ICE πιστόνι. Συσκευή και σκοπός

Το μείγμα καυσίμου που καίγεται στον κύλινδρο του κινητήρα απελευθερώνει θερμική ενέργεια. Στη συνέχεια μετατρέπεται σε μηχανική δράση που κάνει τον στροφαλοφόρο άξονα να περιστρέφεται. Το βασικό στοιχείο αυτής της διαδικασίας είναι το έμβολο.

Αυτή η λεπτομέρεια δεν είναι τόσο πρωτόγονη όσο μπορεί να φαίνεται με την πρώτη ματιά. Θα ήταν μεγάλο λάθος να τον θεωρήσουμε απλό σπρώξιμο.

Το έμβολο βρίσκεται στον κύλινδρο, όπου παλινδρομεί.

Καθώς κινείται προς το άνω νεκρό σημείο (TDC), το έμβολο συμπιέζει το μείγμα καυσίμου. Σε έναν βενζινοκινητήρα εσωτερικής καύσης, αναφλέγεται σε μια στιγμή κοντά στη μέγιστη πίεση. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, η ανάφλεξη συμβαίνει απευθείας λόγω υψηλής συμπίεσης.

Η αυξημένη πίεση των αερίων που σχηματίζονται κατά την καύση ωθεί το έμβολο προς την αντίθετη κατεύθυνση. Μαζί με το έμβολο κινείται η συνδετική ράβδος που αρθρώνεται με αυτό, γεγονός που το κάνει να περιστρέφεται. Έτσι η ενέργεια των συμπιεσμένων αερίων μετατρέπεται σε ροπή, που μεταδίδεται μέσω της μετάδοσης στους τροχούς του αυτοκινήτου.

Κατά την καύση, η θερμοκρασία των αερίων φτάνει τους 2 χιλιάδες βαθμούς. Δεδομένου ότι η καύση είναι εκρηκτική, το έμβολο υπόκειται σε ισχυρά κρουστικά φορτία.

Η ακραία φόρτιση και οι σχεδόν ακραίες συνθήκες λειτουργίας απαιτούν ειδικές απαιτήσεις για το σχεδιασμό και τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του.

Κατά το σχεδιασμό εμβόλων, υπάρχουν ορισμένα σημαντικά σημεία που πρέπει να λάβετε υπόψη:

• την ανάγκη να εξασφαλιστεί μεγάλη διάρκεια ζωής και, επομένως, να ελαχιστοποιηθεί η φθορά του εξαρτήματος.
• αποτρέψτε την καύση του εμβόλου σε λειτουργία σε υψηλή θερμοκρασία.
• εξασφαλίστε τη μέγιστη στεγανοποίηση για να αποτρέψετε τη διάδοση αερίου.
• ελαχιστοποίηση των απωλειών λόγω τριβής.
• εξασφαλίζουν αποτελεσματική ψύξη.

Το υλικό του εμβόλου πρέπει να έχει ορισμένες ειδικές ιδιότητες:

• σημαντική δύναμη?
• μέγιστη δυνατή θερμική αγωγιμότητα.
• αντοχή στη θερμότητα και ικανότητα αντοχής σε ξαφνικές αλλαγές θερμοκρασίας.
• ο συντελεστής θερμικής διαστολής πρέπει να είναι μικρός και να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στον αντίστοιχο συντελεστή του κυλίνδρου για να εξασφαλίζεται καλή στεγανοποίηση.
• αντοχή στη διάβρωση?
• αντιτριβικές ιδιότητες?
• χαμηλή πυκνότητα ώστε το μέρος να μην είναι πολύ βαρύ.

Δεδομένου ότι το υλικό που ανταποκρίνεται ιδανικά σε όλες αυτές τις απαιτήσεις δεν έχει δημιουργηθεί ακόμη, πρέπει κανείς να χρησιμοποιήσει συμβιβαστικές επιλογές. Τα έμβολα για κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι κατασκευασμένα από γκρι χυτοσίδηρο και κράματα αλουμινίου με πυρίτιο (σιλουμίνιο). Στα σύνθετα έμβολα για κινητήρες ντίζελ, συμβαίνει η κεφαλή να είναι κατασκευασμένη από χάλυβα.

