Поршень мотора представляет собой деталь, имеющую цилиндрическую форму и совершающую возвратно-поступательные движения снутри цилиндра. Он принадлежит к числу более соответствующих для мотора деталей, так как реализация термодинамического процесса, происходящего в ДВС, происходит конкретно при его помощи. Поршень:
- воспринимая давление газов, передает возникающее усилие на шатун;
герметизирует камеру сгорания;
отводит от неё избыток тепла.
На фото выше продемонстрированы четыре такта работы поршня мотора.
Экстремальные условия обуславливают материал производства поршней
Поршень эксплуатируется в экстремальных критериях, соответствующими чертами которых являются высочайшие: давление, инерционные перегрузки и температуры. Конкретно потому к главным требованиям, предъявляемым материалам для его производства относят:
- высшую механическую крепкость;
неплохую теплопроводимость;
малую плотность;
незначимый коэффициент линейного расширения, антифрикционные характеристики;
неплохую коррозионную устойчивость.
Требуемым характеристикам соответствуют особые дюралевые сплавы, отличающиеся прочностью, термостойкостью и легкостью. Пореже в изготовлении поршней употребляются сероватые чугуны и сплавы стали.
Поршни могут быть:
- литыми;
коваными.
В первом варианте их изготовляют методом литья под давлением. Кованые изготовляются способом штамповки из дюралевого сплава с маленьким добавлением кремния (в среднем, порядка 15 %), что существенно наращивает их крепкость и понижает степень расширения поршня в спектре рабочих температур.
Конструктивные индивидуальности поршня определяются его назначением
Главными критериями, определяющими систему поршня, являются тип мотора и форма камеры сгорания, индивидуальности процесса сгорания, проходящего в ней. Конструктивно поршень представляет собой цельный элемент, состоящий из:
- головки (днища);
уплотняющей части;
юбки (направляющей части).
Различается ли поршень бензинового мотора от дизельного? Поверхности головок поршней движков бензинового и дизельного конструктивно различаются. В бензиновом движке поверхность головки — плоская либо близкая к ней. Время от времени в ней производятся канавки, содействующие полному открытию клапанов. Для поршней движков, оборудованных системой конкретного впрыска горючего (СНВТ), характерна наиболее непростая форма. Головка поршня в дизельном движке существенно различается от бензинового, — благодаря выполнению в ней камеры сгорания данной формы, обеспечивается наилучшее завихрение и смесеобразование.
На фото схема поршня мотора.
Поршневые кольца: виды и состав
Уплотняющая часть поршня содержит в себе поршневые кольца, обеспечивающие плотность соединения поршня с цилиндром. Техническое состояние мотора определяется его уплотняющей способностью. Зависимости от типа и назначения мотора выбирается число колец и их размещение. Более всераспространенной схемой является схема из 2-ух компрессионных и 1-го маслосъемного колец.
Делаются поршневые кольца, в главном, из специального сероватого прочного чугуна, имеющего:
- высочайшие постоянные характеристики прочности и упругости в критериях рабочих температур в протяжении всего периода службы кольца;
высшую износостойкость в критериях интенсивного трения;
отличные антифрикционные характеристики;
способность резвого и действенного прирабатывания к поверхности цилиндра.
Благодаря легирующим добавкам хрома, молибдена, никеля и вольфрама, термостойкость колец существенно увеличивается. Методом нанесения особых покрытий из пористого хрома и молибдена, лужения либо фосфатирования рабочих поверхностей колец делают лучше их прирабатываемость, наращивают износостойкость и защиту от коррозии.
Главным назначением компрессионного кольца является препятствование попаданию в картер мотора газов из камеры сгорания. В особенности огромные перегрузки приходятся на 1-ое компрессионное кольцо. Потому при изготовлении колец для поршней неких форсированных бензиновых и всех дизельных движков устанавливают вставку из стали, которая увеличивает крепкость колец и дозволяет обеспечить наивысшую степень сжатия. По форме компрессионные кольца могут быть:
- трапециевидные;
тбочкообразные;
тконические.
При изготовлении неких колец производится порез (вырез).
На маслосъемное кольцо возлагается функция удаления излишков масла со стен цилиндра и препятствование его проникновению в камеру сгорания. Оно различается наличием огромного количества дренажных отверстий. В системах неких колец предусмотрены пружинные расширители.
Форма направляющей части поршня (по другому, юбки) быть может конусообразной либо бочкообразной, что дозволяет восполнить его расширение при достижении больших рабочих температур. Под их действием форма поршня становится цилиндрической. Боковую поверхность поршня с целью понижения вызванных трением утрат покрывают слоем антифрикционного материала, в этих целях употребляется графит либо дисульфид молибдена. Благодаря отверстиям с приливами, выполненным в юбке поршня, осуществляется крепление поршневого пальца.
Состав поршневой группы
Узел, состоящий из поршня, компрессионных, маслосъемных колец, также поршневого пальца принято именовать поршневой группой. Функция её соединения с шатуном возложена на металлической поршневой палец, имеющий трубчатую форму. К нему предъявляются требования:
- малой деформации при работе;
высочайшей прочности при переменной перегрузке и износостойкости;
неплохой сопротивляемости ударной перегрузке;
малой массы.
По способу установки поршневые пальцы могут быть:
- закреплены в бобышках поршня, но вращаться в головке шатуна;
закреплены в головке шатуна и вращаться в бобышках поршня;
свободно вращающимися в бобышках поршня и в головке шатуна.
Пальцы, установленные по третьему варианту, именуются плавающими. Они являются более пользующимися популярностью, так как их износ по длине и окружности является незначимым и равномерным. При их использовании опасность заедания сведена к минимуму. Не считая того, они комфортны при монтаже.
Отвод излишков тепла от поршня
Наряду со значительными механическими перегрузками поршень также подвергается нехорошему действию экстремально больших температур. Тепло от поршневой группы отводится:
- системой остывания от стен цилиндра;
внутренней полостью поршня, дальше — поршневым пальцем и шатуном, также маслом, циркулирующим в системе смазки;
отчасти прохладной топливовоздушной консистенцией, подаваемой в цилиндры.
С внутренней поверхности поршня его остывание осуществляется при помощи:
- разбрызгивания масла через специальную форсунку либо отверстие в шатуне;
масляного тумана в полости цилиндра;
впрыскивания масла в зону колец, в особый канал;
циркуляции масла в головке поршня по трубчатому змеевику.
Видео — работа мотора внутреннего сгорания (такты, поршень, смесь, искра):
Видео про четырёхтактный движок — механизм работы:
Создатель статьи: Есипович Евгений
Источник: