажа маслосъёмных колец при их замене. Есть вообще экзотические случаи неисправностей и просто поломок колец. Например, езда на растительном масле вместо качественной солярки.

Можно ли избежать ремонта?

Может показаться, что всё очень удручающе – лезть внутрь двигателя для замены колец долго, сложно и недёшево. Однако есть выход. Сегодня на вопрос, можно ли избежать замены колец в случаях их закоксовывания, отвечает автохимия. Многие производители выпускают специальные средства, которые предназначены для решения этих проблем. Средства являются быстродействующими. Они способны возвращать подвижность кольцам, очищать цилиндры, поршни, камеры сгорания, выравнивать компрессию, снижать уровень вредных выхлопов.

Все они делятся на две группы. Первая – присадки в топливо, которые обеспечивают так называемую «мягкую» раскоксовку – очень простой способ, который обычно соединяется с заменой масла и масляного фильтра. Второй – средства для «жёсткого» способа, который рекомендуется для применения продвинутым автомобилистам или в условиях СТО.

Практика показывает, что использование этих средств при перегревах двигателя, появлении «дымления», повышенном расходе моторного масла, в подавляющем большинстве случаев решает проблему и исключает дорогостоящий ремонт.

Вывод простой. Если появилась проблема, то не надо сразу спешить заменять кольца или пытаться ремонтировать двигатель, ведь можно попытаться её устранить с помощью химической «раскоксовки» или использовать восстанавливающий триботехнический состав «СУПРОТЕК».

Поршни тормозного суппорта: типы и обслуживание.

В автомобиле довольно много мелочей, которым мы редко придаем значение. Обычно работает правило «работает — и ладно», и с этим трудно спорить. Ведь с одной стороны, то что сделано и установлено в фабричных условиях практически никогда невозможно воссоздать в кустарных, но с другой — любой, пока отлажено работающий механизм, требует профилактики и смазки. И поршень тормозного суппорта — одна из подобных мелочей. Кроме того, успокаивает тот факт, что сегодня купить поршень суппорта не составляет проблемы — масса магазинов и доступные цены упрощают взгляд на данный вопрос. Но терять бдительность может оказаться себе дороже.

Поршень располагается в самом суппорте, защищен от внешней среды резиновыми пыльниками, имеет полированную поверхность и, вообще-то, при правильном уходе может служить сотни тысяч километров пробега. Поэтому регулярно инспектируя состояние этих уплотнителей можно вообще не сталкиваться с проблемами узла.

Какого типа поршни суппорта существуют и как материал изготовления влияет на ресурс данных деталей?

  • Металлический поршень

Один из самых популярных материалов для производства цилиндра. Как правило, сверху элемент хромируется для защиты металической поверхности от ржавчины, а также для снижения сопротивления во время поступательного движения поршня. Минусы такого решения проявляются тогда, когда попавшая под пыльник влага или грязь разрушают хромированный слой, и металл стремительно начинает ржаветь.

  • Феноловый поршень

Цилиндр изготавливается из феноловой смолы, сродни той, которая добавляется в состав органической колодки. Такая субстанция славится хорошей стойкость к температурным нагрузкам, почему и была выбрана за основу. Чаще всего, встречается на моделям американского рынка. К плюсам эбонитовых поршней можно отнести то, что они не ржавеют, а также являются плохим проводником тепла.  Минус — чувствительны к механическим повреждениям, которые неизбежны после длительных и интенсивных нагрузок.

  • Поршень из нержавеющей стали.

 Хорошая альтернатива алюминиевым и чугунным цилиндрам, основным плюсом которых есть стойкость к коррозии. Чаще встречаются, как кустарно произведенные аналоги штатным металлическим.

Поводя итог, скажем, что материал изготовления поршня вопрос второстепенный, если обслуживание суппортов проводится своевременно. Да, встречаются модели с фабрично-проблемными механизмами (VW Touareg 1, Jeep Grand Cherokee и т.д.), но это быстрее исключение из правил, нежели само правило. Поэтому при каждой замене колодок — придирчивая инспекция пыльников и износа колодок, в случае необходимости установка ремкомплекта тормозного суппорта и/или поршня, и так до следующей контрольной точки 

More Pistons [Разные виды поршней] v1 [0.14.x] — Скрипт для Minecraft PE / Майнкрафт

Создатель: wilco375

Мод добавляет 5 новых видов поршней, которые могут двигать свою уникальную длину блоков. В версии 0.14 существует все редстоун предметы, но нет поршней. А этот мод не только добавит обычный и липкий поршень, но ещё разнообразит возможности создания крутых схем и механизмов.

Блоки можно двигать в разных направлениях, как вам угодно. Пробуйте экспериментировать и искать новые пути.

Как найти?

Вы можете скрафтить (список рецептов ниже) поршни, а также отыскать их в одной из вкладок инвентаря Творческого режима.

Обычные поршни

Слева 2 простых поршня: один обычный, а другой липкий. Справа уже активированные поршни: один двигает неограниченное количество блоков, а другой двигает и забирает обратно один блок.

Двойные поршни

У этих поршней некое двойное расширение. Обычный двигает два блока, другой делает тоже самое, но т.к. это липкий поршень, то он забирает один блок с собой.

Тройные поршни

Эти поршни могут двигать три блока.

Четверные поршни

Здесь тоже самое. Вот только эти поршни двигают четыре блока.

Ультра поршень

И напоследок — липкий поршень, который может двигать и главное забирать с собой все те блоки, которые сдвинул до этого.

Рецепты крафта

  • Поршень (обычный) (199) – 5 древесины + 2 булыжника + 1 золотой слиток + 1 красная пыль
  • Липкий поршень (200) – 1 рычаг + 1 слизь
  • Двойной поршень (202) – 2 обычных поршня
  • Двойно липкий поршень (203) – 2 липких поршня
  • Тройной поршень (204) – 3 обычных поршня
  • Тройной липкий поршень (205) – 3 липких поршня
  • Четверной поршень (206) – 4 обычных поршня
  • Четверной липкий поршень (207) – 4 липких поршня
  • Ультра поршень (208) – 8 слизи + 1 поршень
  • Расширение поршня (201) — в Творческом режиме
  • Фейковый красный блок (209) — в Творческом режиме

Внутритрубная очистка и обследование

Главная / Услуги / Внутритрубная очистка и обследование

Трубопроводы — вне зависимости от транспортируемого продукта — должны иметь чистую внутреннюю поверхность. Чистая внутренняя поверхность гарантирует хорошие рабочие параметры. Хорошие рабочие параметры, в свою очередь, обеспечивают эффективность трубопровода, что в конечном итоге ведет к снижению материальных затрат.

 

Виды очистных работ

С помощью очистных поршней выполняются все виды очистных работ:

Очистка после сооружения. Вынос из трубопровода строительного мусора и идентификация вмятин.

Очистка перед инспектированием. Обеспечение наилучших результатов инспектирования.

Профилактическая очистка. Вынос агрессивных отложений из продукта с целью свести к минимуму коррозию.

Очистка по рабочим показаниям. Вынос сопутствующих отложений, создающих сужения, в частности, освобождения от песка и глины, парафина и пр., с целью поддержания проектной скорости потока.

Парафин Песок и глина Парафин

Очистные поршни представляют собой очень гибкое в применении оборудование, которое легко адаптировать к конкретным задачам, а полиуретановые диски и манжеты с предельно высокой износостойкостью позволяют производить очистные работы почти в любой среде.

Типы очистных поршней

Применяемые «ПСО «Нефтегаздиагностика» очистные поршни прекрасно зарекомендовали себя по эффективности внутритрубной очистки. Очистные поршни сконструированы таким образом, чтобы достигались оптимальные результаты очистки при любых обстоятельствах и условиях трубопровода, например, при наличии стандартных (R=3D) или узкопроходимых (R=1,5 D) колен, присутствии разнообразных видов загрязнений, таких как тяжелые отложения, парафин, окалина и др.

«ПСО «Нефтегаздиагностика» применяет:

  • Очистной поршень поролоновый (пенополиуретановый) литой — Рис.1.
 Рис. 1 Поролоновый поршень
  • Очистные поршни с манжетами.
  • Очистные поршни с дисками.

В распоряжении «ПСО «Нефтегаздиагностика» имеются очистные поршни размером от 4 до 14 дюймов — на одном сквозном болте и от 6 до 56 дюймов — многоболтовые поршни с 2-мя направляющими и 4-мя уплотнительными дисками (Рис.2) или с 2-мя манжетами вместо направляющих дисков.

Рис. 2. Многоболтовый поршень для протяженных
участков с дисками и калибровочной пластиной

Для протяженных участков рекомендуется использовать поршни длительного пробега (рис.2). Поршни этого типа оснащены 4-мя манжетами или 4-мя направляющими дисками и четырьмя уплотнительными дисками.

Очистные поршни с передатчиком для обнаружения поршня — трансмиттером (рис.3) представлены в диапазоне 4-12 дюймов в виде поршня-передатчика или сцепки из очистного поршня и поршня-передатчика; от 14 дюймов и больше — со съемным передатчиком, который монтируется с помощью переходного фланца, о чем будет подробнее сказано далее. Все очистные поршни могут использоваться как на подземных (подводных), так и на наземных трубопроводах. Передатчик позволяет проследить маршрут движения поршня и, в случае необходимости, укажет место застревания. Срок работы трансмиттера 175-250 часов.

Выбор очистных поршней

Поршни с дисками идеально подходят для осушки, ввода в эксплуатацию трубопровода и дозирования продукта, а также для общих очистных работ. Поршни в стандартном исполнении являются двунаправленными и обеспечивают высокую степень очистки.

Направляющие диски изготовлены из износостойкого полиуретана большой прочности. Они обеспечивают центровку поршня в трубопроводе, несут на себе вес поршня и счищают грязь со стенок трубопровода.

Уплотнительные диски по размеру больше направляющих и сделаны также из износостойкого полиуретана высокой прочности. Назначение уплотнительных дисков — создавать перепад давления, для этого они должны герметично прилегать к стенкам трубопровода. Также уплотнительные диски выносят из трубопровода скопившуюся грязь, пыль, парафин и посторонние предметы.

Поршни с манжетами являются однонаправленными. Они идеально подходят для применения в условиях низкого давления. Поршни этого типа рекомендуется запускать одними из первых, особенно в тех случаях, когда трубопровод на протяжении длительного времени не чистился, соответственно, не известно, какой объем грязи скопился внутри него. Риск застревания такого поршня в трубопроводе минимален благодаря низкой очистной способности такого поршня, а также эффекту «подпрыгивания» манжет.

Оснастка очистных поршней

В зависимости от степени загрязненности трубопровода очистные поршни можно оснащать разнообразными приспособлениями, такими как:

  • калибровочная пластина (рис.2)
  • насадка-паук
  • щетки
  • магниты
  • передатчик для обнаружения поршня (трансмиттер)
  • клапан давления

При необходимости указанные выше принадлежности можно комбинировать друг с другом.

Рис. 3. Очистной поршень с трансмиттером, щетками и магнитами.

Калибровочная пластина

Калибровочная пластина несет первичную информацию о наличии в трубопроводе крупных сужений и о возможности беспрепятственного прохождения по трубопроводу для последующих поршней. Обычно калибровочная пластина используется только при первом и втором пропусках поршня.

Насадка-паук

Насадка паук создает турбулентность, что препятствует накоплению грязи и парафина впереди поршня.

Щетки

Поршень со щетками очень эффективно счищает твердые отложения со стенок трубопровода.

Магниты

Поршень с магнитами собирает и выносит из трубопровода металлический мусор, например, сварочные электроды, распорки, болты и т.д. Высокая степень очистки достигается благодаря использованию мощных магнитов.

Передатчик для обнаружения поршня

Очистные поршни можно оснастить передатчиком для их обнаружения. Трубы с большой толщиной стенки, трубы из нержавеющей стали и даже трубопроводы с двойной стенкой не являются помехой для работы передатчика. Передатчик используется как ориентир для обнаружения места застревания поршня или для определения точного времени прохождения поршня через заданную отметку.

Передатчик посылает низкочастотные сигналы. Эти сигналы проходят через стенку трубы и слой грунта глубиной до 8 метров и улавливаются электронным приемным устройством EPD II в радиусе 10 м

Клапан давления

Если в результате застревания поршня давление в трубопроводе повышается, клапан открывается и движение потока восстанавливается.

Характеристики деталей поршней

Поршни, применяемые для очистки, калибровки и дозирования продукта, изготовлены из материалов согласно приведенной ниже спецификации (это касается конкретной модели/конфигурации):

Направляющие диски

  • В составе материала преимущественно — полиуретан с высокой износостойкостью.
  • Твердость по Шору А : 85 +/- 5
  • Механические свойства приведены в табл. 1.

Уплотнительные диски

  • В составе материала преимущественно — полиуретан с высокой износостойкостью. Твердость по Шору А : 65 +/- 5.

Манжеты

  • В составе материала преимущественно — полиуретан с высокой износостойкостью. Твердость по Шору А : 85 +/- 5. Механические свойства приведены в табл.1.

Таблица 1

Механические свойства полиуретана

        Направляющие диски, манжеты Уплотнительные диски
 
     PUR-ME85A-1161  PUR-ME65A-1161
Свойства: Единицы измерения  Испытания по стандарту  Значение  Значение
Твердость по Шору  Шор А  DIN 53 505  85(+/-5)*  65(+/-5)*
Плотность  г/см3  DIN 53 479  1,247  1,242
Прочность на разрыв  Н/мм2  DIN 53 504  > 40  > 30
Предельное удлинение  %  DIN 53 504  > 450  > 400
Упругость  %  DIN 53 512  30  60
Сопротивление развитию трещин при надрыве  Н/мм  DIN 53 515  > 40  > 20
Прочность на истирание  Мм3  DIN 53 516  < 30  < 25
Остаточная деформация при сжатии  %  DIN 53 517
20%, 20 C, 72 час
20%, 70 C, 24 час

15
15

10
30

Температурный диапазон ºC  

от –40 до +70

Промежуточные диски — полиуретан

Калибровочные пластины — сплав из алюминия: AlMg3

Корпус поршня

Все металлические части поршня (корпуы, насадка-паук) изготовлены из стали St. 37/St. 52. Носовой бампер изготовлен из металла или полиуретана.

Щетки

  • Щетка-кольцо: холоднотянутая стальная проволока
  • Щетки на пружинной основе: холоднотянутая стальная проволока, крепятся на круглых пружинах

Магниты

Постоянные спеченные ферромагниты, заключенные в корпус из нержавеющей стали.

 

Поршни

В зависимости от задач, для которых используется шприц, поршень может иметь различную конструкцию и быть изготовлен из различных материалов.


Поршни для шприцев Microliter

Классический поршень для шприцев серии Microliter изготовлен из нержавеющей стали и вручную подогнан к цилиндру для обеспечения наиболее герметичного соединения. При использовании для дозирования жидкостей, исключающих наличие кристаллических частиц, такие поршни имеют практически неограниченный срок службы. Однако, в случае износа или повреждения, поршни не подлежат замене, поскольку размеры поршня индивидуально подобраны для каждого цилиндра.


Поршни для шприцев Microliter 7000 серии

Шприцы этой серии позволяют дозировать ультрамалые малые объемы, от 0,5 до 5 мкл, поэтому имеют особенное строение поршня — конструкцию «поршень в игле». Поршень имеет удлинение в виде тонкой проволоки, которая занимает всю длины иглы. Такое решение позволяет избежать проблемы мертвого объема.


Поршни для шприцев Gastight

Для шприцев Gastight существует несколько видов поршней в зависимости от назначения шприца. Поршни выполнены из нержавеющей стали или алюминия и имеют наконечник из полимерного материала. Традиционно наконечник выполнен из ПТФЭ, но для специфических задач возможно исполнение из других материалов. Поршни шприцев Gastight могут быть использованы как для ручного, так и автоматического ввода жидких или газообразных проб. Для шприцев с объемом дозирования от 10 мкл до 100 мл поршни являются взаимозаменяемыми.

Поршни для ручного ввода имеют два исполнения: со стандартным выпуклым наконечником и с наконечником с нанесенной резьбой. Шприцы для ручного ввода с объемом дозирования менее 1 мл имеют поршень из нержавеющей стали; шприцы с объемом 1 мл и более имеют поршень, покрытый ПТФЭ, в наконечнике которого сделано резьбовое отверстие, что позволяет использовать эти шприцы в автоматических устройствах дозирования.

 


Шприцы с усиленным поршнем

Для изготовления шприцев малых объёмов требуется исключительно тонкая проволока. При активном использовании проволока поршня может изгибаться и даже ломаться. В таких случаях к использованию рекомендуются шприцы с усиленным поршнем. Версии с усиленным поршнем доступны для шприцев Microliter (серия 800) и Gastight (серия 1800).


Поршень Х-типа

Поршень используется для шприцев с объемом дозирования 500 мкл и менее, предназначенных для установки в автоматические шприцевые насосы. Специальный наконечник позволяет останавливать насос точно на нулевой отметке, тем самым предотвращая повреждение окончания тонкой проволоки поршня.


Поршень ХР-типа

Поршень используется для шприцев модульных шприцевых цифровых насосов ХР-3000 и имеет стоппер для предотвращения повреждения окончания поршня. Поршень предназначен для шприцев половинного объема с длиной цилиндра — 30 мм.


Поршень XL-типа

Поршень используется для шприцев модульных шприцевых цифровых насосов ХL-3000 и имеет стоппер для предотвращения повреждения окончания поршня. Поршень предназначен для шприцев полного объема с длиной цилиндра — 60 мм.


Поршень ХВ-типа

Поршень отличается наличием стоппера и внутреннего вкладыша. Наличие вкладыша продлевает срок службы окончания поршня, способствует правильному выравниванию поршня и уменьшает крошение поршня при контакте со стеклом.

Что такое поршень? — Определение, детали и типы

Что такое поршень?

Поршень — это компонент поршневых двигателей, поршневых насосов, газовых компрессоров, гидроцилиндров и пневматических цилиндров, а также других подобных механизмов. Это движущийся элемент, заключенный в цилиндр и герметичный за счет поршневых колец.

В двигателе его цель — передавать усилие от расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал через шток поршня и / или шатун.В насосе функция обратная, и сила передается от коленчатого вала к поршню с целью сжатия или выброса жидкости в цилиндр. В некоторых двигателях поршень также действует как клапан, закрывая и открывая отверстия в цилиндре.

Поршень — это движущийся диск, заключенный в цилиндр, который герметизирован поршневыми кольцами. Диск движется внутри цилиндра, когда жидкость или газ внутри цилиндра расширяются и сжимаются. Поршень помогает преобразовывать тепловую энергию в механическую работу и наоборот.

По этой причине поршни являются ключевым компонентом тепловых двигателей. Поршни работают, передавая выходное усилие расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал, который передает вращательный момент маховику. Такая система известна как поршневой двигатель.

Поршень должен следовать циклическому процессу, чтобы он постоянно преобразовывал тепловую энергию в работу, и есть много способов завершить этот цикл. Например:

  • Подводя тепло к газу внутри цилиндра, газ расширяется, увеличивая объем в цилиндре и обеспечивая полезную работу.
  • За счет отвода тепла от цилиндра давление газа будет уменьшаться, что облегчит его сжатие.
  • Подавая работу поршню, поршень сжимается обратно в исходное состояние, готовый к повторному выполнению цикла.

Схема частей поршня

Части поршня

Части поршня

Поршень, как движущаяся часть камеры сгорания, выполняет задачу преобразования этой высвобождаемой энергии в механическую работу. Основная конструкция поршня представляет собой закрытый с одной стороны полый цилиндр с сегментной головкой поршня с кольцевым ремнем, выступом пальца и юбкой.

Основные части поршня и их функции:

  • Поршневые кольца
  • Юбка поршня
  • Поршневой палец
  • Головка поршня / Корона
  • Шатун
  • Подшипники поршня

1. Поршневое кольцо

Поддержание поршневых колец сжатие газа между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца герметизируют цилиндр, чтобы газообразные продукты сгорания, образующиеся во время воспламенения, не попадали в отверстие между поршнем и цилиндром.

В типичном автомобильном двигателе обычно бывает 3 типа поршневых колец:

  • Компрессионное кольцо : это верхнее кольцо, ближайшее к камере сгорания. Его еще называют газовым или напорным кольцом. Кольцо предотвращает утечку продуктов сгорания. Компрессионные кольца также помогают передавать тепло от поршня к стенкам цилиндра.
  • A Грязесъемное кольцо — поршневое кольцо с конической поверхностью, расположенное в кольцевой канавке между компрессионным кольцом и масляным кольцом.Грязесъемное кольцо используется для дополнительной герметизации камеры сгорания и очистки стенки цилиндра от излишков масла. Горючие газы, проходящие через компрессионное кольцо, задерживаются грязесъемным кольцом.
  • Масляное кольцо — поршневое кольцо, расположенное в кольцевой канавке, ближайшей к картеру. Масляное кольцо используется для вытирания излишков масла со стенок цилиндра во время движения поршня. Излишки масла возвращаются через кольцевые отверстия в масляный резервуар в блоке цилиндров.

Подробнее о: Что такое поршневое кольцо?

2.Юбка поршня

Юбка поршня относится к цилиндрическому материалу, закрепленному на круглой части поршня. Деталь обычно изготавливается из чугуна из-за его превосходной износостойкости и самосмазывающихся свойств. Юбка содержит пазы для крепления поршневого маслосъемного кольца и компрессионных колец. Юбки поршней доступны в различных исполнениях для конкретных применений.

Существует два основных типа юбок поршней:

  • Полная юбка : также известна как сплошная юбка.Пышная юбка имеет трубчатую форму. Он обычно используется в двигателях больших автомобилей.
  • Юбка тапочка: Тип юбки поршня используется для поршней мотоциклов и некоторых автомобилей. Часть юбки срезается так, чтобы на стенке цилиндра остались только задняя и передняя поверхности. Это помогает снизить вес и минимизировать площадь контакта между стенкой цилиндра и поршнем.

3. Поршневой палец / поршневой палец

Поршневой палец также известен как поршневой палец или поршневой палец, который используется для соединения поршня с шатуном и обеспечивает подшипник для поворота шатуна в качестве поршня. движется.

В очень ранних конструкциях двигателей, включая те, которые приводятся в действие паром, и во многих очень больших стационарных или судовых двигателях поршневой палец расположен в скользящей траверсе, которая соединяется с поршнем через шток.

Поршневой палец обычно представляет собой кованый короткий полый шток, изготовленный из стального сплава высокой прочности и твердости, который может быть физически отделен как от шатуна, так и от поршня или крейцкопфа.

Конструкция поршневого пальца, особенно в небольших высокооборотных автомобильных двигателях, является сложной задачей.Поршневой палец должен работать при некоторых из самых высоких температур, встречающихся в двигателе, и его расположение затрудняет смазку, оставаясь маленьким и легким, чтобы соответствовать диаметру поршня и не увеличивать чрезмерно массу поршня.

Требования к легкости и компактности требуют стержня небольшого диаметра, который подвергается высоким сдвигающим и изгибающим нагрузкам и имеет одни из самых высоких сжимающих нагрузок среди всех подшипников во всем двигателе.

Для решения этих проблем материалы, из которых изготовлен поршневой палец, и способ его изготовления являются одними из самых сложных из всех механических компонентов, используемых в двигателях внутреннего сгорания.