Ο χυτοσίδηρος είναι αρκετά ισχυρός και ανθεκτικός στη φθορά, ανέχεται καλά την ισχυρή θερμότητα, έχει αντιτριβικές ιδιότητες και μικρή θερμική διαστολή. Αλλά λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, το έμβολο από χυτοσίδηρο μπορεί να θερμανθεί έως και 400°C. Σε έναν βενζινοκινητήρα, αυτό είναι απαράδεκτο, καθώς μπορεί να προκαλέσει προανάφλεξη.

Επομένως, στις περισσότερες περιπτώσεις, τα έμβολα για κινητήρες εσωτερικής καύσης αυτοκινήτων κατασκευάζονται με σφράγιση ή χύτευση από σιλουμίνιο που περιέχει τουλάχιστον 13% πυρίτιο. Το καθαρό αλουμίνιο δεν είναι κατάλληλο, καθώς διαστέλλεται πάρα πολύ όταν θερμαίνεται, γεγονός που οδηγεί σε αυξημένη τριβή και γδαρσίματα. Αυτά μπορεί να είναι απομιμήσεις που μπορεί να συναντήσετε όταν αγοράζετε ανταλλακτικά σε αμφίβολα μέρη. Για να μην συμβεί αυτό, επικοινωνήστε με τους αξιόπιστους.

Το έμβολο από κράμα αλουμινίου είναι ελαφρύ και μεταφέρει τη θερμότητα καλά, έτσι ώστε η θέρμανση του να μην υπερβαίνει τους 250 ° C. Αυτό είναι αρκετά κατάλληλο για κινητήρες εσωτερικής καύσης που λειτουργούν με βενζίνη. Οι αντιτριβικές ιδιότητες του silumin είναι επίσης αρκετά καλές.

Ταυτόχρονα, αυτό το υλικό δεν είναι χωρίς μειονεκτήματα. Καθώς η θερμοκρασία ανεβαίνει, γίνεται λιγότερο ανθεκτικό. Και λόγω της σημαντικής γραμμικής διαστολής όταν θερμαίνεται, πρέπει να ληφθούν πρόσθετα μέτρα για να διατηρηθεί η στεγανοποίηση γύρω από την περίμετρο της κεφαλής και να μην μειωθεί η συμπίεση.

Το τμήμα αυτό έχει σχήμα ποτηριού και αποτελείται από ένα κεφάλι και ένα μέρος οδηγό (φούστα). Στο κεφάλι, με τη σειρά του, μπορείτε να διακρίνετε το κάτω μέρος και το τμήμα στεγανοποίησης.

Κάτω

Είναι η κύρια επιφάνεια εργασίας του εμβόλου, είναι αυτή που αντιλαμβάνεται την πίεση των διαστελλόμενων αερίων. Η επιφάνειά του καθορίζεται από τον τύπο της μονάδας, την τοποθέτηση ακροφυσίων, κεριών, βαλβίδων και τη συγκεκριμένη συσκευή CPG. Για ICE που χρησιμοποιούν βενζίνη, είναι επίπεδος ή κοίλος με πρόσθετες εγκοπές για την αποφυγή ελαττωμάτων της βαλβίδας. Ο κυρτός πυθμένας δίνει αυξημένη αντοχή, αλλά αυξάνει τη μεταφορά θερμότητας και επομένως χρησιμοποιείται σπάνια. Το Concave σάς επιτρέπει να οργανώσετε έναν μικρό θάλαμο καύσης και να παρέχετε υψηλή αναλογία συμπίεσης, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική στις μονάδες ντίζελ.

Στεγανοποιητικό μέρος

Αυτή είναι η πλευρά του κεφαλιού. Σε αυτό γίνονται αυλακώσεις για δακτυλίους εμβόλου γύρω από την περιφέρεια.

Οι δακτύλιοι συμπίεσης παίζουν ρόλο στεγανοποίησης, αποτρέποντας τη διαρροή συμπιεσμένων αερίων και οι ξύστρες λαδιού αφαιρούν το λιπαντικό από τον τοίχο, εμποδίζοντάς το να εισέλθει στον θάλαμο καύσης. Το λάδι ρέει κάτω από το έμβολο μέσω των οπών στο αυλάκι και στη συνέχεια επιστρέφει στο κάρτερ λαδιού.

Το τμήμα της πλευρικής πλευράς μεταξύ της άκρης του πυθμένα και του άνω δακτυλίου ονομάζεται ζώνη φωτιάς ή θερμότητας. Είναι αυτός που βιώνει το μέγιστο θερμικό αποτέλεσμα. Για να αποφευχθεί η καύση του εμβόλου, αυτός ο ιμάντας είναι αρκετά φαρδύς.

Μέρος οδηγός

Δεν επιτρέπει στο έμβολο να παραμορφωθεί κατά την παλινδρομική κίνηση.

Προκειμένου να αντισταθμιστεί η θερμική διαστολή, η φούστα γίνεται καμπυλόγραμμη ή σε σχήμα κώνου. Στο πλάι, συνήθως εφαρμόζεται αντιτριβική επίστρωση.

Στο εσωτερικό υπάρχουν προεξοχές - δύο εισροές με τρύπες για τον πείρο του εμβόλου, στον οποίο τοποθετείται η κεφαλή.

Στα πλάγια, στην περιοχή των αφεντικών, γίνονται μικρές εσοχές για την αποφυγή θερμικών παραμορφώσεων και την εμφάνιση βαθμολόγησης.

Δεδομένου ότι το καθεστώς θερμοκρασίας του εμβόλου είναι πολύ πιεστικό, το θέμα της ψύξης του είναι πολύ σημαντικό.

Οι δακτύλιοι εμβόλου είναι ο κύριος τρόπος για να αφαιρέσετε τη θερμότητα. Μέσω αυτών αφαιρείται τουλάχιστον η μισή περίσσεια θερμικής ενέργειας, η οποία μεταφέρεται στο τοίχωμα του κυλίνδρου και στη συνέχεια στο χιτώνιο ψύξης.

Ένα άλλο σημαντικό κανάλι ψύκτρας είναι η λίπανση. Χρησιμοποιούνται ομίχλη λαδιού στον κύλινδρο, λίπανση μέσω της οπής στη ράβδο σύνδεσης, εξαναγκασμένος ψεκασμός με ακροφύσιο λαδιού και άλλες μέθοδοι. Περισσότερο από το ένα τρίτο της θερμότητας μπορεί να αφαιρεθεί με την κυκλοφορία του λαδιού.

Επιπλέον, μέρος της θερμικής ενέργειας δαπανάται για τη θέρμανση του φρέσκου τμήματος του εύφλεκτου μείγματος που έχει εισέλθει στον κύλινδρο.

Οι δακτύλιοι διατηρούν την επιθυμητή ποσότητα συμπίεσης στους κυλίνδρους και αφαιρούν τη μερίδα του λέοντος της θερμότητας. Και αντιπροσωπεύουν περίπου το ένα τέταρτο όλων των απωλειών τριβής στον κινητήρα εσωτερικής καύσης. Επομένως, η σημασία της ποιότητας και της κατάστασης των δακτυλίων του εμβόλου για τη σταθερή λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης δύσκολα μπορεί να υπερεκτιμηθεί.

Συνήθως υπάρχουν τρεις δακτύλιοι - δύο δακτύλιοι συμπίεσης στην κορυφή και μία ξύστρα λαδιού στο κάτω μέρος. Αλλά υπάρχουν επιλογές με διαφορετικό αριθμό δαχτυλιδιών - από δύο έως έξι.

Το αυλάκι του άνω δακτυλίου σε σιλουμίν Τυχαίνει να γίνεται με ατσάλινο ένθετο που αυξάνει την αντοχή στη φθορά.

Οι δακτύλιοι είναι κατασκευασμένοι από ειδικές ποιότητες χυτοσιδήρου. Τέτοιοι δακτύλιοι χαρακτηρίζονται από υψηλή αντοχή, ελαστικότητα, αντοχή στη φθορά, χαμηλό συντελεστή τριβής και διατηρούν τις ιδιότητές τους για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι προσθήκες μολυβδαινίου, βολφραμίου και ορισμένων άλλων μετάλλων δίνουν πρόσθετη θερμική αντίσταση στους δακτυλίους εμβόλου.

Τα νέα χρειάζονται λείανση. Εάν έχετε αντικαταστήσει τους δακτυλίους, φροντίστε να λειτουργήσετε τον κινητήρα εσωτερικής καύσης για κάποιο χρονικό διάστημα, αποφεύγοντας τις έντονες συνθήκες λειτουργίας. Διαφορετικά, οι ακάλυπτοι δακτύλιοι μπορεί να υπερθερμανθούν και να χάσουν την ελαστικότητά τους και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμη και να σπάσουν. Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι αστοχία στεγανοποίησης, απώλεια ισχύος, είσοδος λιπαντικού στο θάλαμο καύσης, υπερθέρμανση και καύση του εμβόλου.