Что такое поршня: Поршень | это... Что такое Поршень?

Содержание

Что такое поршень двигателя? Основное назначение

Поршень занимает центральное место в процессе преобразования химической энергии топлива в тепловую и механическую. В данной статье поговорим про поршни двигателя внутреннего сгорания, что это такое и основное назначение в работе.

Что такое поршень двигателя?

Поршень двигателя — это деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу, или наоборот — возвратно-поступательного движения в изменение давления.

Насколько хорошо поршни двигателя справляется с возложенными обязанностями — зависят его эффективность и надежность. В силу множества функций и противоречивости свойств поршень превращается в одну из самых сложных и наукоемких деталей мотора. Такое положение подтверждается тем, что редкие автомобилестроительные компании проектируют и изготавливают их самостоятельно для своих моторов.

Многообразие форм и размеров поршней является одной из причин, почему много тайн и секретов распространяется вокруг этого причудливой формы куска металла.

Требования к поршням двигателя

Во-первых, поршень, перемещаясь в цилиндре, позволяет расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, и совершать механическую работу. Следовательно, он должен сопротивляться высокой температуре, давлению газов и надежно уплотнять канал цилиндра.

Во-вторых, представляя собой вместе с цилиндром и поршневыми кольцами линейный подшипник скольжения, он должен наилучшим образом отвечать требованиям пары трения с целью минимизировать механические потери и, как следствие, износ.

В-третьих, испытывая нагрузки со стороны камеры сгорания и реакцию от шатуна, он должен выдерживать механическое воздействие.

В-четвертых, совершая возвратно-поступательное движение с высокой скоростью, должен как можно меньше нагружать кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.

Основное назначение поршней в работе двигателя

Топливо, сгорая в надпоршневом пространстве, выделяет огромное количество тепла в каждом цикле работы двигателя. Температура сгоревших газов достигает 2000 градусов. Только часть своей энергии они передадут движущимся деталям мотора, все остальное в виде тепла нагреет двигатель, а то, что останется, вместе с отработанными газами улетит в трубу. Следовательно, если мы не будем охлаждать поршень, он через некоторое время расплавится. Это важный момент для понимания условий работы поршневой группы.

Еще раз повторим известный факт, что тепловой поток направлен от более нагретых тел к менее нагретым. Тогда мы сможем увидеть распределение температур по поршню во время его работы и определить важные конструктивные моменты, влияющие на его температуру, т. е. понять, за счет чего он охлаждается.

Наиболее нагретым является рабочее тело, или, другими словами, газы в камере сгорания. Совершенно понятно, что тепло будет передано окружающему воздуху – самому холодному. Воздух, омывая радиатор и корпус двигателя, остудит охлаждающую жидкость, блок цилиндров и корпус головки. Остается найти мостик, по которому поршень отдает свое тепло в блок и антифриз. Есть для этого четыре пути.

Итак, первый путь, обеспечивающий наибольший поток, – это поршневые кольца. Причем первое кольцо играет главную роль, как расположенное ближе к днищу. Это наиболее короткий путь к охлаждающей жидкости через стенку цилиндра. Кольца одновременно прижаты и к поршневым канавкам, и к стенке цилиндра. Они обеспечивают более 50% теплового потока.

Второй путь менее очевиден. Вторая охлаждающая жидкость в двигателе – масло. Имея непосредственный доступ к наиболее нагретым местам мотора, масляный туман уносит с собой и отдает в поддон картера значительную часть тепла именно от самых горячих точек. В случае применения масляных форсунок, направляющих струю на внутреннюю поверхность днища поршня, доля масла в теплообмене может достигать 30 – 40%. Понятно, что, нагружая масло в большей степени функцией теплоносителя, мы должны позаботиться, чтобы его остудить. Иначе перегретое масло может потерять свои свойства. Также, чем выше температура масла, тем меньше тепла оно способно перенести через себя.

Третий путь – через массивные бобышки в палец, затем в шатун, а оттуда в масло. Он менее интересен, так как на пути есть существенные тепловые сопротивления в виде зазоров и стальных деталей, имеющих значительную протяженность и низкий коэффициент теплопроводности.

Четвертый путь. Часть тепла отбирает на свой нагрев свежая топливовоздушная смесь, поступившая в цилиндр. Количество свежей смеси и количество тепла, которое она отберет, зависит от режима работы и степени открытия дросселя. Надо заметить, что тепло, полученное при сгорании, также пропорционально заряду. Поэтому этот путь охлаждения носит импульсный характер, отличается скоротечностью и высокоэффективен благодаря тому, что тепло отбирается с той стороны, с которой поршень нагревается.

В силу большей значимости следует уделить более пристальное внимание передаче тепла через поршневые кольца. Совершенно понятно, что если этот путь мы перекроем, то маловероятно, что двигатель выдержит сколько-нибудь длительные форсированные режимы. Температура вырастет, материал поршня «поплывет», и двигатель разрушится.

Тут хочу упомянуть такую характеристику, как компрессия. Давайте представим, что кольцо не прилегает по всей своей длине к стенке цилиндра. Тогда сгоревшие газы, прорываясь в щель, создадут барьер, препятствующий передаче тепла от поршня через кольцо в стенку цилиндра. Это то же самое, как если бы мы закрыли часть радиатора и лишили его возможности охлаждаться воздухом.

Более страшна картина, если кольцо не имеет тесного контакта с канавкой. В тех местах, где газы имеют возможность протекать мимо кольца через канавку, участок поршня лишается принципиальной возможности охлаждаться и, даже более того, оказывается в «тепловом мешке». Как результат – прогар и выкрашивание части огневого пояса, прилегающей к месту утечки. Поэтому всегда уделяется много внимания геометрии цилиндра, кольца и износу канавки.

Сколько колец будет у нового поршня? С точки зрения механики, чем меньше колец, тем лучше. Чем они уже, тем меньше потери в поршневой группе. Однако при уменьшении их количества и высоты мы неизбежно ухудшаем условия охлаждения поршня, увеличивая тепловое сопротивление днище – кольцо – стенка цилиндра. Поэтому выбор конструкции – всегда компромисс.

Нужно одновременно, чтобы кольца были и узкие и широкие. И два для быстроходности и три для эффективного охлаждения поршня. Разрешение этой задачи – суть компетентность конструктора.

Ошибка

Автомобиль — модели, марки
Устройство автомобиля
Ремонт и обслуживание
Тюнинг

Аксессуары и оборудование
Компоненты
Безопасность
Физика процесса

Новичкам в помощь
Приглашение
Официоз (компании)
Пригородные маршруты

Персоны
Наши люди
ТЮВ
Эмблемы

Личные инструменты

Представиться системе

Инструменты

Спецстраницы

Пространства имён

Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Что такое поршень — все, что вам нужно знать

Поршни — это компонент, передающий усилия от расширяющегося газа на коленчатый вал в поршневом двигателе. Он перемещается вверх и вниз внутри цилиндра и выполнен газонепроницаемым с помощью поршневых колец.

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания или внутреннего сгорания работают за счет силы, создаваемой расширением топливно-воздушной смеси внутри камеры сгорания. Затем поршни передают эту силу на шатун, который затем вращает коленчатый вал. Поршень совершает возвратно-поступательное движение, которое затем с помощью шатуна преобразуется во вращательное.

В зависимости от назначения, условий работы и требуемой производительности форма и пропорции поршня могут различаться. Например, в старых американских маслкарах головка поршня будет иметь полукруглую форму. Это, наряду с различными другими факторами, сделало сгорание очень эффективным и, следовательно, более высокой мощностью. Эти двигатели получили название «Хеми-двигатели» из-за полусферической формы поршней.

Поршень должен выдерживать высокие колебания температуры и давления, а также механические нагрузки. Материал поршня и его долговечность способствуют общей долговечности двигателя. Поршни обычно отливают из алюминиевых сплавов, а в случае некоторых гоночных двигателей они могут быть коваными. Алюминий используется из-за его превосходной теплопроводности и легкости. Поршень должен иметь надлежащие допуски на расширение. Они расширяются при высокой температуре, и если не соблюдать надлежащий допуск, поршень может заклинить в цилиндре. Слишком большой допуск также может привести к утечке компрессионных газов и шуму поршня.

Верхняя часть поршня называется головкой, а нижняя — юбкой. Головка поршня — это область, которая сталкивается с огромным количеством тепла и давления во время нормальной работы двигателя. Несмотря на то, что поршень выглядит круглым, на самом деле он немного овальной формы с небольшим сужением к юбке.

Поршень и шатун соединены с помощью пальца, известного как поршневой палец, поршневой палец или поршневой палец. Он изготовлен из закаленной стали и фиксируется в поршне стопорными кольцами, но может свободно перемещаться в шатуне.

Поршневые кольца препятствуют газоуплотнению. Они представляют собой узкие железные кольца, свободно насаженные на канавки поршня. Они предотвращают попадание газов в цилиндр через зазор между поршнем и стенками цилиндра и в то же время препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Кольца в какой-то момент разделены, чтобы они могли прижиматься к цилиндру с легким давлением. Верхние кольца имеют сплошные поверхности и обеспечивают газонепроницаемость, а нижние будут иметь узкие края и выполнять роль маслосъемных. Верхние кольца называются компрессионными, а нижние – маслосъемными и маслосъемными.

Читайте также: Что такое проскальзывающий клатч?

На поршни приходится не менее 60% трения двигателя. Любая замена поршня или поршневых колец напрямую влияет не только на расход топлива, но и на общую производительность двигателя.

Поршень | Двигатель | Мой автомобильный словарь

Во время рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания энергия, содержащаяся в топливе, за очень короткий промежуток времени преобразуется в тепло и давление в цилиндре. Этот процесс носит взрывной характер. Это вызывает температуру и давление…

Функция

Во время рабочего цикла сгораниядвигатель энергия, содержащаяся в топливе, преобразуется в тепло и давление в цилиндр за очень короткий промежуток времени. Этот процесс носит взрывной характер. Это приводит к очень значительному повышению значений температуры и давления в цилиндре за доли секунды.

Поршень — подвижная часть камеры сгорания. Он отвечает за преобразование энергии, выделяемой в процессе горения, в механическую работу. Поршень также выполняет ряд других важных задач:

Герметизирует камеру сгорания
Направляет шатун (в тронковых двигателях)
Рассеивает тепло, образующееся в камере сгорания

Поддерживает газообмен ( за счет всасывания и выброса газа)
Поддерживает приготовление смеси благодаря специальной конструкции поверхности поршня со стороны камеры сгорания, известной как днище поршня.
В нем находятся уплотнительные элементы (поршневые кольца).

Зоны

По своей базовой конструкции поршень представляет собой полый цилиндр, герметизированный с одной стороны. Он состоит из следующих частей:

Головка поршня с кольцевым ремнем,
ступица поршня и
вал.

Головка поршня передает силы сжатия, возникающие при сгорании топливно-воздушной смеси, на коленчатый вал через ступицу поршня, головку поршня и шатун.

Функциональность поршня

Поршень подвергается воздействию различных сил. Когда двигатель работает, он постоянно движется вверх и вниз в цилиндре. В каждой точке поворота он резко тормозится, а затем снова ускоряется. Это создает силы инерции массы, действующие на поршень. Вместе с силами, создаваемыми давлением газа, они образуют поршневую силу.

Усилие поршня передается на шатун и <ссылку https: www.my-cardictionary.com двигателя crankshaft.html internen link in neuem>коленчатый вал. Однако шатун строго вертикальен только в верхней и нижней точках реверсирования (известных как мертвая точка). Наклон шатуна толкает поршень в сторону, т.е. к стенке цилиндра. Степень этой силы (также известной как боковая сила или нормальная сила) несколько раз меняет направление в течение рабочего цикла. Оно определяется силой поршня и углом днища поршня по отношению к оси шатуна.

Каждый поршень оснащен поршневыми кольцами. Поршневые кольца должны изолировать камеру сгорания и рабочее пространство от картера и снимать масло со стенок цилиндра, тем самым регулируя подачу масла. потребление. Они также должны отводить тепло, поглощаемое поршнем во время сгорания, на охлаждаемый цилиндр.

Охрана окружающей среды

Конструкция, конструкция и состав материалов поршней, используемых в современных двигателях внутреннего сгорания, в значительной степени способствуют достижению низкого уровня выбросов и полного сгорания. Кроме того, современные поршни по своей конструкции снижают трение и расход масла. При этом они вносят существенный вклад в защиту окружающей среды и сохранение ресурсов.

Амортизация

Чтобы поршень надежно выполнял свою задачу на протяжении всего срока службы автомобиля, в бензиновых двигателях можно использовать только топливо с октановым числом, установленным производителем.

Что такое поршня: Поршень | это… Что такое Поршень?