Из них получаются следующие типы штифтов.

  • Стационарный / фиксированный штифт : штифт крепится к выступам поршня с помощью винта. Шток поршня затем поворачивается на штифте.
  • Полуплавающий : палец прикрепляется к шатуну посередине, и концы пальца свободно перемещаются внутри подшипника поршня и на выступах.
  • Полностью плавающий : в этом типе пальца палец не прикреплен к пальцу или шатуну поршня.Вместо этого он фиксируется заглушками, зажимами или стопорными кольцами, прикрепленными к бобышкам поршня. В этом случае штифт может колебаться как на выступах, так и на стержне.

4. Головка поршня / Корона

Также известна как головка поршня или купол, головка поршня является его вершиной. Это часть, которая контактирует с дымовыми газами. Это нагревает его до чрезвычайно высоких температур. Для предотвращения плавления детали головки поршня изготавливают из специальных сплавов, в том числе из стальных.

Головка поршня обычно имеет каналы и полости.Это помогает создать завихрение, улучшающее сгорание. В разных двигателях используются разные типы поршневых головок. Причины различий бывают разные. Предпочтительная конструкция головки поршня зависит от многих факторов, таких как ожидаемая производительность и тип двигателя.

5. Шатун

Шатун, также называемый шатуном, является частью поршневого двигателя, которая соединяет поршень с коленчатым валом. Шатун вместе с кривошипом преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленчатого вала.

6. Подшипники поршня

Подшипники представляют собой детали поршня, которые расположены в точках, где происходит поворотное вращение. Обычно это полукруглые куски металла, которые вставляются в отверстия в этих точках. Поршневые подшипники включают чашки на большом конце, где шток соединяется с коленчатым валом. Также есть подшипники на малом конце, где шток соединяется с поршнем.

Поршневые подшипники обычно изготавливаются из композитных металлов, таких как свинец, медь, кремний-алюминий и другие.Подшипники часто имеют покрытие для повышения твердости и выдерживания нагрузки от движений поршня и шатуна.

Типы поршней , основание на форме

Существует три типа поршней, каждый из которых назван по форме: плоский верх, купол и тарелка.

1. Поршни с плоским верхом

Как бы просто это ни звучало, поршень с плоским верхом имеет плоский верх. Поршни с плоским верхом имеют наименьшую площадь поверхности; это позволяет им создавать максимальную силу. Этот тип поршня идеален для создания эффективного сгорания.

Поршни с плоским верхом обеспечивают наиболее равномерное распределение пламени. Трудность, связанная с этим, заключается в том, что это может создать слишком большую компрессию для меньших камер сгорания.

2. Поршни тарелки

Поршни тарелки представляют наименьшие проблемы для инженеров. Это больше из-за того, где они используются, чем из-за того, что они сами владеют.

По форме они напоминают тарелку со слегка загнутыми наружу краями. Обычно тарельчатые поршни используются в приложениях с наддувом, для которых не требуется распредвал с большим подъемом или высокая степень сжатия.

3. Купольные поршни

В отличие от тарелочных поршней, они пузыриться посередине, как верхняя часть стадиона. Это сделано для увеличения доступной площади верхней части поршня. Большая площадь поверхности означает меньшее сжатие.

Хотя большее сжатие означает создание большей силы, существует верхний предел того, с чем может справиться каждая камера сгорания. Уменьшение степени сжатия таким образом существенно предотвращает разрушение двигателя.

Это всего лишь один инструмент для ограничения количества создаваемой силы до того, с чем двигатель способен безопасно работать.

Если вы только начинаете, это только начало. Вы не сможете понять всю головоломку, не сопоставив ее части друг с другом.

Таким образом, хотя это объясняет, что делают поршни и как имеют значение различия в форме, это необходимо понимать в контексте всего двигателя, чтобы получить полную картину. Продолжайте учиться, и вы пойдете своим путем. 1. Поршень ствола на

Поршни ствола длинные относительно их диаметра. Они действуют как поршневые и цилиндрические крейцкопфы. Поскольку шатун на большей части своего вращения наклонен под углом, существует также боковая сила, которая воздействует вдоль стороны поршня на стенку цилиндра. Более длинный поршень помогает поддерживать это.

Поршни ствола были обычной конструкцией поршней с первых дней создания поршневых двигателей внутреннего сгорания. Они использовались как для бензиновых, так и для дизельных двигателей, хотя в высокоскоростных двигателях теперь используется более легкий поршень с проскальзыванием.

Особенностью большинства поршневых поршней, особенно для дизельных двигателей, является то, что они имеют канавку для масляного кольца под поршневым пальцем в дополнение к кольцам между поршневым пальцем и головкой поршня.

Название «ствол поршня» происходит от «ствольного двигателя» — ранней конструкции морского парового двигателя.

Чтобы сделать их более компактными, они отказались от обычного поршневого штока парового двигателя с отдельной траверсой и вместо этого были первой конструкцией двигателя, в которой поршневой палец размещался непосредственно внутри поршня.

В остальном эти поршни ствольного двигателя мало походили на поршень ствола; они были очень большого диаметра и имели двойное действие. Их «ствол» представлял собой узкий цилиндр, установленный в центре поршня.

2.

Поршень крейцкопфа на

Для больших тихоходных дизельных двигателей может потребоваться дополнительная поддержка боковых сил, действующих на поршень. В этих двигателях обычно используются поршни крейцкопфа.

Главный поршень имеет большой шток, идущий вниз от поршня к тому, что фактически является вторым поршнем меньшего диаметра.Главный поршень отвечает за газовое уплотнение и несет на себе поршневые кольца.

Меньший поршень является чисто механической направляющей. Он проходит внутри небольшого цилиндра в качестве направляющей для ствола, а также несет поршневой палец.

Смазка крейцкопфа имеет преимущества по сравнению с цилиндрическим поршнем, поскольку его смазочное масло не подвержено тепловому воздействию сгорания: масло не загрязняется частицами сажи сгорания, оно не разрушается от тепла, а более тонкое, менее может использоваться вязкое масло.

Трение поршня и крейцкопфа может быть вдвое меньше, чем у цилиндрического поршня. Из-за дополнительного веса этих поршней они не используются в высокоскоростных двигателях.

3.

Поршень с проскальзыванием на

Поршень с проскальзыванием — это поршень для бензинового двигателя, размер и вес которого были максимально уменьшены.

В крайнем случае они сводятся к днищу поршня, опоре для поршневых колец и достаточному количеству оставшейся юбки поршня, чтобы оставить две площадки для предотвращения качания поршня в отверстии.

Стороны юбки поршня вокруг поршневого пальца уменьшены от стенки цилиндра.

Основная цель состоит в том, чтобы уменьшить возвратно-поступательную массу, тем самым облегчая балансировку двигателя и, таким образом, обеспечивая высокие скорости. В гоночных условиях юбки скользящего поршня могут быть сконфигурированы так, чтобы они были очень легкими, сохраняя при этом жесткость и прочность полной юбки.

Пониженная инерция также улучшает механический КПД двигателя: силы, необходимые для ускорения и замедления возвратно-поступательного движения деталей, вызывают большее трение поршня о стенку цилиндра, чем давление жидкости на головку поршня.

Дополнительным преимуществом может быть некоторое уменьшение трения о стенку цилиндра, поскольку площадь юбки, которая скользит вверх и вниз в цилиндре, уменьшается вдвое. Однако наибольшее трение происходит из-за поршневого кольца, которое на самом деле наиболее плотно прилегает к отверстию и опорным поверхностям пальца кисти, и, таким образом, выгода уменьшается.

4.

Поршень дефлектора Онс

Поршень дефлектора используются в двухтактных двигателях с компрессией картера, где поток газа внутри цилиндра должен быть тщательно направлен для обеспечения эффективной продувки.

При перекрестной продувке передаточное (впускное отверстие в цилиндр) и выпускное отверстия находятся на непосредственно обращенных сторонах стенки цилиндра.

Чтобы входящая смесь не проходила прямо от одного порта к другому, поршень имеет выступающее ребро на его головке. Это предназначено для отклонения поступающей смеси вверх вокруг камеры сгорания.

Много усилий и много различных конструкций днища поршня было потрачено на разработку улучшенной продувки. Коронки превратились из простого ребра в большую асимметричную выпуклость, обычно с крутой гранью на впускной стороне и пологим изгибом на выпускной.

Несмотря на это, перекрестная очистка никогда не была столь эффективной, как хотелось бы. В большинстве современных движков вместо этого используется портирование Schnoodle. Это помещает пару отверстий для переноса по бокам цилиндра и стимулирует вращение потока газа вокруг вертикальной оси, а не вокруг горизонтальной оси.

5.

Racing Pistons

В гоночных двигателях прочность и жесткость поршня обычно намного выше, чем у двигателя легкового автомобиля, в то время как вес намного меньше, чтобы достичь высоких оборотов двигателя, необходимых в гонках.

Поршень Функция:

Наиболее важные задачи, которые должны выполнять поршни:

  • Передача усилия от рабочего газа и к рабочему газу
  • Изменяемое ограничение рабочей камеры (цилиндра)
  • Уплотнение рабочей камеры
  • Линейное направление шатуна (ствольные поршневые двигатели)
  • Теплоотвод
  • Поддержка перезарядки вытяжкой и разрядкой (четырехтактные двигатели)
  • Поддержка смесеобразования (за счет подходящей формы поверхности поршня на
  • сторона камеры сгорания)
  • Управление перезарядкой (в двухтактных двигателях)
  • Направление уплотнительных элементов (поршневые кольца)
  • Направление шатуна (для шатунов с верхним направлением)

По мере увеличения удельной мощности двигателя , то же самое и с требованиями к поршню.

Характеристики поршня:
  • Поршни должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать:
  • Ударное воздействие давления дымовых газов,
  • Колеблющаяся нагрузка и
  • Высокая температура газов.
  • Поршень должен быть:
  • Легкий
  • Бесшумный в работе и
  • Механически прочный.
  • Из-за легкости:
  • Потери инерции и
  • Инерционные нагрузки на подшипник уменьшаются из-за изменения движения

Поршень Применение или использование:

Основное применение поршней:

  • Уменьшение инерции также улучшает механический КПД двигателя.
  • Он сжимает жидкость внутри цилиндра, следовательно, увеличивает давление и температуру жидкости внутри цилиндра.
  • Он также указывает направление.

Преимущества поршня:

Основными преимуществами поршней являются:

  • Простота механики
  • Гибкость и надежность
  • Соотношение мощности и веса
  • Совместимость с несколькими видами топлива
  • Низкая рабочая температура турбины
  • Меньше вибрации и шум
  • Меньше обслуживания
  • Легко запускать поршень
  • Отлично подходит для рекуперации отходящего тепла
  • Обеспечивает высокую маневренность
  • Меньше производственных затрат
  • Низкие выбросы NOx
  • Он предлагает процесс сгорания HCCI
  • Внутренне сбалансированный
  • Модульность

Поршень Недостатки:

Основными недостатками поршней являются:

  • Низкая топливная экономичность
  • Стабильность подачи топлива
  • Низкая эффективность при частичной нагрузке
  • Высокая скорость сгорания
  • Требуется понижающая передача
9000 4

FAQ

Что такое поршень?

Поршень — это компонент поршневых двигателей, поршневых насосов, газовых компрессоров, гидроцилиндров и пневматических цилиндров, а также других подобных механизмов.Это движущийся элемент, заключенный в цилиндр и герметичный за счет поршневых колец.

Какие части поршня?

Основные части поршня:
1. Поршневые кольца
2. Юбка поршня
3. Поршневой палец
4. Головка поршня / корона
5. Шатун
6. Подшипники поршня

Какие типы поршней?

Ниже приведены типы поршней:
1. Поршни ствола
2. Поршни крейцкопфа
3. Шлифовальные поршни
4. Поршни дефлектора
5.Racing Pistons

Что такое поршень двигателя?

В двигателе его цель — передавать усилие от расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал через шток поршня и / или шатун. В насосе функция обратная, и сила передается от коленчатого вала к поршню с целью сжатия или выброса жидкости в цилиндр.

СВЯЗАННЫЕ СТОИМОСТИ

Детали, типы поршней, рабочие (PDF)

Из этой статьи вы узнаете , что такое поршень Как это работает? Типы поршней , зазор , головка или форма поршня и высокопроизводительные поршни — все это подробно объясняется с помощью диаграмм.А также вы можете бесплатно скачать PDF-файл этой статьи.

Что такое поршень?

Поршень — самая важная часть поршневого двигателя. Он помогает преобразовывать химическую энергию, полученную при сгорании топлива, в полезную механическую энергию.

Поршень обеспечивает средство передачи расширяющихся газов к коленчатому валу 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.

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

Поршень должен быть как можно более прочным, однако его вес должен быть минимизирован, насколько это возможно, чтобы уменьшить инерцию из-за его возвратно-поступательной массы.

Читайте также: Список деталей автомобильного двигателя: его функции (с изображениями)

Поршень выполняет следующие функции

  • Принимает тягу, создаваемую сгоранием газа в цилиндре, и передает ее на шатун.
  • Поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре в виде газонепроницаемой пробки, вызывающей такты всасывания, сжатия, расширения и выпуска.
  • Поршень образует направляющую и подшипник для малого конца шатуна и принимает на себя боковую нагрузку из-за наклона штока.

Верхняя часть поршня называется головкой. Кольцевые канавки прорезаны по окружности поршня в верхней части поршня. Детали под кольцевыми канавками называются юбкой. Участки поршня, разделяющие канавки, называются площадками.

Некоторые поршни имеют канавку в верхней контактной площадке, называемую тепловой заслонкой, которая снижает передачу тепла на кольца.Бобышки поршня — это те усиленные части поршня, которые предназначены для удержания поршневого пальца или пальца кисти.

Высокопроизводительные поршни

Алюминиевые поршни могут быть литыми или коваными. Кованый поршень более плотный и обеспечивает лучший путь для тепла, позволяя теплу отводиться от головки поршня. Он также имеет поток зерна, что улучшает его износостойкость. Кованый алюминиевый поршень также легче по сравнению с поршнем из чугуна. Таким образом, он создает меньшие силы инерции при ускорении и замедлении в цилиндре.

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

Используются в высокопроизводительных автомобилях. Они достаточно сильны, чтобы их можно было использовать в двигателях соревнований. Поршень без бортовых бобышек поршневых пальцев рассчитан на максимальную прочность и может использоваться в двигателях для соревнований.

Типы поршней

Ниже приведены различные типы поршней , используемые в двигателе:

  1. Поршни из сплава Lo-Ex
  2. Инварные поршни стойки
  3. Автотермические поршни
  4. Bi- Металлические поршни
  5. Specialloid Pistons
  6. Wellworthy Pistons

1. Поршни из сплава «Lo-Ex»

Lo-Ex — это название легкого сплава для поршня, означающего низкое температурное расширение.Он содержит следующее:

  • Кремний от 11 до 13%
  • Никель от 0,7 до 2,5%
  • Магний 1%
  • Медь 1%
  • Алюминий от 86,3 до 82,5%

Фактически коэффициент расширения составляет всего около 2% меньше, чем у чистого алюминия, но это улучшение в сочетании с хорошими боевыми и жаропрочными качествами делает этот сплав универсальным.

2. Поршни со стойкой из инвара

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

3. Автотермические поршни

Поршни этих типов содержат стальные вставки с низким коэффициентом расширения на бобышках поршневых пальцев. Эти вставки имеют такую ​​форму, что их концы закрепляются в юбке поршня, как показано на рисунке.

В этом случае биметаллическая деформация из-за различных коэффициентов расширения вставки и основного металла переносит часть большого начального зазора, предусмотренного на оси поршневого пальца, на ось осевого давления по мере того, как поршень нагревается.

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 дизайн Flower, показанный на рисунке. Состоит из стальной юбки и стержневых басов.

Поскольку коэффициент теплового расширения стали довольно мал, внутри отлит из алюминиевого сплава, который образует головку поршня и маленький поршень, поршень не будет сильно расширяться, и, следовательно, можно сохранить меньшие холодные зазоры.

Видно, что стальная юбка функционально является частью поршня. должен быть очень маленьким и, таким образом, допускать использование небольших зазоров.

5. Поршни Specialloid

Продукция Specialloid охватывает широкий спектр поршней для нулевых двигателей, автомобильных бензиновых и дизельных двигателей, используемых для коммерческих автомобилей, промышленных канцелярских принадлежностей, рельсового тягового оборудования, главной силовой установки и вспомогательного оборудования.

Современный дизельный поршень со специальным слоем имеет вертикальные ребра на внутренней поверхности юбки и сплошные опоры, которые воспринимают нагрузку непосредственно от венца к зоне опоры поршневого пальца.

Части венца, кольцевого ремня и юбки пропорциональны тепловым характеристикам, что приводит к значительному снижению рабочих температур, тем самым уменьшая тенденцию к заеданию кольца и искажению термического растрескивания в области карманов клапана на корпусе. обод камеры сгорания.

Предпочтительный материал представляет собой высокопрочный сплав с низким коэффициентом расширения, имеющий 11-12% содержания кремния, называемый specialloid S. 132. Особый принцип термопотока был принят в конструкции Specialloid поршня, в котором нет резких изменений в секции, которые будут образовывать барьер теплового потока.На рисунке показан типичный сверхмощный поршень Thermoflow, используемый в дизельных двигателях с высокими номинальными характеристиками.

6. Wellworthy Pistons

Wellworthy Ltd из Великобритании производит поршни для высоких нагрузок, которые будут иметь чугунные держатели колец для верхних поршневых колец. Эти вставленные держатели в последнее время устанавливаются только на одно кольцо в поршне дизельного двигателя. Таким образом, износ верхней канавки снижается до минимума по сравнению с износом в незащищенном легком сплаве.

При установке держателей колец используется процесс молекулярного связывания Al-Fin, который предотвращает любой риск ослабления вставки. Он также преодолевает большие трудности, связанные с окислением алюминия во время литья.

В бензиновых двигателях, где суровые условия эксплуатации не оправдывают использование вставки, успешная защита канавок была достигнута 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, обеспечивая более высокую степень сжатия.
  4. Тишина в работе.
  5. Материал с низким расширением и возможностью для различных степеней расширения чугунного блока цилиндров и алюминиевого поршня.
  6. Юбка правильной формы для равномерной работы подшипника в рабочих условиях.

Материал поршня

Материал поршня — алюминиевый сплав.Алюминиевые поршни могут быть литыми или кованными. Для поршня также используется чугун. Первоначально чугун был универсальным материалом, поскольку он обладал отличными износостойкостью, коэффициентом расширения и общей пригодностью для производства.

Но из-за уменьшения веса деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, использование алюминия для поршней было важным. Для получения одинаковой прочности необходима большая толщина металла, при этом 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 заклинивания.

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 чугунный (от 200 ° C до 250 ° C по сравнению с 400 ° до 450 ° C).

В результате на нижней стороне поршня не образуется карбонизированное масло, и картер остается более чистым. Это свойство алюминия холодопроизводительность теперь признано столь же ценным, как и его легкость, поршни иногда делают толще, чем это необходимо для прочности, чтобы обеспечить улучшенное охлаждение.

Зазор поршня

Что такое зазор поршня?

Поршни обычно меньше диаметра внутреннего диаметра цилиндра. Площадь между цилиндром и стенкой цилиндра называется зазором поршня.

Зазор поршня важен 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 достаточный зазор для поршня для расширения, в противном случае поршень может заедать.
  3. Если между поршнем и цилиндром нет зазора, поршню будет трудно совершать возвратно-поступательное движение 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 работы этот зазор заполняется маслом, так что поршень и кольца перемещаются по масляным пленкам.

Если зазор слишком мал, произойдет потеря мощности из-за чрезмерного трения, сильного износа и возможного заклинивания поршня в цилиндре. При слишком большом зазоре поршня произойдет удар поршня. Удар поршня означает внезапный наклон цилиндра, когда поршень опускается во время рабочего хода.

Поршень перемещается с одной стороны цилиндра на другую с достаточной силой, чтобы произвести отчетливый шум. По мере того, как поршень нагревается, зазор уменьшается, и шум обычно исчезает.Чтобы можно было использовать фиксированные зазоры без риска заклинивания, были введены специальные сплавы, и используются многие конструкции поршней.

Эти специальные конструкции включали шлифование кулачков до некруглых форм, полугибкие юбки с косыми прорезями, контролируемое распределение и тому подобное.

Форма головки поршня или головка поршня

Головка поршня обычно плоская, но ее форма соответствует камере сгорания. Пространство сгорания можно регулировать за счет выпуклости или купола днища поршня, а выемка для клапанных головок также может быть обработана на станке в головке поршня.

Степень сжатия можно регулировать, обрабатывая камеру сгорания в поршне, но это означает, что большая часть тепла сгорания должна потребляться через поршень, а не через головку блока цилиндров.

Смещение поршневого пальца

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

Но угол поворота шатуна изменяется слева направо, как только начинается рабочий ход. Это вызывает внезапное смещение бокового упора на поршень с вспомогательной упорной поверхности на большую упорную поверхность. Если есть заметный зазор, произойдет удар поршня.

Но если поршневой палец смещен, давление сгорания вызовет наклон поршня, когда поршень приближается к ВМТ, так что нижний конец основной упорной поверхности сначала соприкоснется со стенкой цилиндра.

Затем, после того, как поршень проходит ВМТ и происходит реверсирование бокового усилия, происходит полный контакт основных поверхностей осевого усилия с меньшей тенденцией к возникновению удара поршня.

Контроль расширения в поршнях

Во время работы поршень на много градусов горячее, чем цилиндр, потому что 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 следующими способами.

  1. Удерживая тепло от нижней части поршня.
  2. Сделав тепловую заслонку
  3. Кулачок шлифуя поршень
  4. Используя распорки

1. Путем удержания тепла от нижней части поршня в максимально возможной степени.

Это можно сделать в поршне с полной юбкой, вырезав горизонтальные пазы в поршне чуть ниже нижней канавки масляного регулировочного кольца. Эти прорези сокращают путь тепла, идущего от головки блока цилиндров к юбке.

Таким образом, юбка не сильно нагревается и не так сильно расширяется. В некоторых поршнях с полной юбкой в ​​юбке также прорезаны вертикальные прорези, которые допускают расширение металла в юбке при значительном увеличении диаметра поршня.

2. Изготовление тепловой перемычки

Тепловая перемычка имеет канавку в верхней части поршня.Это уменьшает размер пути, по которому тепло может проходить от головки поршня к юбке. Юбка, таким образом, работает холоднее и не так сильно расширяется.

3. Шлифовка поршня кулачком.

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

Малая ось эллипса лежит в направлении оси поршневого пальца. Большее расширение вдоль 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, лент или ремней, залитых в поршень. Это приводит к тому, что внешнее усилие расширяющейся головки поршня переносится больше к бобышкам поршневого пальца, чем к упорным поверхностям, так что эффект аналогичен эффекту поршней с кулачковым шлицем.


Заключение

Надеюсь, я рассказал все о поршне.Поршень — одна из самых важных частей любого двигателя, если у вас есть какие-либо вопросы о « типах поршней », вы можете задать их нам в комментариях, я отвечу вам. Если вам понравилась эта статья о типах поршней, поделитесь ею с друзьями.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о наших новых сообщениях.

Вы можете загрузить PDF-файл , нажав ниже.

Вот и все, спасибо за чтение.

Читать дальше:

13 типов поршней и их применение [Полная информация]

Типы поршня

Что такое поршень?

Типы поршней ( Что такое поршень ) : — Поршень является составной частью I.C. двигатель; он имеет форму диска, который совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Поршень перемещается за счет сгорания топливовоздушной смеси в цилиндре. Поршень также выполняет работу по сжатию топливовоздушной смеси. (Типы двигателей)

Основная работа поршня в любом двигателе внутреннего сгорания — это получение импульса, который генерируется из-за расширения газа. Затем этот импульс через шатуны передается на соединительный вал. Еще одно основное назначение поршня — отвод избыточного тепла, выделяемого при сгорании, на стенки цилиндра двигателя.

Типы поршней

Мы классифицируем поршень на основе следующих факторов:

A) Эта классификация основана на дизайне юбки.

Типы поршней по этой классификации —

1. Поршень со сплошной юбкой: (Типы поршня)

На этом поршне нет насечки. На юбке нет никаких символов или названий. Этот тип поршня обычно используется в дизельных двигателях, в которых вырабатывается большая мощность.Таким образом, он используется там, где на двигатель действует большая тяга или нагрузка.

2. Поршень с разрезной юбкой: (типы поршней)

В поршне с разрезной юбкой юбка разделена на две части. Этот тип поршня обычно используется в двухтактных двигателях, бензиновых двигателях или небольших двигателях. Он использовался в старину, а в наше время он используется реже.

3. Поршень с прорезями или поршень с постоянным зазором
  • Этот тип поршня похож на обычный поршень, но на нем имеется прорезь.Если паз имеет Т-образную форму, то он называется поршнем с Т-образным пазом, а если он имеет L-образную форму, то он называется L-образным поршнем.
  • Т-образный поршень с прорезью
  • L-образный прорезной поршень

B) Эта классификация основана на форме и применении поршня

Мы классифицируем поршень на основе следующих факторов:

1. Поршень скользящего типа: (Типы поршней)

Этот тип поршня используется в современных высокоскоростных двигателях.Он похож на обычные поршни, но с той лишь разницей, что его инерционный вес (инерционный вес — это только вес поршня) больше. При этом одна сторона поршня прикреплена к поршневому пальцу, и он закреплен на этой стороне, в то время как на другой стороне поршень перемещается с обеих сторон. Сторона поршня с поршневым пальцем называется безупорной. Эта сторона не имеет рывков и остается неподвижной. В то время как другая сторона известна как сторона толчка.

Юбка на упорной стороне действует как направляющая всякий раз, когда поршень совершает движение вверх-вниз.Когда поршень достигает ВМТ, он ударяется о облицовку стены с левой стороны, а когда он опускается, он ударяется о облицовку стены с правой стороны. Всякий раз, когда происходит толчок, издается звук, который называется «щелчок поршня». Следовательно, диаметр поршня больше со стороны упора (со стороны юбки). Для уменьшения веса поршня в поршне вырезается кусок металла.

2. Стальной поршень вставного типа: (Типы поршня)

Этот тип поршня используется в тяжелых или больших двигателях.Во время выработки энергии в двигателе тяга действует на выступ поршня. Если вырабатывается больше мощности, больше шансов повредить бобышку поршня. Следовательно, чтобы уменьшить повреждение и увеличить площадь контакта, в поршень вставляют стальную гильзу (поршень изготовлен из алюминиевого сплава).

3. Поршень со стальным ремнем: (Типы поршней)

В поршнях этого типа между выступом поршня и контактной площадкой кольца в поршне предусмотрен стальной ремень. Этот ремень предотвращает расширение поршня при его нагревании.

4. Поршень типа земли кулачка: (типы поршня)

Нижняя часть поршня не круглая, а овальной формы, то есть диаметр упорной стороны больше, а диаметр неупорной стороны меньше. Это используется в современных двигателях.

5. Поршень типа Alfinz: (Типы поршня)

В поршнях этого типа в канавках кольца закреплен стальной сплав. По конструкции он напоминает крючок.

6.Поршень типа теплового затвора: (типы поршней)

Обычно на поршне прорезаются три кольцевых канавки, но в этом поршне над кольцевыми канавками вырезается дополнительная канавка меньшей глубины и меньшей ширины. Основное преимущество использования поршня тепловой заслонки состоит в том, чтобы остановить поток тепла (который создается потоком воздушно-топливной смеси внутри двигателя) от верхней части поршня к нижней части поршня. Если тепло течет сверху вниз по поршню, поршень может удариться о гильзу.Следовательно, чтобы избежать этого, используются поршни тепловых заслонок.

C) Эта классификация основана на конструкции головки или днища поршня

Мы классифицируем поршень на основе следующих факторов:

1. Поршень купольного типа: (типы поршней)

Головка поршня этого типа имеет куполообразную форму, напоминающую крышу стадиона. Дополнительный объем добавляется верхней части поршня за счет придания ему куполообразной формы. Это увеличивает степень сжатия и, следовательно, увеличивает общую производительность.

2. Поршень вогнутого типа: (типы поршней)

Поршень обычно заранее имеет вогнутую форму только потому, что после приложения давления газа к головке плоского поршня он принимает несимметричную вогнутую форму. Это приводит к усталости поршня и может выйти из строя. Следовательно, поршни уже имеют вогнутую форму для симметричного распределения давления газа.

3. Поршень с нестандартной головкой: (Типы поршней)

Целью придания неправильной формы короны является создание турбулентности для получения надлежащего воздушно-топливного отношения.

4. Плоский поршень Тип поршня: (Типы поршня)

Этот тип поршня имеет плоскую верхнюю часть.

Источник изображения: — Erautotechwithab, Jepistons, Kindpng, Fastnlow, Dlpng

Сужение выбора поршней — Mopar Muscle Magazine

Вы находитесь на той стадии своего проекта, когда пора приступить к созданию двигателя для вашего автомобиля. Вы ищете в Интернете, какие поршни и комплекты для восстановления доступны, но первое, что вы обнаружите, — это то, что есть много вариантов, когда дело доходит до поршней.Решение может быть непростым, и, вероятно, именно поэтому мы получаем множество читателей, которые пишут нам по электронной почте, спрашивая, какие поршни им следует использовать в своих двигателях. Поскольку вы, ребята, спросили, мы решили составить эту статью о выборе поршня и о том, как выбрать то, что подходит для вашего индивидуального применения. У нас нет способа определить, какой поршень, по вашему мнению, будет лучшим, но нужно помнить об одном: выбранный вами поршень подвергается сильным взрывам, чрезвычайно высоким температурам и, если ваш двигатель работает неправильно, ситуации, похожие на удар кувалдой по поршню.

Автомобильные поршни — это необычный дизайн. В течение нескольких секунд они подвергаются воздействию температур, достигающих более 1000 градусов во время сгорания, только для того, чтобы немедленно подвергаться потоку холодного воздуха при каждом такте впуска. Они развивают скорость около 7000 об / мин и должны выдерживать боковые нагрузки, которые пытаются протолкнуть его через стенку цилиндра. Сказать, что поршень используется не по назначению, значит ничего не сказать. Итак, как они выживают? Если они используются в неправильном приложении, они этого не сделают.Возьмем, к примеру, если вы устанавливаете стандартный литой поршень в приложение, которое будет испытывать более высокое давление в цилиндре, чем штатный, из-за турбонаддува, нагнетателя или закиси азота. Вы можете быть уверены, что внутреннее устройство вашего двигателя станет внешним. Но почему? Чтобы полностью понять, нам нужно объяснить, что такое разные поршни и когда лучше использовать какой из них.

Один важный фактор, который следует учитывать при выборе поршня, — это баланс между прочностью и ценой.Прежде чем вы сможете решить, какой тип поршня нужен вашему двигателю, вам необходимо знать, какую мощность вы планируете производить, прежде чем покупать поршни. Очевидно, что чем больше мощности вы вложите в двигатель, тем дороже будет стоить требуемый поршень. То, как вы решите получить эту силу, также является огромным фактором. Будете ли вы использовать закись азота? Может быть, в вашем будущем воздуходувка. Это все аспекты, которые необходимо учитывать.

Литой против гиперэвтектического против кованого

Просмотреть все 7 фотографий

Два самых популярных способа изготовления поршня: литье или ковка.Мы все слышали, что эти обозначения применяются к поршням, но что это значит — в чем разница? Разница заключается в способе изготовления поршня. Литой поршень построен так же, как и назван. В процессе литья расплавленный алюминиевый сплав заливается в форму, которая при охлаждении после заполнения приводит к получению поршневой «заготовки». При изготовлении литье поршня имеет ряд преимуществ перед ковкой. Инструменты для литья обычно предназначены для производства отливок, близких к сетке.Такая форма, близкая к чистой, сводит к минимуму требуемую чистовую обработку, снижая ее стоимость. Литые поршни также обладают отличными износостойкими и термическими характеристиками. Это обеспечивает долгий срок службы кольцевых пазов и юбок, а также возможность сохранять более узкие зазоры между боковыми стенками для бесшумной работы. Основным недостатком работы литых поршней является то, что литой алюминий имеет ограниченную пластичность. Пластичность — это способность твердого материала деформироваться под действием растягивающего напряжения. Это означает, что литой поршень, подверженный чрезмерным нагрузкам, может выйти из строя быстрее.

Когда дело доходит до выбора литых поршней на вторичном рынке, выбор начинается с того, что мы будем называть недорогими сменными поршнями. Эти поршни считаются заменой и обычно сбалансированы по весу, близкому к весу стандартных поршней. Это сделано для того, чтобы «теоретически» балансировка при перестройке не требовалась. Если вы создаете двигатель, основанный на характеристиках, эти поршни не для вас. С поршнями в стиле оригинальной замены вы можете забыть о таких функциях, как выемки в клапанах для зазора для работы кулачков, превышающих стандартные.Также будет трудно получить адекватную высоту сжатия для создания какой-либо разумной степени сжатия. Если строить с надеждой на получение высокопроизводительного двигателя, эти поршни почти всегда являются рискованной покупкой. Но если вы создаете двигатель с низкой частотой вращения, работающий на каждый день, это может быть именно то, что вам нужно.

Вариант, который многие считают немного более эффективным с точки зрения производительности, чем литые поршни, является заэвтектичным. Слово «заэвтектика» получило свое название от алюминиевого сплава, используемого в процессе производства.В то время как в литых поршневых сплавах используется кремний, который увеличивает износостойкость, долговечность и термические характеристики алюминия, существует предел того, сколько кремния можно использовать, чтобы он равномерно распределялся без больших узлов образования кремния. Этот уровень, который называется точкой эвтектики, составляет около 12 процентов. Гиперэвтектика означает увеличение этого уровня кремния за пределы нормального количества, которое можно просто смешать с металлом. Заэвтектический алюминий обычно содержит от 16 до 18 процентов кремния в сплаве.Хотя заэвтектические поршни по-прежнему представляют собой литые поршни, добавление этого дополнительного силиконового материала дает несколько преимуществ по сравнению с обычными литыми поршнями. Во-первых, поршень по своей сути более прочный, с улучшенными тепловыми характеристиками, смазывающими свойствами и устойчивостью к истиранию. Он также более устойчив к коррозии, имеет более контролируемые характеристики расширения и лучшую жаропрочность. Несмотря на то, что они прочнее обычного литого поршня, при превышении допустимого предела прочности они ломаются так же, как и обычные литые поршни.Литые и заэвтектические поршни идеально подходят для двигателей, которые часто используются на улицах с очень редким выездом на драгстрип на выходных. При добавлении сумматора мощности, такого как закись азота, турбонагнетатель или нагнетатель, мы рекомендуем избегать использования литого или заэвтектического поршня.

Просмотреть все 7 фотографий

Кованые поршни всегда считались усовершенствованием литых и заэвтектических поршней. Они по своей сути имеют металлургические характеристики, которые отличаются от их литых аналогов. Причина этого в том, что вместо плавления и заливки в форму заготовки для кованых поршней создаются из заготовки из экструдированного алюминиевого сплава.Эта заготовка подвергается очень сильному давлению, так как сплав сжимается в тяжелые штампы для ковки, которые создают грубую форму поршня — заготовки поршня. В результате этого процесса ковки поршень становится более плотным и пластичным. Но, поскольку матрица состоит из двух зеркальных половин, это исключает возможность проектирования внутренней области в необработанной поковке. Из-за этого заготовка из кованого поршня требует гораздо большей обработки, чтобы создать настоящий поршень. Но этот более плотный и пластичный материал означает, что кованый поршень по своей природе более прочен и более прощупывает при превышении его пределов.

Еще одно решение, которое следует учитывать, заключается в том, что в кованых поршнях используются разные сплавы. Наиболее распространены сплавы 2618 (алюминий с низким содержанием кремния) и 4032 (сплав с содержанием кремния около 11 процентов). Сплав 4032 является более жестким материалом, имеет меньшую теплопроводность и меньшую скорость расширения. Он также обладает отличной износостойкостью. 4032 обычно является предпочтительным сплавом для уличных / полосовых работ. Он выбран из-за возможности уменьшения зазора между поршнем и стенкой за счет более низкой скорости расширения.Еще одним преимуществом является более длительный срок службы юбки и кольцевого ремня, обеспечиваемый более высокой износостойкостью сплава с более высоким содержанием кремния.

Сплав 2618 имеет низкое содержание кремния. Несмотря на то, что он отказывается от некоторых преимуществ, полученных от силикона, он, как правило, считается лучшим материалом поршня для жестких гонок. Сплав с низким содержанием кремния имеет более высокую плотность и предел прочности на разрыв, чем 4032, и имеет гораздо большую пластичность и сопротивление разрушению. Поршень из сплава 2618 можно разбить до плоского состояния.Высокий коэффициент теплопроводности сплава 2618 позволит передавать больше тепла юбкам. Имейте в виду, что более высокая степень расширения этого материала обычно означает значительно больший зазор в отверстии (от поршня до боковой стенки). Поршень 2618 более подвержен износу в контактных площадках и юбках колец. Поршни из сплава 2618 предназначены для использования в качестве гоночных поршней. Не устанавливайте их в свой автомобиль или грузовик и рассчитывайте проехать более 100 000 миль. Если план требует серьезной закиси азота, наддува или оборотов, а пуленепробиваемость — это то, что вам нужно, поршень 2618 — правильный выбор.Современные технологии обработки и проектирования привели к появлению более сложных конструкций юбок. Производители, воспользовавшись этими достижениями, смогли значительно уменьшить зазор в отверстии по сравнению с традиционными требованиями.

Просмотреть все 7 фотографий

Зазор между поршнем и цилиндром

Независимо от того, какой поршень вы выберете, зазор между поршнем и стенкой цилиндра является основным фактором при установке поршней на цилиндры. Рабочие характеристики кованых и литых поршней значительно различаются в зависимости от материала и процессов, используемых при их производстве.Это означает, что не все литые поршни одинаковы. То же можно сказать и о кованых поршнях. При принятии решения о том, подходит ли определенный тип поршня для конкретного применения, стоит поговорить с производителем. Кованые поршни рекомендуются всякий раз, когда ожидаются высокие обороты, увеличивается степень сжатия и используются сумматоры мощности. Юбка разной толщины будет расширяться с разной скоростью даже в пределах одной конструкции поршня. Другие аспекты, которые будут влиять на степень расширения поршня, — это длина юбки поршня, толщина кольцевого ремня (область между верхней частью поршня и пальцем кисти) и характеристики охлаждения двигателя.Все производители предоставляют номинальный зазор между поршнем и стенкой, который, по их мнению, должен соблюдаться. В большинстве случаев производитель обрабатывает диаметр поршня с учетом зазора для данного диаметра отверстия. Поршень с внутренним диаметром 4,030 дюйма вышел бы из коробки с диаметром 4,026 дюйма, если бы рекомендуемый зазор составлял 0,004 дюйма.

Рассматривая сплавы и скорость их теплового расширения, помните, что у всех металлов есть пороговые значения. Хотя все поршни будут расширяться с заданной скоростью, существуют также достижимые температуры, которых они могут достичь, что заставит их не следовать заданной «стандартной» скорости расширения.Поршни будут реагировать по-разному из-за разной массы, толщины и теплового воздействия. Хотя невооруженным глазом это не заметно, у большинства поршней нет «плоской» боковой стенки. Поршни имеют так называемую форму кулачка или профиль. Форма кулачка — это конструкция юбки, которая делает ее продолговатой в месте, где она скользит по стенке цилиндра. Если у вас более длинная юбка, она сделает вашу кулачковую форму длиннее или короче в зависимости от используемого масштаба. По этой причине крайне важно соблюдать рекомендации производителя относительно зазоров.

Покрытие поршня может помочь решить проблемы износа, нагрева, трения и коррозии. Некоторые эксплуатационные покрытия включают керамические термобарьеры, смазочные материалы с сухой пленкой, керамические покрытия выхлопных газов, маслоотталкивающие покрытия и некоторые другие покрытия для улучшения рабочих характеристик и / или долговечности деталей с высокими эксплуатационными характеристиками.

Просмотреть все 7 фотографий

Поршни могут быть покрыты тремя различными типами покрытий: смазочными материалами с сухой пленкой, термобарьерами и маслосъемными покрытиями. Термобарьерные покрытия помогают защитить верхнюю часть поршня от повреждения теплопередачей, сводя к минимуму количество тепла, удерживаемого на поверхности поршня.Это покрытие также позволяет теплу на поверхности более равномерно перемещаться по поверхности, уменьшая горячие точки или ровные участки, отражающие тепло в камеру, для более эффективного сгорания топлива и меньшего теплового расширения за счет уменьшения поглощаемого тепла. На юбку поршня обычно наносят покрытие из сухой пленки. Эта сухая пленка поможет снизить трение, а также предотвратит истирание во время первоначальной обкатки. На нижнюю часть поршня может быть нанесено масляное покрытие. Это покрытие отталкивает масло быстрее, чем необработанная деталь.

Определение степени сжатия

Вы не можете построить двигатель, не принимая во внимание степень сжатия. Затем вам нужно будет определить, какие поршни сжатия лучше всего подходят для ваших целей. В этом разделе давайте удалим аспект «литье против заэвтектического против кованого» и сосредоточимся только на использовании. Общее практическое правило заключается в том, что вы можете использовать более высокую степень сжатия для двигателей без наддува, а при добавлении сумматоров мощности, таких как турбо или нагнетатель, вам потребуется более низкая степень сжатия.

Популярные степени сжатия для безнаддувных автомобилей составляют от 9,5: 1 и выше. Опять же, более высокая степень сжатия сделает двигатель более отзывчивым и мощным, но он также более подвержен проблемам детонации, если настройка не точна. Кроме того, для предотвращения детонации обычно требуется газ с более высоким октановым числом при переходе к поршням с более высоким сжатием. Популярные степени сжатия для приложений с турбонаддувом и наддувом варьируются от 8,0: 1 до 9,5: 1. Чем выше степень сжатия, тем лучше должна быть ваша настройка, чтобы двигатель не взорвался.

Прежде чем выбирать поршни, вы должны знать желаемую высоту сжатия указанного поршня, чтобы вы могли определить фактическую степень сжатия для двигателя. Высота сжатия — это расстояние между центральной линией отверстия под палец и верхней частью поршня. При использовании поршня с плоским верхом это может быть простая математика. Но добавьте выемки клапана или «всплывающий» купол, и теперь вам нужно использовать башмак. Объем купола поршня, как правило, публикуется производителем, но если по какой-то причине вы используете поршни с заменяемыми материалами, вам нужно во всем разобраться.Для этого объем состоит из купола (материала над декой поршня) без вырезов клапана. Это окончательное число будет либо отрицательным, либо положительным. Если объем купола больше, чем объем выемок (типичный), то у вас положительная высота купола. Куполообразные поршни уменьшают объем камеры сгорания, поскольку купол занимает пространство над декой поршня и в камере головки блока цилиндров. Для поршней с плоским верхом рассматриваемый объем — это просто зазор в пазу клапана, если он с пазом.Если поршни массировали с помощью специальной резки или профилирования куполов, единственный способ точно получить объем куб. См — это измерить купола напрямую.

Просмотреть все 7 фотографий

Версия для определения скорости: сравнение материалов поршня

  • Лучше всего подходит для стандартных двигателей.
  • Типичный литой поршень расплавляется, а затем заливается в форму, имеющую форму готового продукта. Поршневые формы представляют собой постоянные штампы, сложные конструкции из составных стальных профилей.Полученная отливка требует минимальной механической обработки. Литые поршни стоят меньше и, как таковые, разработаны как недорогой вариант замены. По этой причине они не подходят для высокопроизводительных приложений.

Сверхэвтектические (литые) алюминиевые поршни

  • Лучше всего подходят для двигателей с атмосферным наддувом мощностью до 600-650 лошадиных сил.
  • Середина дороги в ценовой категории.
  • Заэвтектический поршень также представляет собой литой поршень, но с добавлением кремния (примерно 16 процентов) для получения более твердой и износостойкой версии стандартного литого поршня.Сам кремний расширяется меньше, чем алюминий, потому что он также действует как изолятор, не позволяя алюминию поглощать столько же рабочего тепла, сколько стандартный литой поршень. Еще одно преимущество добавления силикона заключается в том, что поршень становится более твердым и менее подверженным истиранию. Кроме того, более высокое содержание кремния в заэвтектических поршнях позволяет уменьшить зазоры между поршнем и боковой стенкой, улучшая уплотнение сгорания из-за меньшего раскачивания поршня при его перемещении в цилиндре.
  • Из-за более высокого содержания кремния заэвтектический сплав является менее пластичным и менее щадящим при использовании с наддувом и / или азотом, что делает их лучше всего подходящими для двигателей без наддува.

4032 Кованые алюминиевые поршни

  • Лучше всего подходят для двигателей мощностью до 1000 лошадиных сил без наддува.
  • Кованые поршни — самые прочные на рынке. Процесс производства отличается от литого поршня, потому что алюминий не плавится, как у литого поршня. Вместо этого в простую изложницу вдавливают горячий алюминиевый слиток. В результате заготовка поршня требует более тщательной обработки, чем литой поршень, прежде чем она станет поршнем.Кованый сплав 4032 — это сплав с высоким содержанием кремния (примерно 11 процентов) с низкими характеристиками расширения. Поршни, изготовленные из этого сплава, могут иметь более узкий зазор между поршнем и стенкой, что приводит к более плотному уплотнению с меньшим шумом и меньшим задирам, чем у его кузена 2618. Этот меньший допуск предотвращает раскачивание поршня, создавая более стабильный поршень.
  • Из-за более высокого содержания кремния сплав 4032 менее пластичный. Это означает, что он менее щадящий при использовании с усиленными и / или азотными приложениями.Они обладают более низким сопротивлением детонации, что делает их лучше всего подходящими для двигателей с минимальным наддувом или двигателей без наддува.
Просмотреть все 7 фотографий

2618 Кованые алюминиевые поршни

  • Лучше всего подходят для двигателей мощностью до 1200 лошадиных сил и идеально подходят для двигателей, работающих с сумматорами мощности.
  • Алюминий 2618 содержит низкое содержание кремния (примерно 2 процента). Этот сплав с низким содержанием кремния обеспечивает высокие характеристики расширения и обычно используется для гонок в экстремальных условиях.Из-за характеристик высокого расширения поршни 2618 спроектированы для использования большего зазора между поршнем и стенкой цилиндра. Это означает, что когда вы запускаете двигатель в холодном состоянии, можно услышать звук поршней, и это обычно называют «хлопком поршня». Как только двигатель нагревается, «хлопающий» шум стихает, поскольку поршень расширяется до своего нормального рабочего зазора.
  • 2618 — более пластичный сплав, и эта особенность дает более высокое сопротивление детонации. Эти характеристики позволяют поршню выдерживать некоторые из самых экстремальных условий, но долговечность в конечном итоге оказывается под угрозой после бесчисленных циклов нагрева.

Тарелка, купол и поршни с плоской вершиной Объяснение

Под пламенем

Поршни для автомобильной промышленности производятся в конфигурациях с плоской, купольной или тарелкой, но такое разнообразие конструкции головки не означает, что производители двигателей будут всегда есть выбор. «Конструкция головки поршня определяется исключительно двумя факторами: требованиями к карману клапана и требованиями к компрессии», — объясняет Ник Д’Агостино из Wiseco. В наши дни конструкция короны привлекает все больше внимания производителей двигателей, потому что этот поршневой элемент фактически является структурным полом камеры сгорания.Следовательно, он способствует всей динамике, необходимой для успешного сгорания; включая качество входящего потока воздуха (завихрение, колебание и т. д.), перемещение пламени и распределение топлива с прямым впрыском (DI) и дизельными двигателями.

«Вот где действительно все происходит», — подчеркивает Д’Агостино, который определяет головку поршня как «все, что видит пламя».

Благодаря улучшениям в гоночном топливе, конструкции головки блока цилиндров и усовершенствованной системе впрыска топлива, степени сжатия постоянно увеличиваются как в заводских, так и в гоночных двигателях (где это разрешено правилами).В двигателях более старого поколения для более высокой степени сжатия требовались горные поршневые купола для заполнения головок с большими камерами. Однако теперь производители двигателей склоняются к небольшим камерам сгорания с поршнями с плоским верхом — или, по крайней мере, к поршням с ограниченными куполами — для достижения более высокого CR.

«Плоский верх — идеальный вариант, — говорит Д’Агостино. «Это будет ваш лучший сжигатель — самый эффективный с точки зрения эффективности сгорания. Когда нам приходится отклоняться от этого, мы стараемся делать это как можно более тонко.»

Идеальная камера сгорания всегда будет обсуждаться, но один ключевой консенсус состоит в том, что центрально расположенная свеча зажигания является наиболее эффективной. Такое расположение сводит к минимуму расстояние, необходимое для перемещения пламени ко всем точкам в камере, обеспечивает лучшую переднюю поверхность пламени и обычно требует меньшего опережения зажигания для достижения полного сгорания

Центрированную свечу легче установить в полусферической камере для 2-клапанной головки цилиндров или в пятиклапанной камере в 4-клапанной головке.Еще больше проблем, особенно для разработчиков поршней, связано с расположением клиновых и расширенных клапанов, которые популярны в уличных и гоночных двигателях V8. Принимая во внимание эту предпосылку, куполообразные поршни часто представляют собой сложнейшие проблемы для разработчиков поршней.

«Когда вы делаете рабочий ход, фронт пламени будет сдерживаться большим куполом», — говорит Д’Агостино. «Один из шагов Wiseco с купольным поршнем — это округлить его и сделать как можно более низким и широким. Низкие, широкие, широкие купола определенно более предпочтительны, чем высокий остроконечный купол.»

Камеры сгорания VS Конструкция поршня

Такие проблемы не ограничиваются обычными головками Chevy с большими блоками и открытыми камерами сгорания объемом более 100 куб. камеры сгорания, которые были разработаны для работы только с необходимыми поршнями с плоским верхом 12: 1 и преобразованы в установки Comp Eliminator с высокой степенью сжатия или настройки для уличных гонок.

«Это происходит постоянно, и нам это нравится», — лучится Д’Агостино.«Возьмем головку Yates или SB2.2, которая была выпущена в бывшем помещении для кубков, где использовался поршень с плоским верхом и очень маленькой камерой, например, 37 или 40 куб. См. Теперь этот парень хочет 16: 1. Самая большая проблема, с которой вы сталкиваетесь. Это требование к карману клапана. Вы создаете отрицательную часть кармана клапана объемом 12 куб. см. Теперь вам нужно попытаться установить купол в местах, где просто нет недвижимости ».

«Вы пытаетесь преодолеть глубину кармана клапана, но при соотношении 16: 1 вам нужен большой здоровый распределительный вал, который требует глубоких карманов клапана.В этот момент это превращается в битву за недвижимость, поскольку мы балансируем положительное и отрицательное, чтобы получить число, которое будет иметь смысл для всех «, — добавляет Д’Агостино.

Баланс положительных и отрицательных объемов является критическим фактором при разработке коронок поршней для высоких нагрузок. компрессионные двигатели с агрессивными распределительными валами.

«Что касается требований к распределительному валу и карманам клапанов, размеры и глубина карманов клапанов, конечно, создают негатив. Одна из вещей, о которой мы много говорим, — это эффективный объем, — объясняет Д’Агостино.«Люди говорят, что у них есть объем короны или объем тарелки. Мы смотрим на это как на общий эффективный объем, потому что карманы клапанов также создают отрицательный эффект. На самом деле у нас будут некоторые поршни с куполом, но все же с отрицательным Эффективный объем. У них может быть положительный купол объемом 4 куб. см, но у них есть карман для отрицательного клапана 10 куб. см. Это все еще отрицательный эффективный объем 6 куб. см, хотя он имеет форму куполообразного поршня ».

Добавьте закись азота в эти головки с маленькой камерой, и в спешке они могут стать некрасивыми.

, тем быстрее все сгорит », — говорит Д’Агостино.

Даже с головками с большой камерой критически важно понимать динамику контроля искры и перемещения пламени для поршней, у которых объем купола поршня приближается к 50 куб.

«Одна из вещей, на которую мы обращаем внимание при работе с поршнями купола, — это высота купола.Мы дойдем до точки убывающей отдачи, когда я, возможно, смогу перенести вас с 14: 1 до 15: 1, но я собираюсь создать такую ​​гору, чтобы это пламя и топливо переместились, что это не стоит это, — говорит д’Агостино. — В большинстве случаев нам придется обращаться к покупателю и говорить: «Хорошо, это лучший дизайн с соотношением сторон 14: 1, чем 15: 1».

Как только правильный карман для клапана Если достигнута глубина, инженеры по поршням могут использовать уникальные элементы конструкции для улучшения потока воздуха в цилиндр.

«Что касается открытия клапанов в кармане, мы можем увеличить диаметральный зазор в кармане, чтобы дать некоторое пространство для передышки.Если мы нуждаемся в сильном сжатии, это пространство вокруг клапана становится очень критичным, — говорит Д’Агостино. — Нам нужно втянуть его внутрь и сохранить близкий радиус и близкий диаметральный зазор. Подобно созданию складского помещения, я должен оставаться с плоским верхом. Но я хочу запустить как можно больший клапан. Мне нужно создать узкий зазор кармана и минимальную глубину кармана клапана, чтобы я мог максимизировать сжатие ».

Глубина кармана клапана может повлиять на другие элементы конструкции поршня, даже на расположение канавки верхнего кольца.Один из наиболее эффективных приемов работы с поршнем — разместить верхнее компрессионное кольцо ближе к головке поршня. При правильном проектировании производители двигателей добились увеличения компрессии на пол-пункта, что очень полезно в высококонкурентных системах без наддува, таких как Stock Eliminator.

«Размещение верхнего кольца зависит от требований к карману клапана», — говорит Д’Агостино. «Представьте две линии, одна из которых представляет плоскость клапана, а другая — верхнюю кольцевую канавку; в конечном итоге эти две линии встретятся, если они продолжат движение.Некоторые гонщики просят разместить верхнюю канавку компрессионного кольца на расстоянии от 0,1 до 0,120 дюйма от днища поршня, не опасаясь проблем с надежностью.

«У вас оно высоко, но у вас очень узкое кольцо радиальной ширины», — добавляет Д’Агостино. «По мере того, как вы сужаете эту канавку, вы вытягиваете ее из кармана клапана, и вы создаете там толщину материала. Это одна из уловок, которую ребята используют, чтобы добиться сжатия».

Еще одна уловка с поршнем на высоконагруженных двигателях — имитировать профиль головки клапана на стороне сгорания.Некоторые впускные клапаны имеют довольно глубокие тарелки на головке клапана, чтобы уменьшить вес клапана, но этот трюк также открывает камеру сгорания и снижает CR.

«Мы можем разместить центральную точку клапана и с помощью контрольно-измерительного оборудования определить особенности тюльпана», — говорит Д’Агостино. «Затем мы помещаем это в карман для клапана, чтобы получить обратно пару кубиков».

Тема закалки может возникнуть при обсуждении конструкции днища поршня. Это не так важно с форсированными двигателями, которые устраивают двигателестроители.Охлаждение от 080 до 0,100 дюйма, но безнаддувные двигатели продолжают использовать все возможные пути выработки энергии и стремятся к гашению от 0,030 до 0,035 дюйма.

«Похоже, что если это принудительная индукция, гашение почти не происходит. Опять же, я думаю, что вы могли бы поговорить с множеством разных разработчиков двигателей и получить несколько разных теорий. Это самая эффективная возможность и лучшее производство энергии возможность? Не всегда », — говорит Д’Агостино. «С сумматором мощности, даже уличным автомобилем с турбонаддувом, это больше касается выживания, чем ситуаций с мощностью, например, Engine Masters, где мы постоянно работаем над максимальным VE.

«Я считаю, что в приложениях, где сжатие ограничено и приходится запускать плоскую вершину, она наиболее часто используется», — добавляет Д’Агостино. «Когда вы попадаете в ситуации с куполом, все превращается в тестовые образцы и формы для камеры. Вы смотрите на радиус на задней части купола. Это очищает камеру от поршневого камня? Будет ли он ударить? клапан? Теперь вы углубляетесь в разработку двигателей, потому что это соответствует каждой детали, чтобы быть конкретным ».

Толщина прокладки может изменить уравнение при проектировании поршня для клапанного зазора и закалки.

«Если это маленькая камера, малый блок, я ограничен в том, что могу сделать. А затем он хочет использовать прокладку головки 0,035 дюйма. Теперь мне нужно дать вам дополнительный карман для клапана, потому что вы собирается столкнуться «, — объясняет Д’Агостино. «Хорошо, у вас также закалка на 0,035 дюйма, а поршень — на нулевом уровне. О, вы собираетесь вставить алюминиевый стержень, который имеет тенденцию растягиваться при температуре, проходя свои циклы. Теперь у меня есть чтобы уронить поршень в дырку .010 дюйм. пошла куча компрессии.»

Рекомендации по прямому впрыску

Конструкция днища поршня может быть более сложной при работе с двигателями с прямым впрыском, но производители поршней, уже работающие с спортивными компактными двигателями и дизельными двигателями, имеют раннее преимущество. Многие из этих проектов предполагают повышение компрессии на заводских двигателях. но Д’Агостино предупреждает, что штатная топливная система может не поддерживать такой шаг.Приоритеты разработчика поршня, тем не менее, по-прежнему будут начинаться с очистки клапанов, а затем работать с требованиями к топливу, прежде чем решать вопрос о повышении компрессии.

Поршни тарелок представляют наименьшее количество проблем для инженеров, потому что они в основном используются в приложениях с форсированными двигателями, которые часто не требуют распредвалов с большим подъемом или высокой степени сжатия. Но есть наука о дизайне коронки, и одним из первых вариантов является форма углубления. Ходят мысли, что это должно быть точное зеркальное отображение камеры сгорания, которая называется перевернутым куполом. Другой вариант — симметричная тарелка с постоянным профилем или, возможно, традиционная D-образная тарелка с закругленным краем.

«Удачи в достижении общего согласия по этому поводу», — шутит Д’Агостино. «В качестве примера двигателя, который должен был быть подвержен детонации, скажем, бензиновый насос Chevy LS с турбонаддувом, и он должен был быть на улице, я бы подошел к сферической тарелке на нем вместо зеркальное отображение или обратный купол, чтобы обеспечить более мягкую форму тарелки и больший поток, чтобы помочь в более эффективном сжигании. Я не хочу, чтобы фронт пламени, я не хочу, чтобы у топлива была возможность лужи. Я бы положил мягкий края на нем и сделайте переход очень плавным.»

Когда дело доходит до конструкции днища поршня, выбор будет зависеть от требований различных приложений, поскольку инженеры обращаются к подъему кулачка и степени сжатия, а также к другим факторам, связанным с топливом и зажиганием. Кроме того, они по-прежнему должны обеспечивать долговечность при экономии вес, когда это возможно.

«Мы постараемся сделать его как можно ближе к плоскому верху, насколько это возможно», — резюмирует Д’Агостино.

Посмотреть все 7 фотографий В двигателях более старого поколения для более высокого сжатия требовались горные поршневые купола для заполнения крупнокамерные головы.Однако теперь производители двигателей склоняются к использованию небольших камер сгорания с поршнями с плоским верхом. Один из наших шагов с куполообразным поршнем — это округлить его и сделать как можно более низким и широким. Низкие, широкие и широкие купола определенно более предпочтительны, чем высокий заостренный купол. Просмотреть все 7 фотографий Одна мысль заключается в том, что купол поршня должен быть точным зеркальным отображением камеры сгорания, которая называется перевернутым куполом. Это может быть достигнуто путем сканирования камеры сгорания используемой головки блока цилиндров.См. Все 7 фотографий Придвигание кольца ближе к куполу поршня — еще один способ, которым гонщики увеличивают степень сжатия. См. Все 7 фотографий. Оригинальные производители тратят сотни часов на проектирование области чаши двигателя с прямым впрыском. Как вы можете видеть на этих поршнях LT1, область вокруг барабана отрегулирована для добавления или удаления сжатия. См. Все 7 фотографий Поршни тарелок представляют наименьшее количество проблем для инженеров, потому что они в основном используются в приложениях с форсированными двигателями, которые часто не требуют высокого давления. подъемные распредвалы или высокие степени сжатия.Посмотреть все 7 фотографий

Поршни

Поршень поршневого двигателя представляет собой цилиндрический элемент, который перемещается вперед и назад внутри стального цилиндра. [Рис. 1-13] Поршень действует как движущаяся стенка в камере сгорания. По мере того, как поршень опускается в цилиндре, он втягивает топливно-воздушную смесь. По мере того, как он движется вверх, он сжимает заряд, происходит возгорание, и расширяющиеся газы толкают поршень вниз. Эта сила передается на коленчатый вал через шатун. При обратном ходе вверх поршень выталкивает выхлопные газы из цилиндра, и цикл повторяется.

Рисунок 1-13. Поршень.

Конструкция поршня

Большинство поршней авиационных двигателей изготавливаются из поковок из алюминиевых сплавов. На внешней поверхности поршня выполнены канавки для размещения поршневых колец, а на внутренней стороне поршня предусмотрены охлаждающие ребра для большей передачи тепла моторному маслу.

Поршни могут быть стволовыми или ходовыми. [Рис. 1-14] Поршни скользящего типа не используются в современных двигателях большой мощности, поскольку они не обеспечивают достаточной прочности или износостойкости.Верх поршня или головки может быть плоским, выпуклым или вогнутым. В головке поршня могут быть выполнены выемки для предотвращения столкновения с клапанами.

Рисунок 1-14. Поршень в сборе и типы поршней.

В современных двигателях используются поршни с кулачковой шлифовкой, которые имеют больший диаметр, перпендикулярный поршневому пальцу. Этот больший диаметр удерживает поршень в цилиндре прямо во время прогрева двигателя при первом запуске. По мере того как поршень нагревается во время прогрева, часть поршня на уровне штифта имеет большую массу и больше расширяется, делая поршень полностью круглым.При низких температурах поршень имеет овальную форму, а при нагревании до рабочей температуры становится круглым. Этот процесс снижает склонность поршня к взведению или удару по цилиндру во время прогрева. Когда двигатель достигает своей нормальной рабочей температуры, поршень в цилиндре принимает правильные размеры.

Вокруг поршня можно обработать до шести канавок для размещения компрессионных и масляных колец. [Рисунок 1-15] Компрессионные кольца устанавливаются в трех самых верхних канавках; маслосъемные кольца устанавливаются непосредственно над поршневым пальцем.Поршень обычно просверливается в канавках маслосъемных колец, чтобы излишки масла, соскобленные со стенок цилиндра маслосъемными кольцами, могли проходить обратно в картер. Маслосъемное кольцо установлено в основании стенки или юбки поршня для предотвращения чрезмерного расхода масла. Участки стенок поршня, расположенные между кольцевыми канавками, называются кольцевыми площадками. Юбка поршня не только служит направляющей для головки поршня, но и включает в себя бобышки поршневого пальца. Бобышки поршневых пальцев имеют тяжелую конструкцию, позволяющую передавать большую нагрузку на головку поршня на поршневой палец.

Рисунок 1-15. Обработанные кольца вокруг поршня.

Поршневой палец

Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Он выточен в виде трубы из поковки из никелевого сплава, закален и отшлифован. Поршневой палец иногда называют штифтом для запястья из-за сходства относительных движений поршня и шарнирного штока с движением руки человека. Поршневой палец, используемый в современных авиационных двигателях, представляет собой полностью плавающий тип, так называемый, потому что палец может свободно вращаться как в поршне, так и в подшипнике поршневого пальца шатуна.Поршневой палец необходимо удерживать на месте, чтобы его концы не задели стенки цилиндра. Заглушка из относительно мягкого алюминия на конце пальца обеспечивает хорошую опорную поверхность на стенке цилиндра.

Летный механик рекомендует

Поршень

: конструкция, функции, материалы и качество

Какие типы поршней в двигателях?

Поршень является основной частью двигателей внутреннего сгорания. Он имеет возвратно-поступательное движение и преобразует тепловую энергию в механическую.Когда двигатель вырабатывает мощность, он перемещается вверх и вниз внутри цилиндра. Назначение поршня — выдерживать расширение газов и направлять их к коленчатому валу. Он передает силу взрыва на коленчатый вал и, в свою очередь, вращает его. Поршень снабжен кольцами, которые обеспечивают уплотнение между ним и стенкой цилиндра. Это довольно сложно с точки зрения дизайна.

Поршень с плоской головкой

Эффективность и экономичность двигателя в первую очередь зависят от плавности работы поршня.Он должен работать в цилиндре с минимальным трением и выдерживать высокие взрывные силы в цилиндре. Кроме того, он также должен выдерживать очень высокую температуру более 2000 ° C во время работы. Он должен быть максимально прочным, а его вес — как можно меньшим.

г. Функции поршня следующие:

  1. Принимать тягу от взрыва и передавать усилие на коленчатый вал через шатун.
  2. Действует как уплотнение, предотвращающее попадание высокого давления сгорания в картер.
  3. Служит направляющей и подшипником для малого конца шатуна.

Он также должен обладать следующими необходимыми качествами:

  1. Жесткость, выдерживающая высокое давление.
  2. Более легкий, чтобы свести к минимуму силы инерции и обеспечить более высокие обороты двигателя.
  3. Бесшумность при прогреве и нормальной работе.
  4. Конструкция не должна допускать заедания.
  5. Его материал должен иметь хорошую теплопроводность для эффективной теплопередачи.Это снижает риск детонации и обеспечивает более высокую степень сжатия.
  6. Его материал также должен иметь низкую способность к расширению.
  7. Обеспечивает стойкость к коррозии при горении.
  8. Он должен быть как можно короче, чтобы уменьшить общий объем двигателя.
  9. Должен иметь долгий срок службы.

Дизайн:

Конструкция поршня варьируется от двигателя к двигателю. Во многом это зависит от конструкции головки блока цилиндров.Верх поршня называется головкой или головкой. Как правило, недорогие двигатели с низкой производительностью имеют поршень с плоской головкой. Однако в некоторых случаях, когда поршень подходит очень близко к клапанам, инженеры обеспечивают сброс клапана в короне. Поршни, используемые в некоторых высокопроизводительных двигателях, имеют приподнятый купол, который увеличивает степень сжатия и регулирует сгорание.

Формы короны

В некоторых двигателях используются особенно выпуклые поршни для создания желаемой формы камеры сгорания вместе с головкой блока цилиндров.В случае, если в короне находится часть камеры сгорания, можно более точно контролировать степень сжатия. Однако у этой конструкции есть недостаток. В этой конструкции через поршень и кольца проходит большое количество тепла.

Земли:

Верхняя часть поршня имеет канавки, прорезанные по окружности для соответствия поршневым кольцам. Полосы между канавками известны как «земли». Роль земель — поддерживать кольца против давления газа. Площадки также направляют кольца, так что они свободно вращаются в круговом направлении.Опорные перемычки передают силу взрыва непосредственно от днища на бобышки поршневых пальцев. Это снимает большие нагрузки с кольцевых канавок.

Дизайн и конструкция

Юбка:

Часть под поршневыми кольцами называется «юбкой». Его роль — формировать направляющую и поглощать боковую тягу, создаваемую давлением газа. Юбка имеет с внутренней стороны выступы для поддержки поршневого пальца. Он довольно плотно помещается в цилиндр; однако он отделен от стенок цилиндра смазочным маслом.Силы сгорания передаются от головки к шатуну через перемычки внутри поршня. Бобышки действуют как опорная поверхность для качательного движения шатуна. Толстые перемычки передают тепло от днища поршня к бобышкам и юбке поршневого пальца.

Более ранние двигатели использовали чугун из-за его износостойкости. Однако в современных двигателях для уменьшения веса поршней используется алюминиевый сплав, содержащий кремний. Он в три раза легче алюминия, поэтому имеет меньшую инерцию.Алюминиевый сплав обладает высокой теплопроводностью, что позволяет ему охлаждаться.

Зазор поршня:

Обычно диаметр поршня немного меньше диаметра отверстия цилиндра. Пространство между поршнем и стенкой цилиндра называется зазором поршня. Этот допуск необходим по следующим причинам.

  1. Обеспечивает пространство для пленки смазки для уменьшения трения между поршнем и стенкой цилиндра.
  2. Предотвращает заедания.Поршень и блок цилиндров расширяются из-за очень высоких температур. Однако цилиндр охлаждается лучше, чем поршень. Следовательно, между ними должен быть достаточный зазор для расширения поршня.
  3. Без достаточного зазора поршень не сможет работать в цилиндре; снижение его эффективности.

Величина зазора зависит от размера отверстия цилиндра и материала поршня. Но обычно это 0,025-0,100 мм. При работе пленка смазочного масла заполняет зазоры.При ремонте двигателя техники должны поддерживать надлежащий зазор между поршнем и цилиндром.

Тепловая дамба

Влияние просвета:

Если зазор слишком мал, увеличивается трение; что приводит к потере мощности. Если зазор слишком большой, это приведет к «хлопку поршня». Это означает внезапное сотрясение поршня, когда он опускается во время рабочего хода; вызывая отчетливый шум. По мере прогрева двигателя этот зазор уменьшается, и шум обычно исчезает.Производители используют специальные сплавы и разные конструкции для уменьшения пощечины.

Mahle, Diamond, CP Carrillo, Ross и Arias являются одними из мировых производителей поршней.

Смотреть поршневой Mahle в действии:

Подробнее: конструкция блока цилиндров

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог.