Предметы:
- Общий
- Нижняя часть поршня
- материалы
- Поршневые кольца
- Окончательный зазор поршневых колец
- Поршневой палец
- Рассаксация поршневого пальца
- Деформация поршня
- Наклонный поршень
- охлаждение
в целом:
Поршни совершают в цилиндре движения вверх и вниз. Цилиндр застрял в блоке двигателя и не двигается. Поршень постоянно перемещается от НОМ (нижней мертвой точки) до ВМТ (верхней мертвой точки) в цилиндре. Сгорание происходит в верхней части поршня (так называемой нижней части поршня). Поскольку впускные клапаны открываются и поршень движется навстречу, во впускной секции создается вакуум. Этот вакуум всасывает воздух (или топливную смесь) в цилиндр. В двигателе с наддувом (с помощью турбонаддува или компрессора) всасываемый воздух нагнетается в цилиндры под определенным избыточным давлением.
De впускные клапаны закрывается, и поршень движется вверх. Воздух (или топливная смесь) сжимается (сжимается) затем при бензиновый двигатель встречается буж и в один дизель воспламенился при добавлении дизельного топлива.
Поскольку смесь воспламеняется, поршень с огромной силой толкается вниз. Тогда выпускные клапаны открывается, и поршень при ходе вверх выталкивает сгоревшие газы в выхлоп.
Поршни должны соответствовать следующим свойствам:
- Минимально возможная масса, чтобы силы масс в ВМТ и ODP были как можно меньшими. Небольшие массовые силы создают меньшую нагрузку на подшипники и обеспечивают более высокие частоты вращения.
- Хорошая теплопроводность; температура днища поршня может превышать 400 градусов Цельсия. Чтобы температура основания поршня не поднималась слишком высоко, оно постоянно охлаждается масляной струей, направленной на нижнюю сторону. Более низкая тепловая нагрузка приводит к меньшему износу и меньшему расходу масла.
- Достаточная механическая стойкость.
- Низкий коэффициент трения.
Нижняя часть поршня:
Верхняя часть поршня называется «коронкой» или «дном поршня». В основании поршня часто притираются выемки под клапаны.
В дизельных двигателях с непосредственным впрыском днище поршня часто остается частью камеры сгорания. Затем в поршне стачивается специальная полость, служащая для завихрения воздуха. Воздух в этом пространстве будет совершать вихревое движение, благодаря чему дизельное топливо во время впрыска сразу же хорошо смешивается с этим воздухом.
На изображении показан дизельный двигатель с непосредственным впрыском и камерой предварительного завихрения в поршне. Дизельный двигатель с непрямым впрыском имеет отдельную камеру предварительного завихрения в головке блока цилиндров. В этом случае в нижней части поршня не остается пространства для сгорания.
Материалы:
Поршни обычно изготавливаются из алюминиевых или магниевых сплавов. Иногда используются кованые алюминиевые поршни с хромированными основаниями. Они очень прочные и имеют небольшой вес. Преимущество в том, что благодаря небольшому весу они также имеют меньшую механическую нагрузку на стенки цилиндров (и, следовательно, меньший износ), плюс их можно использовать в двигателях большой мощности. Из-за специализированного производства цена намного выше, чем у обычных алюминиевых поршней.
В боковой части поршня также сделаны небольшие канавки, сравнимые с хонинговальными канавками в стенке цилиндра. Они служат для того, чтобы «переносить» масло при движении вверх и вниз. Если бы не были предусмотрены небольшие канавки, масло могло бы просто пройти мимо них и оказаться в камере сгорания.
Поршневые кольца:
Поршневые кольца должны обеспечивать наилучшее газовое уплотнение между поршнем и цилиндром. Утечки вдоль поршневых колец вызывают, помимо прочего:
- Потери при сжатии (следовательно, и потери мощности).
- Потери масла через камеру сгорания.
- Преждевременное старение и загрязнение масла; Поскольку газы утечки попадают в масло, эти газы могут смешиваться с маслом, вызывая старение масла.
Между канавками поршневых колец и самими поршневыми кольцами всегда имеется слой масла (см. изображение ниже). Невозможно обеспечить уплотнение только поршневыми кольцами. Масло также играет важную роль в этом. Это происходит следующим образом:
- Когда поршень поднимается, поршневые кольца перемещаются в нижнюю часть канавки поршневого кольца. (см. изображение)
- Масло на стенке цилиндра проникает между поршневым кольцом и канавкой поршневого кольца. Это приводит к тому, что поршень прижимается к стенке цилиндра.
При износе маслосъемных колец масло может попасть между стенкой цилиндра и маслосъемным кольцом и попасть в камеру сгорания. Затем масло сгорает, в результате чего из выхлопной трубы появляется синий или черный дым. Синий дым возникает из-за моторного масла, которое попадает непосредственно в выхлопную систему, не сгорает и испаряется. Черный дым означает, что масло участвовало в процессе сгорания, а остатки сгоревшего масла покидают выхлопные трубы в виде (черной) сажи.
Окончательный зазор поршневых колец:
Зазор паза — это пространство между двумя концами поршневого кольца. Если зазор слишком мал, поршневое кольцо не сможет сформироваться до меньшего диаметра. Стенка цилиндра может быть повреждена, а поршневое кольцо может сломаться. Если зазор замка слишком велик, между концами слишком много места; поршневые кольца недостаточно уплотняются, что может привести к потере компрессии или увеличению расхода масла.
Зазор замка измеряется с помощью щуп. При вышеуказанном измерении зазор замка должен составлять от 0,35 до 0,55 мм. Щуп толщиной 0,5 мм можно было пройти с некоторым сопротивлением. Так что окончательное разрешение в порядке. Более подробную информацию смотрите на странице «размеры поршневых колец» под заголовком Механическое измерение.
Поршневой палец:
Поршневой палец служит для прикрепления поршня к шатуну с возможностью вращения. Поршневой палец (теоретически) установлен в центре поршня и зафиксирован стопорным кольцом. На самом деле поршневой палец установлен смещено от центра, что повышает производительность. Более подробную информацию об этом можно найти ниже в следующей главе: Рассаксация поршневого пальца.
Рассаксация поршневого пальца:
Внеосевое положение поршневого пальца означает, что поршневой палец не полностью отцентрирован (как показано на рисунке). Разумеется, эти поршни также должны быть установлены в определенном направлении. Направление указано стрелкой, нанесенной на днище поршня. Эта стрелка указывает на сторону распределения.
Смещение поршневого пальца от центра служит важной цели; уменьшить износ стенок цилиндра и снизить шум, издаваемый поршнем при замене стенок цилиндра. Когда поршень движется вверх, он прижимается к левой стороне стенки цилиндра, а когда он движется вниз, он прижимается к правой стороне. При каждом рабочем такте поршень будет ударяться с левой стороны о правую с огромной силой.
Поскольку поршневой палец смещен от центра, шатун уже находится в вертикальном положении перед ВМТ. Поршень перемещается в правую сторону цилиндра перед рабочим тактом. Когда теперь происходит рабочий ход, поршень уже находится в правильном положении и теперь может одним движением опуститься прямо вниз. Благодаря смещению поршневого пальца от центра поршень больше не ударяется о стенку цилиндра при рабочем ходе, что снижает шум и износ.
Деформация поршня:
Поршень в прогретом двигателе принимает другую форму, чем в холодном. Материал расширяется под воздействием тепла. Поршень сконструирован таким образом, что расширение происходит только в одном направлении. В противном случае поршень может застрять в цилиндре.
В крайнем левом углу рисунка поршень виден в нормальном состоянии. На среднем изображении поршень в цилиндре, вид сверху, когда он находится при рабочей температуре. Итак, двигатель поработал какое-то время, в результате чего материал поршня нагрелся и расширился. На правом фото поршень в холодном состоянии. Теперь он имеет овальную форму. Стрелки вверху и внизу указывают разницу в размерах. Поршень на правом снимке был усилен по ширине и специально сконструирован по длине так, чтобы у него было место для расширения. Причина этого в том, что любой материал при нагревании расширяется. Для этого поршню также необходимо предоставить место.
Та сторона, которая не расширяется, то есть левая и правая стороны поршня на рисунке, прижимается к стенке цилиндра во время рабочего хода. Эта сторона поглощает силу скольжения (см. изображение в главе ниже «наклоняющийся поршень»). Конечно, он устроен таким образом, потому что в противном случае пространство между поршнем и стенкой цилиндра будет слишком большим из-за такой огромной силы. Тогда поршень Двигатель ударяется о стенку цилиндра и поэтому имеет короткий срок службы.
Несмотря на это, звук при холодном двигателе может отличаться от звука при прогретом двигателе. Когда двигатель холодный, люфт между поршнем и цилиндром настолько велик, что все еще может быть слышен легкий постукивающий звук. Это вообще не проблема, если этап прогрева двигателя протекает гладко. Под этим я подразумеваю, что двигатель необходимо прогревать медленно (не слишком высокие обороты и уж точно не слишком много бензина на низких оборотах). Если это все-таки произошло, то поршень еще не полностью расширился и масло еще не достигло рабочей температуры хотя бы 60 или 80 градусов. В этом случае срок службы двигателя значительно сократится. Стенка цилиндра изнашивается быстрее, как и боковая часть поршня, которая изнашивается сильнее. Шум поршня также может быть снижен производителем путем применения «десаксации». (См. главу выше).
Наклонный поршень:
При движении вверх и вниз поршень также слегка перемещается в направлении ширины стенки цилиндра. Если из-за неправильной эксплуатации двигателя происходит износ стенки цилиндра (например, езда на высоких оборотах при холодном двигателе), часть стенки цилиндра (отмеченная красным на изображении) может стать полой. Большую роль в этом также может сыграть неудачный выбор материалов производителем автомобиля (вспомните некоторые двигатели 1.4 16v от VAG).Это означает, что ширина стенки цилиндра увеличивается и, следовательно, поршень имеет больше свободы движения, как результат действия силы скольжения. В этом случае мы говорим о «наклонных поршнях». На изображении видно, что поршень нарисован слегка перекрученным в цилиндре. Немного преувеличенная ситуация, но концепция «наклона поршня» просматривается отчетливо.
Результатом наклона поршней является то, что двигатель издает сильный тикающий шум. Иногда его можно сравнить со звуком дизельного двигателя. Звук — это просто удар о стенку цилиндра из-за дополнительного пространства, которое имеет поршень в цилиндре. В результате часто увеличивается расход масла (из-за плохой герметизации) и часто увеличивается износ. Единственное, что с этим можно сделать, это капитальный ремонт двигателя.
охлаждение:
Поршень охлаждается путем разбрызгивания моторного масла снизу. Это можно сделать с помощью масляного распылителя (см. изображение ниже) или через отверстие в шатуне. Это вместе с дополнительной информацией об охлаждении и смазке описано на странице система смазки.
