Устройство поршня двс: Устройство поршня

Поршень

Поршень служит для превращения энергии расширяющихся при сгорании газов во вращение коленчатого вала

Двигатель

Поршень — деталь поршневой группы двигателя, находящаяся внутри цилиндра. При помощи шатуна поршень соединен с коленчатым валом. Конструкция спроектирована таким образом, что поршень во время работы двигателя постоянно совершает возвратно-поступательное движение, преобразуя энергию расширяющихся при сгорании газов во вращение коленчатого вала.  

Устройство поршня

Поршень состоит из трех частей, хотя и выполняется из единой заготовки: днища, уплотняющей части и юбки. К коленчатому валу поршень присоединяется при помощи шатуна. Поршень надевается на шатун и закрепляется поршневым пальцем, продетым сквозь деталь. Форма днища поршня двигателя внутреннего сгорания никогда не бывает плоской. В зависимости от конструкции днище может иметь сложную конфигурацию. Сверху над днищем могут быть расположены свечи, форсунки и клапаны.

Расстояние от днища поршня до первого компрессионного кольца называется огневым поясом поршня

Чаще всего в днище поршня можно видеть углубления, предназначенные для того, чтобы двигающиеся над ними клапана не соприкасались с поверхностью поршня. Углубления, как правило, имеют большую глубину с одного края, так как расположенные над ними клапаны установлены под углом. В целом, как правило, общую форму днища делают вогнутой. Это обусловлено тем, что поршень, поднимаясь вверх, является одновременно дном камеры сгорания, а для оптимального распространения пламени вогнутое днище подходит как нельзя лучше. У этой формы есть и свои недостатки — в нижней части впадины быстрее отлагается нагар.

Поршень

Расстояние от днища поршня до первого компрессионного кольца называется огневым поясом поршня. Поскольку поршень работает в условии экстремально высоких температур, огневой пояс имеет строго просчитанную высоту, которая зависит еще и от материала, из которого выполнен поршень. Снижение высоты ниже определенного предела может привести к преждевременному прогоранию поршня.

В прошлом поршень выполнялся из стали целиком, но в современных двигателях нередко применяются облегченные поршни из алюминиевых сплавов

Поршень — высокоточная деталь, так как одна из его задач — служить основой для компрессионных колец, уплотняющих камеру сгорания в момент сжатия. Со временем поршень изнашивается и обгорает, что приводит к снижению уплотнения — раскаленные газы начинают просачиваться между телом поршня и кольцом, и попадают в картер, а из картера в камеру сгорания просачивается масло.

Из этого следует, что повышенный расход масла может служить признаком износа поршней. Кроме того, об этом можно судить по появлению дыма в потоке выхлопных газов — дым образуется в результате сгорания попадающего в пространство над поршнем масла.

Поршень и поршневые кольца

Сочетание днища и уплотняющей части (служащей основой для колец) называется головкой поршня. В прошлом поршень выполнялся из стали целиком, но в современных двигателях нередко применяются облегченные поршни из алюминиевых сплавов. Алюминий уступает стали в прочности, поэтому для создания основы для верхнего компрессионного кольца его снабжают ободком из обладающего высокими антикорозионными и прочностными свойствами чугуна. В чугунном ободке, вплавленном в тело поршня, нарезают канавку, в которое и вставляется верхнее компрессионное кольцо. Этот вид чугуна называется нирезистом.

В нижней части головки расположены каналы для маслосъемных колец. Их нарезают на станке и снабжают сквозными отверстиями, через которое снятое с зеркала цилиндра масло по внутренней стенке поршня стекает в поддон картера блока цилиндров.

Поршневой палец

Юбка или направляющая часть поршня снабжена двумя приливами, или бобышками, в которых проделаны отверстия для установки поршневого пальца. Поскольку в месте расположения бобышек поршень имеет наибольшую толщину, в нем чаще всего возникают деформации под воздействием температуры. Для того, чтобы избежать риска деформации, часть метала с бобышек срезают на фрезеровочном станке. Служащие для охлаждения и повышающие интенсивность смазывания поршня углубления именуются на техническом сленге «холодильниками».

Материалы для производства поршней

К материалам, применяемым для изготовления поршней, предъявляются высокие требования. Прежде всего, материал должен обладать высокой механической прочностью при малой плотности и низком коэффициенте линейного расширения, высокой теплопроводностью и корозионной стойкостью, хорошими антифрикционными свойствами. Исходяиз этого, поршни делают либо из серого чугуна, либо из алюминиевого сплава, нередко с вкраплением чугуна.

Чугунные поршни отличаются прочностью и износостойкостью, работают с малыми зазорами. Недостаток чугуна — большой вес. Поэтому чугунные поршни применяются, как правило, в низкооборотистых, хорошо сбалансированных двигателях. У чугуна низкая теплопроводность, поэтому сильно нагревается днище. Это недостаток, так как высокая температура внутри камеры сгорания до зажигания может приводить к некорректному сгоранию топлива, которое называется калильным зажиганием. Особенно остро эта проблема стояла в прежние годы, когда преобладающим устройством впрыска был карбюратор.

Гораздо чаще в современных двигателях применяются поршни из алюминиевого сплава. В числе их достоинств малый вес, высокая теплопроводность (благодаря чему температура днища редко поднимается выше 250 °C). Именно благодаря этому фактору инженерам удалось в свое время найти способ существенно поднять степень сжатия в бензиновых двигателях. Основной недостаток алюминия — большой коэффициент линейного расширения, что заставляет делать большие зазоры, снижая способность поршня к уплотнению. Кроме того, механическая прочность алюминия при нагреве резко (до 50%) падает, чего с чугуном не происходит.  Тем не менее, недостатки не оказались фатальными, так как инженерам удалось придумать способы нивелировать отрицательные свойства материала. Например, чтобы уменьшить потери при сжатии, юбке поршня придают овально-конусную форму. Чтобы не допусать деформации от перегрева, юбку изолируют от головки при помощи материала с низкой теплопроводностью и тп.  

Интересные факты о поршне

Самые «крепкие» поршни — кованые, то есть сделаные из заготовок, полученных методом литья, а впоследствии подвергнутых ковке. Ковка — механическая обработка нагретого до ковочной температуры металла. Для каждого металла существует своя ковочная температура; у алюминия она не высока — всего лишь в районе 500 градусов.

Почему поршни двигателя бывают разной формы

Всем привет друзья!

Современная наука очень тесно переплетена с математикой, вычислением размеров допусков, расчетами, чертежами. И вся эта техника, управляется ещё и компьютерными программами, но изменив лишь немного какое-то устройство, уже теряется весь его смысл и правильность работы, то же самое касается и двигателя внутреннего сгорания, поршней в нём. Поршни разного размера, разной формы и из разного материала могут привести к разным результатам и выполнять разные функции.

И так поршень — это основная деталь всех двигателей внутреннего сгорания. Поршень нужен чтобы преобразовать энергию газа в поступательную энергию. Все вместе, поршень, шатуны и коленчатый вал, все это называется кривошипно-шатунный механизм.  Впервые поршень применился в двигателе внутреннего сгорания в 1861 году, французским инженером Лэнуаром. До этого поршни применялись только в паровых двигателях, машинах.

Поршень с более уплотнительными поршневыми кольцами, поршневым пальцем и деталями для крепления называют поршневой группой. Поршневая группа принимает на себя давления газов и через шатун за счёт этих газов, толкает поршень и происходит кручения коленчатого вала. А также поршневая группа с кольцами, она служит для уплотнения цилиндра чтобы слишком много масла не проникала в камеру сгорания, чтобы не проходили картерные газы, в картер. Днище у поршня или его головка бывает разной формы. Форма поршня зависит от смесеобразования, расположение свечей, форсунок, клапанов или газообмена в цилиндре. Например, вогнутая форма поршня применяется на дизелях или на бензиновых, но с высокой степенью сжатия, то есть днища поршня оно по форме такое же как камера сгорания, но на таких поршнях часто накапливается нагар, она повторяет контур камеры сгорания. А если форма поршня выпуклая, то прочность поршня увеличивается, но камера сгорания становится линзовидной формы, это увеличивает теплоотдачу. Если у поршня плоское днище, то такой поршень самый простой в изготовлении, такие поршни часто ставятся на бензиновые двигатели и на вихре камерные и предкамерные дизельные двигатели. В более старых в двухтактных двигателях, днище был выступ дефлектор, он нужен был для отклонения горючей смеси во время продувки, а также для уменьшения выбросов. Есть разница, между тем как подаётся топливо в камеру сгорания, в дизелях смесеобразования объёмная и форма днища поршня сделано с выемкой для того, чтобы топливо подавалось в объём воздуха, а бывает, что топливо впрыскивается на стенку поршня с использованием системы Common Rail.

В дизелях, сейчас используют всё-таки объёмная смесеобразование. У каждого поршня есть жаровой пояс, это расстояние от канавки самого верхнего кольца до днища поршня, чем больше высота жарового пояса, тем лучше работа верхнего кольца, поршень лучше охлаждается, но увеличивается масса поршня и выбрасывается больше углеводородов. А если жаровой пояс слишком уменьшить, то поршень быстро прогорит и разрушится. Дизельные поршни имеют высокий жаровой пояс, они тяжелее, прочнее так как в дизелях еще и большое давление сжатия и сгорания, и большая теплоотдача от поршня. Уплотняются же поршни поршневыми кольцами, проверяют насколько уплотнён поршень по расходу масла и по компрессии поршня, в цилиндре. Например, если расход масла превышает 3% от расхода топлива, то это неисправность. Когда масло выгорает можно наблюдать повышенную дымность двигателя. Поршень работает в сложных условиях, как и шатуны и кольца, смазки недостаточно, теплоотвод плохой, поэтому поршень наиболее сложная в охлаждение деталь, поэтому для производства поршней выбирают специальные материалы и специальную конструкцию поршня, учитывая какой будет двигатель дизель или бензин, но в целом любой поршень имеет схожее устройство.

Главная | Поршни УЭМ

Ваши поршни у UEM

ЗАМЕНА OEM

Вот уже 100 лет Silv-o-lite производит высококачественные поршни для замены оригинальных запчастей для ремонта двигателей. UEM продолжает производить исключительно широкий спектр приложений со всеми последними «современными» функциями марки Silv-o-lite. Все производственные процессы выполняются на предприятии, включая легирование алюминия, литье, термообработку, алмазную обработку, а также полный спектр анодирования и покрытий для днищ поршней, кольцевых канавок и юбок.

ДИЗЕЛЬНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

Поршни Dualoy Diesel отливаются и обрабатываются на заводе, что обеспечивает высочайший уровень качества и стабильности. Доступно для большинства популярных дизельных двигателей легкой и средней грузоподъемности, а также кодов двигателей. Все поршни Dualoy оснащены высокопрочным держателем верхнего кольца для повышения прочности верхнего пояса и устойчивости к экстремальным температурам дизельных двигателей. Галереи масляного охлаждения отлиты в поршнях по мере необходимости в зависимости от конкретного применения.

Скорость воздушных поршней

Компания United Engine & Machine получила эксклюзивную лицензию от Speed ​​of Air Technologies на применение своего запатентованного процесса к нашей линейке поршней Dualoy для средних условий эксплуатации, создающих высокоэффективные поршни Speed ​​of Air. Запатентованная технология двигателя Speed ​​of Air обеспечивает значительно более эффективный процесс сгорания, что дает ряд тесно связанных преимуществ.

Отзывы

За последние 7 лет Team War Wagon установила множество рекордов и несколько мировых рекордов AA/FA, используя Icon Pistons. Мы установили текущий мировой рекорд AA/FA на 1/4 мили в час (304,59 миль в час) без отказов поршня! Мы используем Icon Pistons в нашем механическом цехе Farris Racing Engines, и мы не используем ничего, кроме Icon, в наших личных гоночных автомобилях и проектах. У Icon бесспорно самое лучшее обслуживание клиентов, и если вам нужна лучшая доступная деталь, позвоните команде Icon. Начальник экипажа Шейн Фаррис

Mighty Mouse Racing использует гоночные поршни Icon. Покрытие юбки помогает при раскачивании поршня и продлевает срок службы поршня в суровых условиях, таких как продувка нитро. Обслуживание клиентов не имеет себе равных. Когда вы говорите поршневой компании, что вы используете малый блок Chevy 400 с 30 фунтами наддува и 96% Nitro, и вы не можете оставить в нем поршень, могут ли они помочь? Ответ был да, и они приветствуют обратную связь и постоянно пытаются улучшить. Лучший в своем деле. — Энтони Уитфилд