Поршневая группа включает поршень, поршневые кольца (компрессионные пальцы и царапающие кольца), поршневой палец и компоненты, ограничивающие его осевое перемещение (для плавающих пальцев).
Поршень обеспечивает геометрию камеры сгорания, необходимую для эффективной работы. Днище поршня поглощает давление газа, создаваемое вакуумом головки во время цикла прохода поршня, и передает усилие через поршневой палец на шатун.
Конструкция поршня включает следующие элементы (рис. 10.3): головку 2 и фартук 1. Головка включает днище 4, огонь (пламя) 5 и зону уплотнения 3. Фартук поршня включает в себя полку водителя 6 и часть
На рисунках 10.4 и 10.5 показаны наиболее распространенные в настоящее время конструкции поршней для дизельных двигателей и двигателей с искровым зажиганием.
Сложная конфигурация поршня и быстро меняющийся тепловой поток, воздействующий на его принадлежности, приводят к неравномерному распределению температуры по плунжеру, что приводит к значительным изменениям локального теплового напряжения и деформации.
Тепло, подводимое к поршню через головку, отводится к охлаждающим стенкам цилиндра, через компрессионное кольцо (60. 70%), через поршневой фартук (20. 30%) и через внутреннюю поверхность поршня к системе смазки. Голова (5. 10%). Плунжер также поглощает часть тепла, выделяемого при трении между цилиндром и поршневой группой.
Рисунок 10.3 — Основные элементы поршня: 1 — фартук — 2 — головка — 3 — уплотнительный пояс — 4 — днище 5 — курок — 6 — выступ.
Рис. 10.4 — Поршень дизельного двигателя: a — седло плохое -b и c — С-центры с уплотнением -1 — реберная кость, соединяющая днище и головку поршня -2 — косая головка -3 — выемка.
Рис. 10.5 Ваккум с искровым зажиганием: a и b — термостатическая вставка с поперечным надрезом и d p -1 — терморегулирующая вставка -2 — трансцендентная -3 — вставка Авлаки для первого компрессионного кольца -4 -T -5 — Массе- Дезаксаж Писто Область выбора металла приспособлена для
В основном алюминиевые сплавы, реже серый или рапсовый чугун, а также сложные материалы используются при изготовлении поршней для автомобильных двигателей.
Более низкая плотность алюминиевых сплавов приводит к уменьшению массы поршня и, следовательно, к уменьшению инерции в корпусе. Хорошая теплопроводность используемых материалов снижает тепловые напряжения в деталях поршня. Низкий коэффициент трения в сочетании с чугунными или стальными гильзами приводит к снижению внутренних потерь. Однако эти материалы имеют серьезные недостатки. Низкая усталостная прочность, снижающаяся при повышении температуры, высокий коэффициент линейного расширения, недостаточная износостойкость и относительно высокая стоимость.
Для поршней с повышенным содержанием кремния используются два типа алюминиевых сплавов пирити: эвтаназия (11. 14%) и гиперчувствительность (17. 25%). Увеличение содержания кремния в сплаве уменьшает коэффициент линейного расширения, повышает термостойкость и износостойкость, но ухудшает свойства мастика и увеличивает производственные затраты.
Для улучшения свойств сплава используются различные добавки: натрий, азот и фосфор повышают износостойкость сплава и устойчивость к никелю, а хром и магний увеличивают термическую прочность и структурную твердость. Увеличение меди до 6% повышает сопротивление усталости и теплопроводность, улучшает литейные свойства и снижает стоимость строительства, но немного снижает прочность поршня.
Помимо своей основной функции, поршневые компрессионные кольца отводят большую часть тепла от поршня к стенке цилиндра. Наиболее распространенная конструкция компрессионных колец для автомобильных двигателей показана на рисунке 10.6.
Кольца с прямоугольными пересекающимися участками (рис. 10.6, а) просты по конструкции и имеют большую поверхность контакта со стенкой цилиндра. Это способствует правильной передаче тепла от головки поршня к системе охлаждения. Однако их недостатком является то, что трудно подогнать поверхность под поверхность цилиндра.
Кольца с конической рабочей поверхностью («тонкие») имеют рабочий угол на поверхности цилиндра 15. 30′ (рис. 10.6, б). Из-за повышенного давления на рабочие столы (снизу) они быстро проникают внутрь и приобретают все характеристики прямоугольных колец. Однако такие кольца сложнее создавать.
Преимущества прямоугольного и конического сечений в значительной степени сочетаются в конструкции носка (рис. 10.6, d, e, IA). Во время работы такие кольца скручиваются из-за большей деформации в верхней зоне поперечного сечения, их рабочая поверхность соприкасается с зеркалом цилиндра под углом и действует как «тонкое» кольцо.
Это благоприятствует быстрому входу. Однако эти кольца имеют недостаточный контакт со стенкой цилиндра, что затрудняет передачу тепла между головкой поршня и стенкой цилиндра.
Рис. 10.6. Основные конструктивные решения компрессионных поршневых колец (поперечное сечение): а — прямоугольное — б — коническое («Тонкое») — в — баррель — г и д — прямоугольное с внутренней патрицей — е и ж — тройное (симметричное и асимметричное)— i — витое стальное — i — повернутое назад
Кольца бочкообразной формы (рис. 10.6, в) (симметричные или асимметричные) обеспечивают оптимальное распределение масла по траектории движения поршня и исключают контакт кромок кольца с цилиндром, тем самым устраняя смещение из-за разрушения масляной пленки. поршня. Кольца быстро проникают в коридор цилиндра.
Пересекающиеся секции в виде столов с одной или обеих сторон (рис. 10.6, F и G), а также прямоугольный или бочкообразный рабочий стол противостоят горению при высоких температурах в области пазов. Осевое и радиальное движение поршня во время зарядки приводит к изменению зазора между крайней поверхностью кольца и канавкой поршня, что вызывает разрушение нагара. Одиночное трапециевидное кольцо обладает всеми характеристиками крутящегося кольца благодаря своей асимметрии.
Конический козырек в нижней части рабочего стола скребкового кольца (рис. 10.6, H) вызывает уменьшение поверхности, что приводит к увеличению радиального давления кольца на поверхность цилиндра. Такие кольца могут частично выполнять функции скребковых колец при оставшихся компрессионных кольцах.
Нижнее компрессионное кольцо иногда перекашивается из-за одновременного наклона дна секции перехода и рабочей поверхности (рис. 10.6, к). Скручивание работы обеспечивает контакт с цилиндром вдоль нижней конечности. Операция похожа на операцию соскабливания кольца.
Лабиринтное уплотнение компрессионного кольца оказывает насосное действие. Это означает, что он облегчает перенос масла из зазора в камеру сгорания.
Лабиринтные кольца регулируют площадь смазки. Они сконструированы таким образом, что избыток масла эффективно удаляется со стенок цилиндра и распределяется по его поверхности в виде стабильной толстой пленки.
Витые монолитные чугунные кольца браслетного расширителя (рис. 10.7, б) характеризуются высокой гибкостью и обеспечивают равномерное распределение давления по всей высоте кольца. Внутренняя поверхность кольца имеет полукруглую или V-образную форму. В первом случае пружина адаптируется быстрее, но при этом может закрывать часть площади дренажного окна. Этот тип колец используется почти во всех дизельных двигателях автомобилей и примерно в трети двигателей с искровым зажиганием.
Система из двух типов скребковых колец (рис. 10.7, в), установленных в канавках (в данном случае верхнее кольцо имеет дренажную канавку), характеризуется независимыми функциями колец.
Стальные композитные (сборные) хромированные разрушающиеся кольца (рис. 10.7, д и е) имеют две базовые кольцевые пластины и расширения (осевое и радиальное или тангенциальное) и используются в основном на двигателях с искровым зажиганием.
Расширители, благодаря своей эластичности, могут увеличить давление на стенку кольца при минимальной толщине лучевой кости.
Рис. 10.7. основные решения для маслосъемных колец: a — расширитель без коробки — b — с расширителем с витой пружиной b — коробчатый тип — c — два скребковых кольца — d — радиальный тип расширителя.
Качественная работа группы поршней достигается не только за счет конструкции отдельных колец, но и за счет их правильного подбора. Например, если верхнее компрессионное кольцо имеет прямоугольное сечение с бочкообразной рабочей поверхностью, то нижнее компрессионное кольцо должно быть «скользящим» или «тонким».
В высокофорсированных дизельных двигателях трудно поддерживать температуру области канавки первого компрессионного кольца при температуре гранул масла. По этой причине в качестве первого компрессионного кольца используется двустороннее трапециевидное кольцо (до 75% всех моделей), а нижнее кольцо имеет прямоугольное пересечение (до 40%), острое (до 35%) или бисериально-трапециевидные (не более 25%).
Материалом для поршневых колец служит специальный серый литой чугун, который отличается долговечностью и упругостью на протяжении всего срока службы кольца. Устойчивость к периферийному трению, хорошие анти-РИБ свойства, способность работать достаточно быстро и эффективно. Поверхности цилиндров. Добавки из сплавов Cr, Ni, Mo и W повышают термическую прочность колец.
Studopedia.org -Studopedia.org -2014-2022. Studopedia не является автором размещенного материала. Однако мы предлагаем бесплатное использование (0,011 с).
