Из чего состоит поршень: Поршень двигателя — устройство и неисправности

Поршень – из чего состоит, как работает, почему прогорает

Прогар поршня – довольно распространенное явление, особенно на современных высокофорсированных дизельных моторах. Случаи прогара поршня случаются и на бензиновых двигателях. Однако такую неисправность почти всегда можно предупредить.

Прогоревший поршень – это всегда следствие неправильной работы одной или нескольких систем двигателя. Если двигатель исправен и работает как надо – поршни в нем не прогорают.

Читайте также: Двигатель внутреннего сгорания может быть экологически чистым: инженеры

Строение

Несмотря на довольно простой вид, поршни имеют сложное строение и очень точные размеры. Самое сложное строение в современных поршнях дизельных моторов, ведь они содержат в себе и камеру сгорания, и масляную галерею для охлаждения.

Мы не будем глубоко разбирать строение поршня, отметим лишь, что каждый поршень имеет днище – часть, которая непосредственно контактирует с рабочими газами, и юбку – которая по сути является направляющим элементом, трущуюся о стенки цилиндра.

Поршневые кольца устанавливаются ближе к верхней части поршня, то есть ближе к днищу. Именно в районе поршневых колец чаще всего прогорают поршни, ведь эта часть имеет наибольшие тепловые нагрузки.

Как работает

Условия работы поршня очень непростые из-за высоких температур, значительных нагрузок, а также больших скоростей передвижения. Более того, поршни является одним из основных элементов, которые ограничивают производительность двигателя – ведь их нужно постоянно разгонять и останавливать в цилиндрах. Следовательно, их вес стремятся сделать как наименьшей.

Одной из задач поршня является принятие на днище огромной температуры и отдача ее через юбку на стенки цилиндра. В подавляющем большинстве высоконагруженных двигателей существует дополнительная система охлаждения поршней моторным маслом.

С помощью форсунок оно подается снизу и охлаждает поршень.

Почему прогорает

Прогоревший поршень – всегда следствие неисправности какой-то из систем. Чаще всего причину стоит искать в системе подачи смазки для охлаждения днища поршня. Но бывают и другие. Наиболее распространенная, особенно у дизельных и высокофорсированных бензиновых турбодвигателей – попадание масла во впускной тракт (например, из-за неисправного турбонагнетателя или из-за системы вентиляции картера). В таком случае температура горения горючего значительно возрастает и это может привести к прогару поршня.

Также к прогару может привести тюнинг, который связан с повышением давления турбонагнетателя. Нередко приводят к прогару поршня и проблемы со смесью и зажиганием. Даже горючее неподходящего качества может нанести вред поршням.

Перегрев двигателя почти всегда приводит к проблемам с поршнями. Чаще всего из-за перегрева они сильно расширяются и прикипают к стенкам цилиндра. На поршнях возникают задиры, а поршневые кольца теряют упругость и подвижность.

Что делать, чтобы не прогорел

Во-первых, нужно вовремя и правильно обслуживать двигатель. Не стоит сводить плановые ТО к одной лишь замене масла. При каждом ТО специалист должен осмотреть двигатель, ведь очень часто опытный мастер способен найти и устранить небольшую проблему еще до того, пока она приведет к серьезным последствиям. Если вам показалось, что в работе двигателя произошли какие-то изменения, – не медлите, обращайтесь к специалистам.

Во-вторых, если хотите, чтобы ресурс двигателя не пострадал, не стоит увлекаться тюнингом, целью которого является увеличение мощности. Даже лучшие тюнговые центры не имеют такого опыта, как инженеры на заводе-изготовителе. В огромных конструкторских бюро, которые занимаются разработкой двигателей, работают лучшие инженеры мира. Вряд ли специалисты по тюнингу смогут показать лучшие результаты при условии сохранения ресурса двигателя.

В-третьих, используйте только качественные горюче-смазочные материалы. Не стоит экспериментировать с моторным маслом, заливая малоизвестные бренды и тем более подделку. Также не стоит заправляться на заправках сомнительного качества.

Резюме Авто24:

Прогар поршня – очень серьезная неисправность, устранение которой стоит дорого. Но хорошая новость в том, что поршня не прогорают врасплох, о наступлении такой поломки двигатель обычно предупреждает изменениями в работе. Хороший специалист, в подавляющем большинстве случаев, сможет распознать такую неисправность на ранних стадиях. Поэтому даже для прохождения обычного ТО стоит обращаться только в проверенный автосервис.

Поршень — RacePortal.ru

 Детали шатунно-поршневой группы

 

1-Первое компрессионное кольцо

2-Второе компрессионное кольцо

3-Маслосъёмное кольцо

 3.1-Верхнее плоское кольцо

 3.2-Расширитель

 3.3-Нижнее плоское кольцо

4-Поршень

5-Поршневой палец

6-Стопорное кольцо поршневого пальца (2 шт)

7-Шатун

8-Болт крышки шатуна

9-Вкладыши подшипника шатуна

10-Крышка шатуна

11-Гайка крышки шатуна

 Поршень

  Во время работы двигателя на поршень оказываются значительные механические нагрузки, постоянно изменяющиеся как по направлению, так и по величине. Даже во время спокойного, равномерного движения автомобиля по обычной загородной дороге коленчатый вал двигателя вращается со скоростью приблизительно 3000 об/мин, следовательно, в течение одной минуты поршень должен разогнаться до высокой скорости, остановиться и опять разогнаться в противоположном направлении 6000 раз в минуту, или 100 раз в секунду. Если принять, что средний ход поршня современного короткоходного двигателя равен 80 мм, за одну минуту поршень пройдёт 480 метров, то есть средняя скорость движения поршня в цилиндре равна 28,8 км/час. Ещё выше эти нагрузки у высокофорсированных двигателей спортивных автомобилей. Если принять, что скорость вращения двигателя спортивного автомобиля 6000 об/мин (на самом деле может быть значительно выше), в этом случае поршень изменит направление своего движения 200 раз в секунду, линейное расстояние, которое поршень пройдёт за час, будет равно 57,8 км, при этом максимальная скорость движения поршня будет равна 120 км/час. То есть в течение одной секунды, поршню необходимо 200 раз на расстоянии всего 40 мм разогнаться до 120 км/час и на таком же расстоянии снизить скорость с 120 км/час до 0.

Двигатели многих спортивных автомобилей имеют максимальную скорость вращения коленчатого вала до 12000 об/мин, а двигатели болидов Формулы 1 раскручиваются до 19000 об/мин.

 Можно представить какие большие инерционные нагрузки действуют на поршень, даже если просто предположить что коленчатый вал двигателя вращается от постороннего источника энергии. Но на поршень также оказывается воздействие усилия сжимаемых газов на такте сжатия и особенно полезное воздействие расширяющихся газов на такте рабочего хода. Максимальное давление в камере сгорания высокофорсированного двигателя достигает 80 – 100 атмосфер, давление в камере сгорания обычного автомобиля 55 – 60 атмосфер. И если принять, что диаметр поршня среднего автомобиля равен 92 мм, в момент максимального давления поршень испытывает усилие от 5,3 до 6,6 тонн. Так что можно сказать, что поршень автомобиля, как и другие детали кривошипно-шатунного механизма, испытывает огромные механические нагрузки. Но беда не приходит одна, кроме значительных механических нагрузок, поршень также подвергается воздействию очень высоких температур.

  Откуда появляется тепло, оказывающее воздействие на поршень? Первый, но не основной, источник этот трение. Во время работы двигателя поршень перемещается с большой скоростью, при этом он постоянно трётся о стенки цилиндров. Геометрия кривошипного механизма такова, что часть силы, прикладываемой к поршню, расходуется на прижатие поршня к стенкам цилиндра. И не смотря на качественную обработку поверхностей, как цилиндра, так и поршня, даже при наличии смазки, возникает достаточно большая сила трения. Как известно из школьного курса физики, при этом выделяется большое количество тепла. Но в основном тепло, воздействующее на поршень, появляется при сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Температура сгоревших в цилиндре газов может достигать 2000º — 2500ºС. Под воздействием таких высоких температур разрушаются все конструкционные материалы, из которых изготавливаются детали современных двигателей внутреннего сгорания. Поэтому необходимо отводить тепло от наиболее нагруженных в тепловом режиме деталей двигателя и, разумеется, от поршней.

Общее количество тепла, выделенное во время работы двигателя, зависит от количества сгоревшего в цилиндрах двигателя топлива за единицу времени. А этот показатель, в свою очередь зависит от объёма цилиндров и от скорости вращения двигателя. Двигатель превращает в полезную механическую работу только небольшую часть энергии сгоревшего топлива. Некоторая часть тепла выводится из двигателя с горячими отработавшими газами остальноё тепло необходимо рассеять в окружающем пространств.

 Опять вспоминая школьный курс физики можно сказать, что если два тела имеют разную температуру, но тепло от более нагретого тела перемещается к менее нагретому телу, пока температура обоих тел не сравняется. В автомобиле самым холодным телом, способным абсорбировать большое количество тепла, является окружающий воздух, следовательно, необходимо найти способ отвода тепла от нагретых деталей двигателя к окружающему воздуху. Поскольку весь земной шар всё равно не согреешь, можно считать, что окружающая среда способна абсорбировать любое количество тепла.

Самая горячая часть поршня это его днище, поскольку оно непосредственно соприкасается с горячими рабочими газами. Далее тепло распространяется от днища поршня в направлении юбки.

  Тепло от поршня отводится тремя способами: Основная часть тепла передаётся поршневыми кольцами и юбкой поршня стенкам цилиндра и далее отводится системой охлаждения двигателя. Часть тепла отводится внутренней полостью поршня и через поршневой палец и шатун, а также маслом, циркулирующим в системе смазки двигателя. Часть тепла отводится от поршня холодной топливовоздушной смесью поступающей в цилиндры двигателя.

1. Отвод тепла чрез поршневые кольца и юбку поршня. Ясно, что подвести охлаждающую жидкость, циркулирующую в системе охлаждения к поршню невозможно, поскольку поршень во время работы двигателя перемещается с большой скоростью. Но система охлаждения двигателя интенсивно охлаждает стенки цилиндров двигателя. Поэтому необходимо сконструировать поршень и поршневые кольца так, чтобы он излишнее тепло чрез поршневые кольца и юбку передавал стенкам цилиндра двигателя. Далее исправная система охлаждения двигателя выведет тепло их двигателя и передаст его окружающему автомобиль воздуху. Если это не сделать, то температура поршня превысит максимально допустимую, после чего начнётся разрушение поршня под воздействием механических нагрузок и даже его оплавление под воздействием высокой температуры. Без необходимого отвода тепла поршень, сделанный из алюминиевого сплава расплавится всего через несколько минут работы двигателя.

Отвод тепла от поршня

 Поступление тепла к поршню от рабочих газов, находящихся в цилиндре двигателя

• Охлаждение поршня поступающей топливовоздушной смесью
• Отвод тепла поршневыми кольцами (50% — 70%)
• Отвод тепла юбкой поршня (20% — 30%)
• Отвод тепла через внутреннюю полость поршня (5% — 10%)
• Отвод тепла через поршневой палец и шатун
• Охлаждающая жидкость рубашки охлаждения

 Из общего количества тепла, отводимого от поршня, приблизительно 50% — 60% отводится поршневыми кольцами, это накладывает очень высокие требования к конструкции и точности изготовления поршневых колец. Некоторая часть тепла отводится во внутренне пространство поршня и рассеивается во внутреннем пространстве картера или через поршневой палец передаётся на шатун и тоже рассеивается во внутреннем пространстве картера двигателя.

1. Отвод тепла от поршня через поршневые кольца
2. Отвод тепла поршневыми кольцами
3. Камера сгорания
4. Стенка цилиндра
5. Рубашка охлаждения
6. Поршень
7. Первое компрессионное кольцо
8. Второе компрессионное кольцо
9. Маслосъёмное кольцо

 Поскольку самой горячей частью поршня является его днище, являющейся одной из стенок камеры сгорания, тепло перемещается от верхней части поршня к нижней. При этом из всего количества тепла, отводимого от поршня, приблизительно 45% отводится первым компрессионным кольцом, по причине того, что это кольцо всего ближе расположено к самой горячей части поршня, 20% отводится вторым компрессионным кольцом и только 5% отводится маслосъёмным кольцом. Тепло, переданное поршневыми кольцами и юбкой поршня стенкам цилиндра, отводится системой охлаждения двигателя. Поэтому исправность системы охлаждения оказывает больное воздействие на тепловой режим поршня. Увеличение температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения на 5º — 6ºС, увеличивает температуру поршня на 10ºС. При неисправности системы охлаждения первое что разрушается в двигателе это поршень. У поршня или прогорает днище или поршень заклинивается в цилиндре.

2. Отвод тепла при помощи масла системы смазки двигателя Поскольку многие внутренние детали картера двигателя смазываются распылением масла, масляный туман постоянно присутствует в картере двигателя. Соприкасаясь с горячими частями поршня или стенок цилиндра, масло забирает от них тепло и, осаждаясь в масляный поддон, переносит туда тепло. Обычно в таких системах при помощи масла от поршня отводилось не более 5% — 10% тепла. Но в последнее время в высоконагруженных двигателях, особенно в дизельных, масло системы смазки стало широко использоваться для охлаждения деталей, имеющих наибольшую тепловую нагрузку. Масло для охлаждения поршня может подаваться к поршню двумя способами. Первый способ – через специальный масляный канал, просверленный в стержне шатуна. В этом случае в шатуне имеется специальное отверстие, через которое масло разбрызгивается на внутреннюю стенку днища поршня. Второй способ – в нижней части картера устанавливаются масляные форсунки, которые под давлением распыляют масло во внутренней полости поршня, или впрыскивают его в специальный кольцевой охлаждающий канал, расположенный в головке поршня. Для отбора от поршня большего количества тепла масляный канал имеет волнообразную форму.

 В этом случае при помощи масла может от поршня отводиться от 30 до 50% тепла. В результате при разбрызгивании масла на внутреннюю стенку днища поршня удаётся снизит температуру днища поршня на 15 – 20ºС, а при организованной циркуляции масла в поршне, температуру днища поршня можно снизить на 25 – 35ºС. Масло, охлаждающие поршни и другие детали сильно нагревается. При нагреве масло разжижается и теряет свои смазывающие свойства. По этой причине возникает угроза заклинивания коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.

 В таком случае система смазки двигателя имеет специальный охладитель масла, теплообменник которого передаёт тепло от масла жидкости, циркулирующей в системе охлаждения двигателя. Далее это тепло при помощи радиатора системы охлаждения рассеивается в окружающем автомобиль воздухе.

Охлаждение поршня маслом

 Масляная форсунка, установленная в нижней части гильзы цилиндра, разбрызгивает мало из системы смазки двигателя на внутреннюю сторону днища поршня. Масло отбирает тепло от днища поршня и стекает в масляный поддон двигателя, где происходит его охлаждение.

 Поршень с масляным каналом

 На этих рисунках показан поршень современного дизельного двигателя 2.0 TDI мощностью 103 кВт концерна VOLKSWAGEN. Масляная форсунка впрыскивает масло в охлаждающий канал поршня. По охлаждающему каналу масло проходит через головку поршня, охлаждая его, выходит из охлаждающего канала поршня с другой стороны и стекает в масляный поддон двигателя.

3. Охлаждение поршня холодной топливовоздушной смесью. Вообще поршень любого двигателя частично охлаждается топливовоздушной смесью. Причем чем богаче смесь, там больше она может забрать энергии от поршня. Но по причинам топливной экономичности и экологии современные двигатели часто работают на обеднённой смеси. Современные электронные системы управления двигателя для избежания детонационного сгорания на некоторых режимах работы двигателя немного переобогащают смесь, за счёт чего несколько снижается температура поршня.

 Конструкция поршня

1. Днище поршня
2. Головка поршня
3. Юбка поршня
4. Выемка для противовесов коленчатого вала
5. Отверстие поршневого пальца
6. Канавка стопорного кольца
7. Бобышка поршня
8. Отверстие для отвода масла из канавки маслосъёмного кольца
9. Отверстие для отвода масла ниже маслосъёмного кольца
10. Канавка маслосъёмного кольца
11. Третья перегородка поршневых колец
12. Канавка второго компрессионного кольца
13. Вторая перегородка поршневых колец
14. Канавка первого компрессионного кольца
15. Верхняя перегородка (жаровой пояс)
16. Метки направления установки поршня
17. Метки группы диаметра поршня

Вид поршня современного форсированного двигателя

1. Поршеньфорсированного двигателя
2. Днище поршня
3. Выемки клапанов
4. Вытеснитель
5. Верхняя перегородка (жаровой пояс)
6. Канавка верхнего компрессионного кольца
7. Вторая перегородка
8. Третья перегородка
9. Канавка маслосъёмного кольца
10. Отверстие для отвода масла из канавки компрессионного кольца
11. Юбка поршня с антифрикционным покрытием
12. Бобышка отверстия поршневого пальца
13. Отверстие поршневого пальца
14. Проточка под стопорное кольцо поршневого пальца
15. Канавка аккумулирования газов

 На первый взгляд в конструкции поршня нет ничего сложного, поршень очень похож просто на перевёрнутый стакан. Но, учитывая, что к поршню предъявляются очень высокие и часто противоречивые требования, поршень является одной из наиболее трудных в конструировании и изготовлении деталей двигателя. В зависимости от конструкции двигателя, формы его камеры сгорания, расположения клапанов днище, и другие части поршня, могут иметь различную форму.

 Некоторые примеры различных типов поршней

Поршень с вытеснителем и выемками клапанов

 

 Поршень двигателя с непосредственным впрыском топлива автомобиля VOLKSWAGEN с системой управления двигателя FSI FSI

Направление потока смеси

 Очень своеобразную форму имеют поршни двигателей автомобиля VOLKSWAGEN с расположением цилиндров VR и W. У этих двигателей днище поршня в одной плоскости не перпендикулярно оси поршня. Но все остальные детали поршня ось поршневого пальца и канавки поршневых колец строго перпендикулярны оси поршня.

 Порщень RV-образного двигателя

 Ранее отмечалось, во время работы двигателя поршень совершает возвратно поступательные движения с большой средней скоростью и с очень высокими знакопеременными ускорениями, следовательно, для уменьшения сил инерции конструктор должен стремиться сделать поршень, как и все остальные детали, совершающие возвратно-поступательное движение, как можно легче. Способов это сделать всего два, это применение материалов и низким удельным весом, и уменьшения общего количества материала, то есть удаление излишнего материала. Но удаление излишнего материала снижает прочность конструкции, чем деталь массивней, тем легче обеспечить её жесткость и теплоёмкость. Крайне не желательно деформация формы поршня под воздействием механических и температурных нагрузок. Во время работы двигателя поршень контактирует с другими деталями, стенками цилиндра, поршневыми кольцами и поршневым пальцем. Для обеспечения эффективной работы двигателя необходимо обеспечит точные зазоры между всеми этими деталями. Но все эти детали изготавливаются из различных материалов и, соответственно, имеют различные коэффициенты температурного расширения.

 Поршень конструируется так, что после прогрева двигателя до нормальной рабочей температуры все зазоры между движущимися деталями были минимальными и соответствовали расчётным. Вообще наружная форма и размеры поршня должны соответствовать форме цилиндра. При изготовлении стремятся придать отверстию цилиндра строгие геометрические формы. Но, например, неправильная затяжка болтов крепления головки блока цилиндров, может сильно исказить первоначальную форму отверстия цилиндра. Поэтому, при ремонте двигателя всегда строго соблюдайте рекомендованные моменты затяжки всех резьбовых соединений.

 Наружная форма поршня конструируется так, чтобы после прогрева двигателя поршень приобрёл форму строго цилиндра, поэтому при изготовлении поршня в его форму умышленно вносятся некоторые искажения, которые устраняются по мере прогрева двигателя. На холодном двигателе зазор между поршнем и стенками цилиндра увеличен. При прогреве двигателя до нормальной рабочей температуры тепловые зазоры между стенками цилиндра и поршнем уменьшаются и начинают соответствовать норме. Вот почему так важно поддерживать необходимую рабочую температуру двигателя.

 Поршень состоит из трёх основных частей:

1. Днище поршня
2. Головка поршня
3. Юбка поршня

 Днище поршня предназначено для восприятия усилия давления газов. Головка поршня обеспечивает герметизацию подвижного соединения поршня и стенок цилиндров за счёт установленных на головку поршня поршневых колец. Для установки поршневых колец в головке поршня делаются специальные канавки. В верхние канавки современных поршней вставляются компрессионные кольца, а нижняя канавка предназначена для установки маслосъёмного кольца. В канавке маслосъёмного кольца делаются сквозные отверстия, через которые излишнее масло отводится во внутреннюю полость поршня.

 Часть поршня, расположенная ниже нижнего кольца называется юбкой поршня. Юбка поршня, иногда её называют тронковая или направляющая часть поршня, предназначена для удержания поршня в правильном направлении и восприятия боковых нагрузок. То есть юбка является направляющим элементом поршня.

 Очень важным параметром поршня является высота головки поршня относительно оси поршневого пальца (4). Иногда различные модификации двигателя имеют различную степень сжатия. В производстве легче всего изменить степень сжатия изменением высоты головки поршня.

 При конструировании двигателя, для уменьшения сил инерции, конструкторы стремятся сделать поршень как можно легче. Но сделать все стенки поршня одинаковой толщины не удастся. Днище поршня, для восприятия больших нагрузок, всегда делается толще, чем стенки юбки. Но и юбка в различных местах имеет различную толщину. В местах бобышек под поршневой палец юбка имеет значительное утолщение, а, учитывая то, что различные части поршня имеют различную температуру, можно предположить, что при нагреве в разных местах поршень расширяется не одинаково. Поскольку во время рабаты двигателя головка поршня имеет более высокую температуру, следовательно, расширяется больше юбки поршня, головка поршня имеет несколько меньший диаметр по сравнению с юбкой поршня.

Поршень — диаметр головки

 Под воздействием тепловых деформаций поршня, сложенных с боковыми усилиями, действующими на поршень в перпендикулярно оси поршневого пальца, цилиндрический поршень может приобрети овальную форму. Для устранения этого явления поршень изначально делается овальным, но в противоположном направлении, по мере прогрева двигателя поршень, под воздействием боковых сил, приобретает круглую форму. Малая ось овала совпадает с направлением оси поршневого вала, а большая ось овала совпадает с направлением действующих на поршень боковых сил.

                                                                                          

 Но кроме овальности наружная поверхность поршня имеет некоторую конусность. Поршни современного двигателя, кроме овальности, по высоте имеют бочкообразную форму. Поэтому, поршень, кажущийся на первый взгляд простым цилиндром, имеет довольно сложную форму.

 Сложная форма поршня

 На этом рисунке даны отклонения диаметра поршня от номинального размера. Зелёная линия показывает отклонения от номинального диаметра на различной высоте поршня со стороны торцов поршневого пальца, а розовая линия показывает отклонение номинального размера со стороны упорных поверхностей поршня. Ширина жёлтой зоны показывает овальность поршня на различной высоте.

 Подбор точной наружной формы поршня очень трудная инженерная задача. В самом начале развития двигателестроения форма поршня подбиралась только опытным способом. Установив опытный поршнь в двигатель, двигатель нагружали различными нагрузками. После проведения необходимых испытаний поршень снимался и в местах, подвергшихся наибольшему износу, удалялась некоторая часть металла, и после этого проводился следующий цикл испытаний. Ели в результате излишне снятого металла поршень разрушался, толщину стенок или форму поршня изменяли и заново производили полный цикл испытаний. В результате продолжительных испытаний добивались наилучшей формы поршня для данного двигателя. По мере накопления опыта точная форма поршня стала определяться расчётным способом. Но даже сейчас, когда специальная компьютерная программа, может прочитать оптимальную форму поршня быстро, с высокой степью точности и с учётом всех, воздействующих на поршень температурных и механических факторов, проводится обязательное испытание поршней под различной нагрузкой. Другим способом терморегулирования поршня, то есть направленное изменение формы поршня под воздействием температуры является вплавление в алюминиевое тело стальных термостабилизирующих пластин. Термостбилизирующие пластины, при полном прогреве поршня, позволяют снизить радиальное расширение поршня приблизительно в два раза по сравнению с поршнем, полностью изготовленным из алюминиевого сплава.

 Термостабилизирующие пластины

 Термостбилизирующие пластины или кольца являются очень эффективным средством управления расширения поршня в необходимом направлении. Правда эти элементы имеют большое ограничение они могут быть вставлены только в литые поршни, но нет возможности установки этих элементов в современные кованные поршни. Как преднамеренные изменения формы поршня, так и вставка в поршень термостабилизирующих стальных пластин предназначены для обеспечения стабильного минимального теплового зазора между поршнем (юбкой поршня) и стеками цилиндра. Обычно тепловой зазор между юбкой поршня и стенками цилиндра автомобильного двигателя лежит в диапазоне 0,0254 – 0,0508 мм.

 Боковые силы, приложенные к поршню

 Во время работы двигателя шатун постоянно, кроме положения поршня в ВМТ и НМТ находится под некоторым углом к оси цилиндра, причем этот угол постоянно изменяется. Поэтому сила, приложенная к поршневому пальцу, раскладывается на две. Одна сила действует в направлении шатуна, а вторая сила действует в направлении перпендикулярном оси цилиндра. Эта сила прижимает поршень к стенке цилиндра. При движении поршня вверх на такте сжатия сжимаемый воздух оказывает сопротивление перемещению поршня. Часть это силы прижимает поршень к правой стенке цилиндра, если смотреть со стороны передней части двигателя. Во время рабочего хода расширяющиеся газы с большой силой давят на поршень. Часть этой силы расходуется на прижатие поршня к левой стенке цилиндра. Не стоит думать, что эти силы незначительны. Боковая сила, прижимающая поршень к стенке цилиндра приблизительно равна 10% — 12% процентов, от силы, действующей в направлении оси цилиндра. Ранее упоминалось, что во время работы двигателя на днище поршня среднего легкового автомобиля действует сила в несколько тонн, следовательно, сила, прижимающая поршень к боковой стенке может быть равна нескольким сотням килограмм. Поскольку сила, действующая на поршень во время рабочего хода в направлении оси цилиндра значительно выше, силы, действующей на поршень во время такта сжатия, поверхность, к которой прижимается поршень, во время такта рабочего хода, называется основной упорной поверхностью.

 Из всего сказанного вытекает, что при прохождении поршнем ВМТ между тактами сжатия и рабочего хода происходит перемещение поршня от вспомогательной упорной поверхности к основной. Поскольку на поршень действуют большие силы, а все процессы в двигателе происходят очень быстро, перемещение поршня происходи в форме удара. Для уменьшения силы удара при перекладке поршня ось поршневого пальца (вернее ось отверстия в бобышках поршня под поршневой палец) смещена в сторону основной упорной поверхности.

 Перекладывание поршня

 При движении поршня вверх на такте сжатия, давление сжимаемого воздуха оказываемого на днище поршня преобразуется в силу, направленную перпендикулярно днищу поршня. Поскольку шатун находится под некоторым углом к оси поршня, возникает нормальная сила, прижимающая поршень к вспомогательной упорной поверхности (2). Сила, возникающая в результате воздействия давления, равна произведению давления, умноженного на площадь, на которую действует давление. Поскольку ось поршневого пальца смещена в сторону основной упорной поверхности (1), площадь правой половины поршня стала несколько больше площади левой половины. В результате чего сила, действующая на правую половину поршня, будет больше силы, действующей на левую половину поршня. Поэтому, когда поршень остановится в ВМТ, в результате разности этих сил, нижняя часть поршня переместится к основной упорной поверхности. А как только давление в камере сгорания начнёт увеличиваться, произойдёт полная перекладка поршня к основной упорной поверхности. Это позволяет произвести перекладку поршня без ударных нагрузок. При движении поршня в низ, при изменении угла шатуна к оси цилиндра и возрастания давления в цилиндре поршень оказывает давление на основную упорную поверхность (1).

 Обычно смещение оси поршневого пальцы относительно оси поршня в автомобильных двигателях лежит в диапазоне 1,0 – 2,5 мм. Учитывая имеющиеся смещения оси поршневого пальца, поршень допускается устанавливать только в одном направлении. Неправильна установка поршня приведёт к появлению ударных звуков во время работы двигателя. Обычно на днище поршня имеется метка, указывающая правильное направление установки поршня. Перед ремонтом двигателя тщательно изучите руководство по ремонту.

 Нормальный тепловой зазор между цилиндром и юбкой поршня лежит в диапазоне 0,0254 – 0,0508 мм. Но для каждого двигателя имеется точное значение этого параметра, которое можно найти в технических нормативах. Уменьшенный зазор приведёт к задирам поршня или поршневых колец и даже заклиниванию поршня в цилиндре.

 Измерение диаметра поршня

 При увеличенном зазоре повышается шумность работы двигателя и износ поршня и поршневых колец.

Измерение диаметра юбки поршня при помощи микрометра.

 

Измерение диаметра поршня Диаметр юбки поршня необходимо проверять в направлении перпендикулярном оси пальца строго на установленной высоте относительно нижнего края юбки. Замерьте диаметр юбки поршня на установленной высоте и запишите результаты измерений.

 Измерение диаметра цилиндра нутромером

 

При помощи нутромера замерьте диаметр цилиндра и запишите результаты измерений. Для определения зазора необходимо из второго полученного результата вычесть результат первого измерения. Измерение зазора при помощи плоского щупа Некоторые производители двигателей предлагают проводить измерение зазора между поршнем и цилиндром при помощи плоского щупа.

Измерение зазора между поршнем и стенками цилиндра

 На этих двух рисунках показаны различные способы измерения зазора при помощи плоского щупа.

Измерение зазора при помощи щупа 

Материалы, из которых изготовлен поршень

 Поскольку к поршням, как к изделию, предъявляются очень высокие требования, такие же высокие требования предъявляются к материалам, из которых изготавливаются поршни. Можно кратко перечислить требования к этим материалам:

• Для снижения инерционных нагрузок материал должен иметь как можно меньший удельный вес, но при этом быть достаточно прочным.
• Иметь низкий коэффициент температурного расширения.
• Не изменять своих физических свойств (прочности) под воздействием высоких температур.
• Иметь высокую теплопроводность и теплоёмкость.
• Иметь низкий коэффициент трения в паре с материалом, из которого изготовлены стенки цилиндров.
• Иметь высокую сопротивляемость износу.
• Не изменять своих физических свойств под воздействие нагрузок, вызывающих усталостное разрушение материала.
• Быть не дорогим, общедоступным и легко поддаваться механической и другим видам

 Алюминий значительно легче чугуна, но поскольку он мягче чугуна, приходится увеличивать толщину стенок поршня, по этой причине вес поршневой группы алюминиевого поршня легче подобной группы с чугунным поршнем всего на 30 – 40%. Алюминий обладает высоким температурным коэффициентом расширения, для устранения влияния которого приходится вплавлять в тело поршня стальные термостабилизирующие пластины и увеличивать зазоры между поршнем и другими элементами в холодном состоянии. Алюминий обладает низким коэффициентом трения в паре алюминий – чугун. Что удовлетворяет, по этому показателю, применение алюминиевых поршней в большинстве двигателей имеющих чугунный блок цилиндров или чугунные гильзы, вплавленные или вставленные в алюминиевый блок цилиндров. Но существуют современные прогрессивные двигатели (в основном немецкие – Фольксваген, Ауди и Мерседес) с алюминиевым блоком цилиндров, не имеющих вплавленных чугунных гильз. У этих двигателей поверхность алюминиевых отверстий цилиндров обрабатываются несколькими различными способами. В результате поверхность стенок цилиндров становится очень твёрдой и приобретает возможность сопротивления износу, даже выше чем у чугунных гильз. Но в паре алюминий – алюминий коэффициент трения очень высокий. В этом случае для уменьшения сил трения проводится железнение опорных поверхностей юбки поршня. В процессе железнения на опорную поверхность юбки поршня гальваническим способом наносится тонкий слой стали.

 Блок цилиндров без гильз

 Поршень с железнением юбки

 На этих рисунках показано плазменное напыление на рабочую поверхность цилиндров полностью алюминиевого блока цилиндров без применения вставных или вплавленных гильз цилиндров и соответствующий этой поверхности поршень с железнением опорной поверхности юбки поршня. Отсутствие чугунных гильз значительно уменьшает вес блока цилиндров.

 Поршень с антифрикционным покрытием

 Кроме антифрикционного покрытия на этом рисунке отчётливо видна стальная вставка, в которой проточена канавка для установки верхнего компрессионного кольца. Установка подобной вставки значительно увеличивает срок службы поршня.

Алюминиевые сплавы

 Кремнеалюминиевые сплавы, из которых изготавливаются поршни большинства современных автомобильных двигателей, делятся на две группы – эвтектические (содержания кремния 11 – 13%) и заэвтектические (содержания кремния 25 – 26%). Для улучшения термической стойкости и механических свойств в эти сплавы добавляются никель, медь и другие металлы. В эвтектических сплавах свободный кремний отсутствует, поскольку он полностью растворён в алюминии, в заэвтектических сплавах кремний может присутствовать в виде кристаллов, часто видимых на срезе или расколе материала. Поршни массовых автомобилей изготавливаются методом литья в кокиль из эвтектических сплавов, поскольку эти сплавы обладают хорошими литейными свойствами. Поршни дизельных двигателей тяжёлых грузовых автомобилей и других нагруженных двигателей изготавливаются из заэвтектических сплавов. Эти сплавы обладают большей прочностью, но имеют большую стоимость в производстве, поскольку изделия из этих сплавов трудней обрабатываются.

Литые и кованые

 На высоконагруженных форсированных автомобильных двигателях применяются поршни, изготовленные не методом литья, а методом ковки (горячей штамповки). Ковка значительно улучшает структуру материала, поэтому кованые поршни обладают большей прочностью и большей устойчивостью к износу. Но вкованные поршни невозможно установить терморегулирующие стальные пластины.

Структура металла кованного поршня

 Литые поршни не применяются, если обороты двигателя в рабочем режиме превышают 5000 об/мин. Кроме того, кованые поршни имеют лучшую теплопроводность, поэтому температура кованых поршней ниже температуры поршней, изготовленных методом литья.

 Сравнение температуры литого и кованного поршня

Ремонтные размеры и селективная подборка

 Как ранее отмечалось, диаметр поршня должен строго соответствовать диаметру цилиндра с обеспечением необходимого зазора между ними. Но в реальном производстве изготовленные детали всегда несколько отличаются друг от друга. Поэтому во многих отраслях машиностроения, и автомобилестроение в том числе, принята селективная подборка. После изготовления измеряются и по результатам измерений детали делятся на несколько классов или групп, с определённым диапазоном измеряемого размера. То есть каждому классу отверстия цилиндра (обычно класс цилиндра выбит в определённом месте на блоке цилиндров), подбирается поршень такого же класса. Например, на ВАЗе поршни подразделяются на пять классов (A, B, C, D и E), но в запасные части для ремонта двигателей поставляются поршни только трёх классов (А, С и Е). Считается, что этого вполне достаточно для выполнения качественного ремонта.

Группы поршня по диаметру

 Таблица и рисунок даны только для примера, поскольку для разных моделей двигателей выпускаются поршни разных номинальных размеров. На рисунке и в таблице упоминаются поршни разного номинального диаметра. Кроме этого выпускаются поршни ремонтного размера, с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм диаметром. Не путайте ремонтные размеры, с классами по селективной подборке. Классы селективной подборки отличаются друг от друга на сотые, а, иногда, на тысячные доли миллиметра. А номинальные ремонтные размеры отличаются на несколько десятых долей миллиметра.

 Во время капитального ремонта двигателя с расточкой блока цилиндров под ремонтный размер отверстий цилиндров специалисты ремонтного предприятия точно подгоняют диаметр цилиндра под имеющиеся поршни при хонинговке. Если по причине износа или наличия задиров требуется отремонтировать отверстие одного цилиндра, придётся растачивать все цилиндры. Не допускается применения на одном двигатели поршни разных ремонтных размеров. Диаметр поршня измеряется при помощи микрометра, в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца, на строго установленном расстоянии от низа юбки поршня, указанном в руководстве по ремонту. Все измерения, как диаметра поршня, так и диаметра отверстия цилиндра необходимо проводить при нормальной комнатной температуре – 20º С. Различные производители имеют различные группы или классы поршней по диаметру. Поэтому перед ремонтом двигателя ознакомьтесь с Руководством по ремонту. Кроме селективного подбора поршней по диаметру, поршни также делятся на несколько групп по диаметру отверстия под поршневой палец. Обычно группа поршня определяется цветовой меткой на внутренней поверхности бобышки поршня. Палец поршня имеет соответствующую по цвету метку на торцевой поверхности пальцы.

 Группа поршня по диаметру поршневого пальца

 Каждой группе соответствует установленный диапазон отверстия под поршневой палец, обычно различие между группами не превышает нескольких тысячных миллиметра.

Группа поршня по весу

 Некоторые производители, также делят поршни на несколько групп по весу. Иногда при ремонте двигателя вес поршней уравнивается за счёт снятия металла в установленном месте юбки поршня. Чем меньше различие в весе поршней, тем меньше вибрации двигателя. При замене поршней подбирайте поршни одной весовой группы или, если это указано в Руководстве по ремонту, при помощи удаления металла уравняйте вес поршней.

Данные о размерах поршня и направлении его установки обычно выбиты на днище поршня.

Метки на днище поршня

Маркировка поршня:

1. Стрелка для ориентирования поршня в цилиндре
2. Ремонтный размер
3. Класс поршня по диаметру
4. Группа отверстия поршневого пальца

И так, поршни одного двигателя делятся по следующим признакам: Класс поршня по диаметру (селективная подборка) Группа отверстия под поршневой палец (селективная подборка) Ремонтный размер Группа по весу поршня

Поршень двигателя. Устройство и назначение

Топливная смесь, сгорающая в цилиндре ДВС, выделяет тепловую энергию. Далее она превращается в механическое действие, заставляющее вращаться коленвал. Ключевой элемент этого процесса — поршень.

Эта деталь не настолько примитивна, как может показаться на первый взгляд. Было бы большой ошибкой рассматривать его как простой толкатель.

Функциональное назначение

Поршень размещается в цилиндре, где и происходят его возвратно-поступательные движения.

В ходе продвижения в сторону верхней мертвой точки (ВМТ) поршень сжимает горючую смесь. В бензиновом моторе она воспламеняется с помощью свечи зажигания в момент, близкий к максимальному давлению. В дизеле воспламенение происходит непосредственно из-за сильного сжатия.

Возросшее давление образующихся при сгорании газов толкает поршень в обратную сторону. Вместе с поршнем движется сочлененный с ним шатун, который и заставляет вращаться коленвал. Так энергия сжатых газов преобразуется во вращательный момент, передаваемый посредством трансмиссии на колеса автомобиля.

Требования к конструкции и материалам

Во время сгорания температура газов достигает 2 тысяч градусов. Так как горение носит взрывной характер, то поршень подвергается сильным ударным нагрузкам.

Чрезвычайная нагруженность и близкие к экстремальным условия работы предполагают особые требования к конструкции и используемым для его изготовления материалам.

При разработке поршней приходится учитывать несколько важных моментов:

• необходимость обеспечить длительный срок работы, а значит, максимально снизить износ детали;

• предотвратить прогар поршня в условиях функционирования в высокотемпературном режиме;

• обеспечить максимальное уплотнение для исключения прорыва газов;

• минимизировать потери, возникающие из-за трения;

• обеспечить эффективное охлаждение.

Материал для поршней должен обладать рядом специфических свойств:

• значительная прочность;

• максимально возможная теплопроводность;

• термостойкость и способность выдерживать резкие перепады температуры;

• коэффициент теплового расширения должен иметь небольшую величину и быть максимально близким к соответствующему коэффициенту у цилиндра, чтобы обеспечить хорошее уплотнение;

• антикоррозийная устойчивость;

• антифрикционные свойства;

• невысокая плотность, чтобы деталь не была слишком тяжелой.

Поскольку материал, идеально отвечающий всем этим требованиям, пока не создан, приходиться пользоваться компромиссными вариантами. Поршни для моторов изготавливают из серого чугуна и сплавов алюминия с кремнием (силумин). В составных поршнях для дизелей иногда делают головку из стали.

Чугун достаточно прочен и износоустойчив, хорошо переносит сильный нагрев, обладает антифрикционными свойствами и небольшим температурным расширением. Но из-за невысокой теплопроводности чугунный поршень способен нагреваться до 400°C. В бензиновом двигателе это неприемлемо, так как может вызвать калильное зажигание.

Поэтому в большинстве случаев поршни для автомобильных моторов изготавливают способом штамповки или литья из силумина, содержащего не менее 13% кремния. Чистый алюминий не годится, так как слишком сильно расширяется при нагревании, что приводит к повышенному трению и задирам. Такими могут быть подделки, на которые можно нарваться, приобретая запчасти в сомнительных местах. Чтобы этого не случилось, обращайтесь к надежным продавцам.

Поршень из алюминиевого сплава легкий и хорошо проводит тепло, благодаря чему нагрев его не превышает 250 °C. Это вполне годится для моторов, работающих на бензине. Антифрикционные свойства силумина также достаточно хорошие.

В то же время этот материал не лишен недостатков. С повышением температуры он становится менее прочным. А из-за значительного линейного расширения при нагреве приходится применять дополнительные меры, чтобы сохранить уплотнение по периметру головки и не снизить компрессию.

Устройство

Данная деталь имеет форму стакана и состоит из головки и направляющей части (юбки). В головке, в свою очередь, можно выделить днище и уплотняющую часть.

Днище

Является главной рабочей поверхностью поршня, именно оно воспринимает давление расширяющихся газов. Его поверхность определяется типом агрегата, размещением форсунок, свечей, клапанов и конкретным устройством ЦПГ. Для моторов, использующих бензин, она делается плоской либо вогнутой формы с дополнительными вырезами, позволяющими избежать повреждения клапанов. Выпуклое днище дает повышенную прочность, но увеличивает теплоотдачу, а потому применяется редко. Вогнутое позволяет организовать небольшую камеру сгорания и обеспечить высокую степень сжатия, что особенно актуально в дизельных агрегатах.

Уплотняющая часть

Это боковая сторона головки. В ней по окружности проделаны бороздки для поршневых колец.

Компрессионные кольца играют роль уплотнения, предотвращая утечку сжатых газов, а маслосъемные удаляют со стенки смазку, не давая ей попасть в камеру сгорания. Масло стекает под поршень сквозь отверстия в бороздке и далее возвращается в масляный картер.

Участок боковой стороны между краем днища и верхним кольцом называется огневым или жаровым поясом. Именно он испытывает максимальное термическое воздействие. Для исключения прогорания поршня этот пояс делается достаточно широким.

Направляющая часть

Не позволяет поршню перекоситься в ходе возвратно-поступательного движения.

С целью компенсации термического расширения юбка делается криволинейной или конусообразной. Сбоку обычно наносится антифрикционное покрытие.

Изнутри имеются бобышки — два наплыва с отверстиями под поршневой палец, на который надевается головка шатуна.

С боков в районе расположения бобышек делаются небольшие углубления, препятствующие термическим деформациям и возникновению задиров.

Охлаждение

Так как температурный режим работы поршня весьма напряженный, то вопрос его охлаждения очень важен.

Главный путь удаления тепла — поршневые кольца. Через них отводится не менее половины излишков тепловой энергии, которая передается стенке цилиндра и далее — рубашке охлаждения.

Другой важный канал теплоотвода — смазка. Используется масляный туман в цилиндре, поступление смазки через отверстие в шатуне, принудительное разбрызгивание масляной форсункой и иные способы. Посредством циркуляции масла может удаляться более одной трети тепла.

Кроме того, часть тепловой энергии уходит на нагрев свежей порции поступившей в цилиндр горючей смеси.

Поршневые кольца

Кольца поддерживают в цилиндрах нужную величину компрессии и отводят львиную долю тепла. А еще на них приходится около четверти всех потерь на трение в ДВС. Поэтому значение качества и состояния поршневых колец для стабильной работы двигателя трудно переоценить.

Обычно колец три — два компрессионных сверху и одно маслосъемное снизу. Но бывают варианты и с другим количеством колец — от двух до шести.

Канавка верхнего кольца в силуминовом поршне иногда делается со стальной вставкой, повышающей износоустойчивость.

Производят кольца из специальных марок чугуна. Такие кольца отличаются высокой прочностью, упругостью, износоустойчивостью, низким коэффициентом трения и сохраняют свои свойства на протяжении длительного времени. Дополнительную термостойкость поршневым кольцам придают добавки молибдена, вольфрама и некоторых других металлов.

Новые поршневые кольца нуждаются в притирке. Если вы заменили кольца, обязательно некоторое время обкатайте двигатель, избегая напряженных режимов работы. В противном случае не притертые кольца могут перегреться и потерять упругость, а в некоторых случаях даже сломаться. Итогом может стать нарушение уплотнения, потеря мощности, попадание смазки в камеру сгорания, перегрев и прогорание поршня.

Поршневая группа: поршень

Поршневую группу образует поршень в сборе с комплектом уплотняющих колец, поршневым пальцем и деталями его крепления. Назначение поршневой группы состоит в том, чтобы: 1) воспринимать давления газов и через шатун передавать эти давления на коленчатый вал двигателя; 2) уплотнять надпоршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного масла. Функции уплотнения, выполняемые поршневой группой, имеют большое значение для нормальной работы поршневых двигателей. О техническом состоянии двигателя судят по уплотняющей способности поршневой группы. Например, в автомобильных двигателях не допускается, чтобы расход масла из-за угара его вследствие избыточного проникновения (подсоса) в камеру сгорания превышал 3% от расхода топлива. При выгорании масла наблюдается повышенная дымность отработавших газов и двигатели снимаются с эксплуатации вне зависимости от удовлетворительности мощностных и других его показателей. Поршневая группа работает в сложных температурных условиях с циклическими резко изменяющимися нагрузками при ограниченной смазке и недостаточном теплоотводе вследствие трудностей охлаждения. Поэтому детали поршневой группы имеют наиболее высокую тепловую напряженность, что обязательно учитывается при выборе их конструкции и материала. Элементы поршневой группы обычно разрабатывают с учетом назначения и типа двигателей (стационарные, транспортные, форсированные, двухтактные двигатели, дизели и т. д.), но общее их устройство в двигателях тронкового типа остается сходным. Поршни. Поршень состоит из двух основных частей: головки I и направляющей части II (рис. 1, а).   Рисунок 1 Направляющую (тронковую) часть обычно называют юбкой поршня. С внутренней стороны она имеет приливы — бобышки 8, в которых просверливают отверстие 9 для поршневого пальца. Для фиксации пальца в отверстиях 9 протачивают канавки 10, в которых размещают детали, запирающие палец. Нижнюю кромку юбки часто используют в качестве технологической базы при механической обработке поршня. С этой целью она снабжается иногда точно растачиваемым буртиком 6. С внутреннего торца 5 буртика снимают металл при подгонке поршня по весу в случаях, если вес поршня после обработки превышает норму, принятую для данного двигателя. В зоне выхода отверстий под поршневой палец на внешних стенках юбки 11 делают местные углубления 4, вследствие чего стенки этих зон не соприкасаются со стенками цилиндра и не трутся о них, образуя так называемые холодильники. Юбка служит не только направляющей частью поршня, ее стенки воспринимают также силы бокового давления N6, что увеличивает силу их трения о стенки цилиндра и повышает нагрев поршня и цилиндра. Для обеспечения свободного перемещения поршня в цилиндре прогретого и нагруженного двигателя между направляющей его частью (юбкой) и стенками цилиндра предусматривают зазор. Величина этого зазора определяется из условий линейного расширения материала поршня и цилиндра при нормальном тепловом состоянии двигателя. Перегрев поршня опасен, так как приводит к захватыванию и даже к аварийному заклиниванию его в цилиндре. Опыт свидетельствует, что излишне большие зазоры между поршнем и стенками цилиндра тоже не желательны, поскольку это ухудшает уплотняющие свойства поршневой группы и вызывает стуки поршня о стенки цилиндра. Работа автомобильного двигателя со стуками поршней не допускается. Головка поршня имеет днище 1 и несет уплотняющие поршневые кольца, которые размещают на боковых ее стенках 11 в канавках 2, разделяемых друг от друга перемычками 12. Нижняя канавка снабжается дренажными отверстиями 3, через которые со стенок цилиндра отводят смазочное масло с тем, чтобы предотвратить его проникновение (подсос) в камеру сгорания. Диаметр дренажных отверстий составляет примерно 2,5—3 мм. При меньшем размере они быстро загрязняются и выходят из строя. Поршни изготовляют с несколькими рядами дренажных отверстий, располагая их под поршневыми кольцами, а также рядом с ними на специально проточенных поясках (лысках). Днище головки поршня является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает поэтому большие давления газов, омывается открытым пламенем и раскаленными до температуры 1500—2500°С газами. Для увеличения прочности днища и повышения общей жесткости головки ее боковые стенки 11 снабжают массивными ребрами 13, связывающими стенки и днище с бобышками 8. Ореб-ряют иногда и днище, но чаще всего оно выполняется гладким, с переменным сечением, постепенно утолщающимся к периферии, как показано на рис. 1, а. При таком сечении улучшается тепло-отвод от днища и уменьшается температура его нагрева. Высокий нагрев днища вообще нежелателен, так как это ухудшает весовое наполнение цилиндров и приводит к снижению мощности двигателя из-за повышенного подогрева свежего заряда от соприкосновения с чрезмерно горячей поверхностью днища. В карбюраторных двигателях возможны при этом преждевременные вспышки и появление разрушительного детонационного сгорания. Днища поршней в двигателях автомобильного, тракторного и мотоциклетного классов изготовляются плоскими, выпуклыми, вогнутыми и фигурными (см. рис. 1, а, г—к). Форма их выбирается с учетом типа двигателя, камеры сгорания, принятого смесеобразования и технологии изготовления поршней. Самой простой и технологически целесообразной является плоская форма днища (см. рис. 1, а). Такая форма находит применение в различных двигателях и особенно широко используется в автомобильных и тракторных двигателях, в которых камера сгорания, или основной ее объем, располагается в головке цилиндра. Плоские днища имеют относительно малую поверхность соприкосновения с раскаленными газами, что положительно сказывается на их тепловой напряженности. Сравнительно несложную геометрическую форму имеют также выпуклые и вогнутые днища (см. рис. 1, г, д). Выпуклая форма придает днищу большую жесткость и уменьшает возможное нагаро-образование (масло, проникающее в камеру сгорания, с выпуклого днища легко стекает, но выпуклое днище всегда бывает более горячим, чем плоское). Вогнутая форма днищ облегчает общую компоновку сферических камер сгорания, но создает благоприятные условия для повышенного нагарообразования. Масло, проникающее в камеру сгорания, накапливается здесь в наиболее горячей центральной зоне днища. Поэтому в четырехтактных двигателях выпуклые и особенно вогнутые днища находят ограниченное применение. Однако в двухтактных двигателях с контурно-щелевой, продувкой, где выпуклые и вогнутые формы днищ облегчают организацию продувки цилиндров, они широко используются. В двухтактных двигателях используются также и фигурные днища с козырьками-отражателями или дефлекторами (см. рис. 1, г), обеспечивающими заданное направление потоку горючей смеси при продувке цилиндров. Фигурные днища с различного рода вытеснителями (см. рис. 1, ж) применяют и в четырехтактных карбюраторных двигателях. При необходимости днища с вытеснителями легко позволяют видоизменять или уменьшать камеру сгорания. С этой целью применяют иногда и выпуклые днища, как, например, в двигателе МЗМА-412. В последнее время для автомобильных карбюраторных двигателей стали применять фигурные днища, позволяющие полностью или частично размещать камеру сгорания в головке поршня (см. рис 1, з). Карбюраторные двигатели с камерой сгорания в поршне обладают хорошими показателями и являются перспективными. Поршни автомобильных и тракторных дизелей в зависимости от принятого смесеобразования строят как с плоскими, так и с фигурными днищами. Часто днищу придают форму (см. рис. 1, и), соответствующую форме факелов топлива, распыли-ваемого через многодырчатую форсунку, расположенную в центре камеры сгорания. Широко распространены фигурные днища, форма которых предопределяется принятой для дизеля камерой сгорания с частичным или полным размещением ее в головке поршня. На рис. 1, к в качестве примера показана камера сгорания ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт, г. Ленинград), обеспечивающая работу двигателя с хорошими показателями. Головка поршня по сравнению с юбкой в любом случае имеет более высокую рабочую температуру, а следовательно, и больше, чем юбка, увеличивается в размерах. Поэтому диаметр ее Dr всегда делают меньше диаметра юбки Dю. У поршней автомобильных двигателей эта разница составляет в среднем 0,5 мм. Боковым стенкам головки придают форму цилиндра или усеченного конуса с малым основанием у днища или же выполняют их ступенчатыми. Размеры при этом выбирают так, чтобы стенки головки в горячем состоянии на режиме максимальной мощности двигателя не соприкасались со стенками цилиндра. Тем не менее головку считают уплотняющей частью поршня, имея в виду, что стенки ее вместе с поршневыми кольцами, как будет показано ниже, образуют уплотняющий лабиринт. В некоторых конструкциях на стенках головки делают проточку 14, изменяющую направление теплового потока у верхнего поршневого кольца. На днище поршня иногда делают технологическое центровочное отверстие 15, для размещения которого при отсутствии оребрения предусматривают специальный прилив. Если центровка днища не предусмотрена конструкцией, то поршень при обработке на станках крепят с использованием отверстий 9 в бобышках. Базовой поверхностью в обоих случаях является точно обработанный буртик 6 или просто поясок 18, растачиваемый непосредственно в стенках 7 юбки (см. рис. 1, б). Для этих же целей бобышки часто снабжаются приливами 16 и технологическими отверстиями 19 (см. рис. 1, в). При отсутствии буртика 6 подгонка поршней по весу осуществляется за счет снятия металла с торцов 17 приливов 16 на бобышках. Поршневая группа совершает возвратно-поступательное движение, вследствие чего подвергается воздействию сил инерции. Опытами и расчетами установлено, что максимальная величина сил инерции на больших скоростных режимах работы составляет значительную долю от газовых сил. Таким образом, на поршень действует комплекс различных силовых и тепловых нагрузок в условиях, неблагоприятных для смазки и охлаждения. Являясь базовой деталью поршневой группы и наиболее напряженным элементом кривошипно-шатунного механизма, поршень должен обладать высокой прочностью, теплопроводностью, износостойкостью и при этом иметь наименьший вес. С учетом этого и выбирают конструкцию и материал поршней. Для двигателей автомобильного типа поршни изготовляют в основном из алюминиевых сплавов и чугуна. 3 н/м3), что приводит к переутяжелению изготовленных из него поршней. В связи с этим область применения чугунных поршней ограничивается сравнительно тихоходными двигателями, где силы инерции возвратно движущихся масс не превосходят одной шестой от силы давления газа на днище поршня. Чугун имеет еще и низкую теплопроводность, поэтому нагрев днища у чугунных поршней достигает 350÷400°С. Такой нагрев нежелателен особенно в карбюраторных двигателях, поскольку это служит причиной возникновения детонации. Указанные недостатки чугунных поршней в определенной мере присущи и стальным поршням. Однако стенки стальных поршней значительно тоньше стенок чугунных поршней, но сложность отливки удорожает их производство. Стальные поршни не получили распространения в автомобилестроении. Потеряли практическую ценность и поршни из магниевых сплавов, основу которых составляет магнии, сплавленный с 5—10% алюминия. Такие сплавы отличаются малым удельным весом (1,8 г/см3, или 1,8-10^3 н/м3), но не обладают нужной прочностью. Подавляющее большинство быстроходных карбюраторных двигателей и дизелей автомобильного типа снабжается поршнями, изготовленными из алюминиевых сплавов. Основу их составляет алюминий, сплавленный с медью (6—12%) или кремнием (до 23%). В зависимости от марки алюминиевые поршневые сплавы содержат в небольших (1,0—2,5%) количествах никель, железо, магний, а иногда до 0,5% титана. Особенно широко применяют теперь силумины — алюминиевые сплавы, содержащие примерно 13% кремния. Внедряются сплавы с 20 — 22% кремния. Большим достоинством алюминиевых поршневых сплавов является то, что они примерно в 2,6 раза легче чугуна, обладают в 3—4 раза большей теплопроводностью и хорошими антифрикционными свойствами. Благодаря этому вес изготовленных из этих сплавов гак называемых алюминиевых поршней, как минимум, на 30% бывает легче чугунных, хотя стенки их по соображениям прочности делаются толще последних. Нагрев днища алюминиевых поршней обычно не превышает 250°С, что способствует лучшему наполнению цилиндров и в карбюраторных двигателях позволяет несколько увеличивать степень сжатия при работе на данном сорте топлива. Поэтому мощностные и экономические показатели двигателей при переходе на алюминиевые поршни улучшаются. Появляется возможность форсирования двигателей с целью повышения их мощности путем увеличения числа оборотов коленчатого вала. Недостатками алюминиевых поршневых сплавов являются: большой коэффициент линейного расширения (примерно в 2 раза больший, чем у чугуна), значительное уменьшение механической прочности при нагреве (нагрев до температуры 300°С снижает их прочность на 50—55% против 10% у чугуна) и сравнительно малая износостойкость. Однако современные методы производства и конструкции алюминиевых поршней позволяют использовать алюминиевые сплавы для поршней любых быстроходных автомобильных двигателей. Необходимое повышение механической прочности и износостойкости поршней из алюминиевых сплавов в зависимости от состава последних в определенной мере достигается путем одно- или многоступенчатой термической обработки. Например, в течение 12— 14 часов поршни выдерживают в нагревательной печи при температуре 175—200°С (близкой к рабочей). После завершения такого искусственного старения твердость поршней с 80 единиц по Бринеллю повышается до НВ 110—120 и резко увеличивается их долговечность. Недопустимые для нормальной работы поршневой группы большие зазоры между стенками цилиндра и юбкой алюминиевого поршня, обусловливаемые высоким коэффициентом линейного расширения алюминиевых сплавов, устраняются применением рациональной конструкции для элементов поршня. Опыт показывает, что правильно спроектированные алюминиевые поршни могут работать с очень малыми зазорами, не вызывая стука даже в холодном состоянии. Достигается это с помощью компенсационных прорезей или вставок, которыми снабжают стенки юбки, приданием юбке овальной или овально-конусной формы, путем изолирования рабочей (направляющей) ее зоны от более горячей части поршня головки и принудительным охлаждением последней. В практике автомобилестроения часто применяют сразу несколько дополняющих друг друга мероприятий. Основными из них являются: 1) разрез юбки по всей ее длине (рис. 2, а). Такой разрез, как правило, делают косым так, что верхний и нижний участки его перекрываются. Косой разрез не оставляет следа на стенках цилиндра и позволяет разрезанным стенкам юбки при их нагреве сходиться (сближаться) за счет уменьшения ширины прорези, обеспечивая тем самым свободное перемещение горячего поршня в цилиндре. Чтобы увеличить пружинящие свойства разрезанных стенок и уменьшить температуру их нагрева, юбка в этой зоне отделяется от головки широкой горизонтальной прорезью, которая обычно проходит по канавке нижнего поршневого кольца, как показано на рис. 2, а. Горизонтальная прорезь в данном случае является одновременно изолирующей, защищающей юбку от теплового потока, идущего со стороны более горячей головки, и дренажной, позволяющей отводить масло со стенок цилиндра.   Рисунок 2 Юбка с разрезом на всю ее длину выполняется цилиндрической а ширину прорези выбирают так, чтобы полностью исключалась возможность захватывания горячего поршня в цилиндре. Рассмотренный метод несколько снижает жесткость поршня и пригоден только для карбюраторных двигателей. Он используется в известном отечественном двигателе ЗИЛ-120, где тепловые зазоры между поршнем и цилиндром составляют 0,08—0,10 мм. Поршни с полностью разрезанной юбкой устанавливаются в цилиндр так, чтобы разрезанная сторона юбки не нагружалась боковыми силами при рабочем ходе; 2) разрез юбки не на полную ее длину, а в виде Т- и П-образных прорезей (рис. 2, б, в). Такие прорези сочетаются с овальной формой юбки. Величина овала составляет 0,3—0,5 мм, причем большая ось его располагается перпендикулярно к оси поршневого пальца как показано на рис. 2. Вследствие этого юбка соприкасается со стенками цилиндра только в плоскости качания шатуна узкими полосками и при нагреве может свободно расширяться в обе стороны по оси поршневого пальца, увеличивая зону своего контакта с цилиндром. В поршнях с Т- и П-образными разрезами изолирующие горизонтальные прорези между юбкой и головкой делают с обеих сторон бобышек, поэтому тепловой поток от головки направляется непосредственно на бобышки и не оказывает интенсивного влияния на нагрев стенок юбки в зоне их контакта с цилиндром. Эти виды прорезей придают юбке пружинящие свойства, облегчая этим деформацию ее стенок. Чтобы не допустить появление трещин на концах прорезей в связи с деформацией стенок, их засверливают, как показано на рис. 2. Поршни с овальной, частично разрезанной юбкой обладают достаточной прочностью и обеспечивают удовлетворительную работу поршневой группы автомобильных двигателей с очень малыми тепловыми зазорами, составляющими в среднем 0,02—0,03 мм. Часто юбке таких поршней придают не только овальную, но и конусную форму, располагая большой диаметр усеченного конуса по нижней кромке юбки. Величина конусности составляет примерно 0,05 мм; 3) компенсационные вставки, ограничивающие тепловое расширение юбки в плоскости качания шатуна (рис. 2, г, д, е). Вставки применяются различной конструкции, но чаще всего они представляют собой пластины инварные или стальные, связывающие стенки юбки с бобышками поршня. Чтобы уменьшить при этом температуру нагрева юбки, последняя с двух сторон бобышек отделяется от головки поперечными изолирующими прорезями. Инварные вставки, содержащие около 35% никеля, имеют весьма низкий коэффициент линейного расширения (в 10—11 раз меньший, чем у алюминиевых поршневых сплавов). С их помощью зазор между юбкой поршня и стенками цилиндра практически удается сохранять неизменным как в холодном, так и прогретом состоянии двигателя. Поршни с ииварными вставками обычно имеют развитые- холодильники и свободно расширяются только в направлениях оси поршневого пальца (см. рис. 2, д), не изменяя рассматриваемого зазора. В настоящее время широко применяют более дешевые вставки из нелегированной стали, которые заливаются в бобышки так, что вместе с тонким слоем основного алюминиевого сплава поршня они образуют биметаллические пары (см. рис. 2, г). Вследствие разности коэффициентов линейного расширения стали и алюминиевого сплава при нагреве таких стенок они деформируются и придают юбке овальную форму, изгибаясь наружу в разные стороны по оси поршневого пальца, т. е. в сторону развитых холодильников. Такие поршни называются «автотермик». Они обладают хорошими эксплуатационными качествами, имеют повышенную прочность и жесткость, поэтому могут использоваться даже в дизелях. Компенсационные вставки обеспечивают удовлетворительна ю работу поршневой группы с зазорами менее 0,02 мм. Иногда компенсационные вставки выполняются также в виде различных стальных колец, которые заливаются в верхнюю часть юбки, как показано на рис. 2, е. Чтобы исключить ошибки при установке поршня в цилиндр, на одной из его бобышек отливают метку-надпись «назад», т. е. эта бобышка должна быть расположена со стороны маховика двигателя. Иногда для этой цели используется стрелка-указатель. Цилиндрическая головка поршня с плоским днищем снабжена тремя канавками под поршневые кольца, причем в нижней канавке сделаны дренажные отверстия, а поперечные изолирующие прорези размещены под этой поршневой канавкой. Юбку поршня изготовляют с овальностью 0,36 мм и конусностью в пределах 0,013— 0,038 мм. По цилиндрам поршни подбираются с зазором 0,012— 0,024 мм. Правильность подбора зазора проверяется ленточным щупом с размерами 0,05 X 13 мм, который устанавливают под углом 90° к оси поршневого пальца (при снятых поршневых кольцах). Поршни дизелей работают с большей, чем в карбюраторных двигателях, механической и тепловой напряженностью, поэтому им придают форму, обеспечивающую возможно высокую прочность и жесткость. Они изготовляются сравнительно толстостенными литыми или штампованными (Штампованные или кованые поршни из легких сплавов бывают прочнее соответствующих литых и предпочтительно применяются в форсированных дизелях) со сплошной юбкой, т. е. с юбкой, не имеющей разрезов, прерывающих тепловые потоки и облегчающих деформацию стенок. Вследствие этого юбка всегда имеет повышенную температуру нагрева, что вынуждает устанавливать поршни в цилиндры с довольно большими зазорами. Для уменьшения этих зазоров юбку выполняют овальной или овально-конусной конструкции. В отдельных случаях днище и стенки головки поршня для уменьшения их нагрева дополнительно охлаждают струйкой масла, которое через форсунку, расположенную в головке шатуна, подастся на внутренние стенки головки. Следовательно, поршни из легких сплавов с перазрезной (сплошной) юбкой, хотя и обладают повышенной прочностью и жесткостью, но обеспечивают удовлетворительную работу поршневой группы с зазорами, в 5—10 раз превышающими зазоры, которые в сопоставимых условиях допускаются для овально-конусных юбок с компенсационными прорезями и вставками.   Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г. Newer news items: Older news items:

Поршень тепловоза — Устройство и ремонт дизеля — Справка 2ТЭ116

 

     Поршень воспринимает давление газов, образующихся при сгорании топлива в цилиндре, и через шатун передаёт усилие на кривошип коленчатого вала.

 

 

Рис. 37 – Поршень

1 – компрессионные кольца; 2 – головка поршня; 3 – стопорное кольцо; 4 – палец; 5 – тронк;

6 – канавки для установки маслосъемных колец; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – шпильки

9 – маслосъемные кольца; 10 – экспандер;

11 – пружина; 12 – стакан; А – полость охлаждения; Б – отверстие для перетока масла; В – канал для слива масла из полости охлаждения.

 

 

     Поршень дизеля 1А-5Д49-2 (рис.37) составной, состоит из стальной головки 2 и алюминиевого тронка 5, скрепленных  через уплотнительное кольцо 7 четырьмя шпильками 8 с гайками. Составная конструкция поршня позволяет применить для головки поршня сталь с необходимыми жаропрочными свойствами, а для  тронка – антифрикционный алюминиевый сплав и за счет последнего снизить массу поршня.

     В отверстия бобышек  тронка  установлен поршневой палец 4 плавающего типа. Осевое  перемещение  пальца ограничивается стопорными кольцами 3.

     На головке поршня установлены три компрессионных кольца 1 с односторонней трапецией и одно, нижнее, компрессионное прямоугольное (минутное) кольцо. На тронке установлены два маслосъёмных кольца 9.

     Верхнее кольцо 9 снабжено пружинным расширителем (экспандером) 10. Верхние три компрессионных кольца изготовлены из легированного высокопрочного чугуна и имеют  хромированную рабочую поверхность.

     Головка поршня охлаждается маслом. Из верхней головки шатуна масло поступает в плотно прижатый к ней пружиной 11 стакан 12 и далее по отверстиям Б — в полость охлаждения А. Из полости охлаждения масло по каналам В стекает в картер дизеля. На режиме номинальной мощности температура головки над верхним компрессионным кольцом не превышает 170ºС. Рабочая поверхность тронка покрыта слоем дисульфида молибдена (антифрикционное приработочное покрытие).

     Усовершенствованные поршни, применённые на дизель-генераторах 1А-9ДГ исп.2, позволили на 40% уменьшить пропуск газов в картер, снизить загрязняемость масла и повысить срок его службы.

     Поршни дизель-генераторов  1А-9ДГ исп.1 отличаются от поршней дизель-генераторов 1А-9ДГ исп.2 следующими основными особенностями: все три компрессионных кольца имеют трапециевидное сечение; два маслосъёмных кольца – размещены выше оси поршневого пальца; верхнее кольцо односкребковое, второе кольцо — двухсребковое (с экспандером).

 

Ремонт

     Характерными неисправностями поршня являются; термические трещины, прогары головок; ослабление или обрыв шпилек крепления головки поршня к тронковой части; износ ручьев под компрессионные кольца; ослабление посадки втулок под поршневой палец; излом; пригорание и износ поршневых колец.

     При ремонте поршня удаляют нагар с головки поршня и поршневых колец. Промывают все детали поршня дизельным топливом и протирают их.

     Осматривают все детали и убеждаются в отсутствии повреждений. Детали, имеющие трещины, сколы, задиры рабочей поверхности, а также браковочные размеры – заменяют. В случае указанных дефектов на головке

или тронке поршня, его заменяют на новый.

     При ослаблении или разрушении сливных трубок подбирают новые по натягу 0,01 – 0,032 мм и устанавливают на клее ГЭН-150.

     Острые кромки поршня и небольшие натиры на рабочей поверхности тронка зачищают в направлении, перпендикулярном оси тронка.

     При наличии скола хрома на компрессионных кольцах или задира на поверхности колец – кольца заменяют новыми.

     Проверяют толщину хрома у стыков компрессионных колец; при толщине хрома менее 0,07 мм, кольца заменяют новыми, допускается оценку износа хрома компрессионных колец производить проверкой зазора в замке, при величине зазора в замке более 2,2 мм кольцо заменяют.

     При износе покрытия ВАП-2 более 50–60% площади любой из двух рабочих сторон с полной сработкой микрошероховатости от дробеструйной обработки, покрытие восстанавливают.

     При увеличении зазора в замке в рабочем состоянии до 1,8 мм у первого кольца разрешается переставить первое кольцо в третий ручей поршня, а третье кольцо в первый ручей поршня.

     Проверяют торцевые зазоры между поршневыми кольцами  и канавками поршней.

Кривошипно-шатунный механизм



Кривошипно-шатунный механизм

2.2.1 Поршни

        Давление газов во время рабочего хода воспринимает поршень и передает силу  через палец и шатун  коленчатому валу.  Поршни  работают в очень тяжелых условиях. В цилиндре поршень движется неравномерно. В крайних положениях его скорость равна нулю, а вблизи середины хода достигает максимального значения. В результате возникают большие силы инерции. Кроме механических нагрузок  поршень подвергается действию высоких температур и трению о стенки цилиндра. Из-за неравномерного нагрева в нем возникают дополнительные температурные напряжения. Поршни большинства двигателей изготовлены из алюминиевого сплава. Они обладают достаточной прочностью, высокой теплопроводностью и хорошими антифрикционными свойствами.

Рис. 7 Конструкция поршня

 

Поршень состоит из трех основных частей, рис.7 – днища 4, головки 5 и юбки 6. Днище поршня в зависимости от типа камеры сгорания выполняют плоским, выпуклым, вогнутым или фигурным. В карбюраторных двигателях применяют поршни с плоским днищем, вследствие простоты изготовления и меньшего нагрева при работе. На внешней стороне поверхности головки протачивают канавки 2 для установки компрессионных и маслосъемных поршневых колец. В канавках для маслосьемных колец сверлят дренажные отверстия для отвода масла внутрь поршня. Верхнюю часть поршня называют уплотнительным пояском, так установленные здесь кольца предотвращают прорыв газов через зазоры между поршнем и цилиндром. Юбка 6 является направляющей частью поршня при движении в цилиндре и передает боковую силу от шатуна на стенки цилиндров. На внутренней стороне юбки имеются два массивных прилива, называемых бобышками. Они соединены ребрами с днищем, увеличивая прочность поршня и улучшая теплоотвод от поршня через кольца к цилиндру. В бобышках  сделаны отверстия 3 под поршневой палец. Величина зазора между юбкой поршня 6 и стенками цилиндров должна быть минимальной, так как влияет на расход масла, уровень и спектр шумов, утечки газов из цилиндров в картер, износ поверхностей и теплоотвод от поршня. Для исключения заклинивания поршней из алюминиевого сплава в в чугунных гильзах работающего двигателя, вследствие различного расширения, принимают ряд конструктивных мер. Поперечное сечение поршня делают овальным, так, чтобы большая ось овала была перпендикулярна оси пальца. В продольном сечении поршню может быть придана форма конуса с сужением в направлении днища, бочкообразная или специального профиля, изготовленного по копиру. На юбке поршня могут быть сделаны прорези различной формы (П-образные, Т-образные) или в головку поршня устанавливают при отливке термокомпенсирующие вставки из материалов с малым коэффициентом линейного расширения. Для лучшей приработки к цилиндрам поверхность юбки поршня покрывают тонким слоем олова. При переходе поршня через верхнюю мертвую точку он смещается от одной стенке цилиндра к другой, что сопровождается стуком. Для снижения последствий этого явления ось отверстия пальца смещают в сторону максимального бокового давления на 1,5-2,0 мм. Для правильной установки поршня в цилиндр и точного соединения с шатуном на поршне и шатуне имеются метки. Отклонения размеров и масс поршней двигателя должны быть минимальными.

     

Поршни

Шатунно-поршневая группа представляет группу деталей кинематической пары -поршень-шатун, играю щей важную роль в рабочем процессе дизеля. Деталями этой группы являются: поршень, уплотнительные и мас-лосъемные кольца поршия, палец, соединяющий поршень с шатуном, шатуни подшипники верхней и нижней головок шатуна.

Головки поршней, находясь в непосредственном соприкосновении с горячими газами с температурой до 2000 °С, могут нагреваться до 600 °С, при этом они испытывают высокое давление газов (до 12 МПа). В связи с этим поршни изготавливают из высокопрочных металлов, а их головки охлаждают маслом. Применение масла в качестве охлаждающей жидкости, несмотря на его меньшую по отношению к воде эффективность, экономически и технически оправдано. Обеспечить надежное уплотнение охлаждающего тракта поршня так, чтобы вода не попала в масло, технически трудно. Попадание же воды в масло грозит серьезным ухудшением его свойств и может привести к тяжелым последствиям: задиру стенок цилиндров, шеек валов и т. д.

Поршни изготавливают литьем или штамповкой. Материалом для них может служить сталь, чугун или алюминиевые сплавы. Они имеют форму стакана, нижняя часть которого (юб-служит для направления во втулке, а Рис. 69. Поршень дизеля 10Д100:

1 — стакан; 2,6 — плиты; 3, 5 — прокладки регулировочные; 4 — вставка; 7 — кольцо стопорное; 8 — втулка; 9 — палец; 10 — ползушка; 11 — пружина; а, б — канавки для уплотнительных и масло-съемных колецверхняя (головка) совместно с цилиндром и крышкой образуют рабочий объем цилиндра. Из-за разности температур, испытываемых различными частями поршня, он выполнен с некоторым увеличением диаметра от головки к юбке. Головка имеет меньший диаметр, чтобы исключить заклинивание ее в цилиндре при высокой температуре. По конструкции поршни делятся на составные и цельные. Составные поршни имеют отдельно головку и юбку (тронк), а в некоторых случаях вставку, соединяемые при помощи шпилек.

Поршни дизелей типа Д100 (нижний и верхний) несколько отличаются друг от друга формой днища как с наружной, так и внутренней стороны и поэтому невзаимозаменяемы. На дизелях Д100 установлены поршни трех вариантов (3, ЗА и 5), в конструкции которых много одинаковых или аналогичных деталей. С 1972 г. устанавливаются поршни бесшпилечной конструкции (вариант 5). Они отличаются креплением вставки 4 (рис. 69) стопорным кольцом 7, а не шпильками, ввернутыми в приливы головки поршня, и применением циркуляционной системы охлаждения головки поршня.

Поршень состоит (см. рис. 69) из стакана 1, изготовленного из высоколегированного серого чугуна, вставки 4 с установленными сверху и снизу плитами 2, 6 и регулировочными прокладками 3, 5, с помощью которых регулируется линейный размер камеры сжатия. Вставка удерживается в корпусе стопорным кольцом 7. Применение такого способа соединения вместо шпилечного позволило устранить концентрации напряжений в головке поршня от резьбовых отверстий. В отверстиях вставки в бронзовых втулках 8 свободно (скользящая посадка) вставлен поршневой палец 9 для соединения с головкой шатуна.

На корпусе снаружи проточены канавки а, б для уплотнительных колец (четыре верхних) и маслосъемных (три нижних). Рабочая цилиндрическая часть поршня покрыта оловом для устранения задиров, а головка поршня над верхней канавкой покрыта хромом для предупреждения обра зования окалины от действия горячих газов.

Головки поршня охлаждаются маслом, циркулирующим по ее каналам. В отличие от поршней вариантов 3 и ЗА в бесшпилечных поршнях каналы масляного охлаждения расположены симметрично относительно камеры сгорания, что обеспечивает довольно равномерное распределение термических напряжений в головке поршня. Масло для охлаждения поршня поступает по осевому каналу в шатуне к его головке и далее через отверстия по кольцевой канавке во втулке-подшипнике подается к головке поршня. Из головки поршня масло сливается в картер.

Поршень дизелей типа Д49 составной. Штампованная головка поршня 2 (рис. 70) из жаростойкой стали соединена с алюминиевым тронком 6 при помощи шпилек. Для улучшения прирабатываемое™ поверхность тронка покрыта дисульфидом молибдена. На головке имеются четыре канавки под три трапециевидных уплотнительных кольца й одно маслосъемное, а иа тронке — одна под маслосъемное кольцо 5 с пружинным расширителем (экспандером). Поршневой палец 8 плавающего типа изготовлен из легированной стали, азотирован и цементирован. От осевого смещения палец удерживается стопорными кольцами 9.

Масло для охлаждения поршня поступает из головки шатуна через отверстие в прижатый к ней пружиной 3 стакан 4 и далее от центра днища по отверстиям а в тронке перетекает в периферийную полость охлаждения б, откуда по каналу в тронке стекает в картер. Для поддержания уровня масла в полости охлаждения в этот канал запрессована трубка, конец которой возвышается над тронком на 15 мм.

Поршни дизеля ПД1М представляют цельную отливку из алюминиевого сплава (силумина). Коэффициент теплопроводности силумина в 4,25 раза больше, а плотность в 2,75 раза меньше, чем у чугуна. Использование материала с высокой теплопроводностью позволило не применять спе

Рис. 70. Шатунно-поршневая группа дизелей типа Д49:

1 — главный шатун; 2 — поршень; 3 — пружина; 4 — стакан; 5 — маслосъемное кольцо с экспандером; 6 — тронк; 7 — втулка верхней головки шатуна; 8 — палец; 9 — стопорное кольцо; 10 — болт прицепного шатуна; 11 — прицепной шатун; 12 — палец прицепного шатуна; 13 — втулка-подшипиик; 14 — шатунные болты; 15 — крышка; 16 — вкладыши; а, в, г, д. е — каналы; о — полость охлаждения; ж — отверстие под штифт; э — зубчатый стыкциальное охлаждение поршня. Благодаря большому заряду свежего воздуха, подаваемого в цилиндры дизеля, головки поршней сверху хорошо охлаждаются воздухом, а снизу они охлаждаются брызгами масла при работе дизеля.

Головка поршня выполнена толстостенной с плавным переходом к цилиндрической поверхности. Торец имеет вогнутую поверхность с четырьмя вырезами для размещения головок клапанов при нахождении поршня в верхнем положении. Вогнутая форма поверхности днища способствует лучшему смешиванию распыленного топлива с воздухом и лучшему его сгоранию.

На головке и юбке поршня проточены канавки для размещения четырех уплотнительных и трех масло-съемных (одно маслосъемное кольцорасположено в верхней части поршня, а два-в нижней) колец. В канавках под маслосъемные кольца просверлены отверстия для стекания масла, снятого со стенок цилиндра кольцами.

В бобышках поршня расположен палец, удерживаемый от осевых перемещений заглушками, установленными в отверстиях с натягом. Палец смазывается от головки шатуна, а затем масло стекает в картер через прорези в заглушках и по каналам в юбке поршня.

Поршневые пальцы. Пальцы служат для соединения верхних головок шатунов с поршнями. Они изготовлены из высоколегированных хромоиике-левых сталей. Наружная поверхность пальцев цементируется (науглероживается) на глубину 1,2-1,5 мм. шлифуется и полируется. По способу закрепления в поршне пальцы выполняют неподвижными и плавающими. Неподвижное соединение пальца со вставкой поршня сделано в дизелях 2Ц100. У поршней дизелей 1 ОД 100 и 5Д49, ПД1М палец свободно с зазором вставляется в отверстия бобышек вставки, тронка или корпуса поршня, а также во втулку головки шатуна.

Пальцы плавающего типа имеют также и осевой зазор в соединении с поршнем. Пальцы смазываются через головки шатунов. У дизеля ПД1М внутри пальца вставлена втулка, развальцованная по концам. Таким образом, между телом пальца и втулкой образуется камера, куда по четырем отверстиям в середине пальца масло поступает из кольцевой канавки втулки головки шатуна. Из камеры масло вытекает на поверхность пальца по восьми отверстиям, расположенным по его концам.

⇐ | Общие понятия о крутильных колебаниях коленчатого вала дизеля. Антивибраторы | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Поршневые кольца | ⇒

Основные части поршня и их функции

Детали поршня работают вместе для преобразования тепловой энергии в механическую работу и наоборот. Он движется вверх и вниз внутри цилиндра, чтобы расширяться и сжимать топливовоздушную смесь. По этой причине поршень в двигателе внутреннего сгорания неизбежен.

Прочтите Все, что вам нужно знать об автомобильном поршне

Сегодня мы подробно рассмотрим основные компоненты поршней и их функции.

Основные части поршней и их функции

Ниже приведены пояснения к основным компонентам поршня:

Поршневые кольца:

Поршневые кольца — это части разъемных колец, которые устанавливаются в области выемки поршня. В двигателе обычно три поршневых кольца. Иногда кольцо может быть одно, в зависимости от типа двигателя.

Основная функция поршневого кольца — герметизация камеры сгорания и контроль расхода смазочного масла.Кольца также помогают отводить тепло к отверстию цилиндра.

Первое кольцо, ближайшее к камере сгорания, называется компрессионным кольцом . Его еще называют газовым или напорным кольцом. Он предотвращает утечку продуктов сгорания и передачу тепла от поршня к стенкам цилиндра.

Скребковое или грязесъемное кольцо — это кольцо, расположенное посередине компрессионного и масляного колец. Он имеет коническую поверхность и выполняет функцию первого и последнего колец.Его цель — герметизация камеры сгорания и удаление масла со стенок поршневого цилиндра.

И, наконец, масляное регулировочное кольцо — это нижнее кольцо на поршне. Он состоит из двух тонких поверхностей с отверстиями вокруг них. Его функция — обеспечить обратный поток масла обратно в поддон и удалить излишки масла со стенок цилиндра.

Читайте: Компоненты автомобильного двигателя

Юбка поршня:

Юбка поршня представляет собой материал цилиндрической формы, прикрепленный к круглой части поршня.Обычно он изготавливается из чугуна, чтобы противостоять износу и обладать самосмазывающимися свойствами. На юбке есть канавки, которые позволяют поршневым кольцам идеально сидеть.

Юбка поршня перемещается вверх и вниз по цилиндру. Он разработан, чтобы противостоять боковым силам, возникающим при изменении угла шатуна. Есть два основных типа поршневых юбок, а именно; пышная юбка и юбка-тапочка.

Полная юбка поршня также известна как сплошная юбка.Он имеет трубчатую форму, обычно используется в больших автомобильных двигателях. Юбка поршневого поршня обычно используется на мотоциклах и некоторых автомобилях. В юбке есть разрез, оставляющий только поверхности на задней и передней части стенки цилиндра. Это снижает вес и сводит к минимуму площадь контакта между цилиндром и стенкой поршня.

Если юбка изношена, будет сложно получить надлежащее уплотнение для эффективного сгорания. Поршень также будет неконтролируемым образом ограбить цилиндр, что вызовет удары поршня.При этом будет возникать хлопок поршня, особенно при холодном пуске. Шум внезапно исчезнет, ​​как только двигатель нагреется. Это связано с тем, что возникающее расширение закрывает зазор между поршнем и цилиндром.

В ситуациях, когда шум не прекращается, может потребоваться подтянуть цилиндр и, возможно, принять другие меры. В противном случае проблема может привести к еще большему повреждению двигателя.

Читайте: Применение дизельного двигателя

Поршневой палец:

Поршневой палец — это часть поршня, также известная как поршневой палец или поршневой палец.Этот штифт представляет собой полый или цельный вал в секции юбки. На этом пальце шарнирно закреплен шток поршня, удерживаемый во втулке поршневого кольца.

Поршневые пальцы

изготавливаются из легированной стали с целью обеспечения хорошей прочности на разрыв. затем он подвергается механической обработке для установки на поршневые подшипники. Масло подается к этому штифту через отверстия в шатуне, помогая уменьшить трение.

Функция поршневого пальца заключается в обеспечении опоры подшипника, чтобы поршень мог нормально функционировать. Это связано с тем, что поршневые пальцы образуют соединение или точку поворота поршней и шатуна. Это означает, что штифт способствует возвратно-поступательному движению поршня. Существует три типа поршневых пальцев.

Стационарный или фиксированный штифт — один из трех типов. Он прикреплен к бобышкам поршня с помощью винта, который позволяет вставить в него шток поршня.

Полуплавающий — другой тип пальца, который крепится к шатуну посередине. Он спроектирован так, чтобы свободно перемещать поршневой подшипник и бобышки.Наконец,

Полностью плавающий штифт — это тип, который не прикрепляется к шатуну поршня. Однако он надежно вставлен, зажим или стопорное кольцо крепится к бобышкам поршня. Эта конструкция позволяет штифту колебаться на выступах и штоке.

Читайте: Понимание системы автоматической коробки передач

Головка поршня:

Эта часть поршня также известна как корона или купол, которая представляет собой верхнюю поверхность. Это часть, которая контактирует с дымовыми газами, заставляя их испытывать чрезвычайно высокую температуру.

Ну, поршень изготовлен из специальных сплавов, таких как стальной сплав, который выдерживает температуру и предотвращает его плавление.

Функция поршня — воспринимать давление, температуру и другие напряжения расширяющегося газа.

Головка поршня

также служит другим целям, например, для создания завихрения для равномерного сгорания и регулирования детонации. Головка поршня действует как тепловой барьер между камерой сгорания и нижними частями поршня.

Поршни доступны в различных типах, подходящих для конкретного типа двигателя.Существует множество факторов, определяющих конструкцию головки поршня, например, тип двигателя и требуемые характеристики.

Шатун:

Шатун — одна из основных частей поршня, чаще всего укорачиваемая как шатун или шток. Он соединяет поршень с коленчатым валом двигателя и позволяет поршню двигаться в камере.

Компонент рассчитан на механические нагрузки, поэтому он достаточно прочный. Детали поршня изготавливаются методом ковки, а иногда и литья.

Большинство поршней изготавливается из стали, так как она подходит для высокопроизводительных двигателей. Алюминий используется, когда требуется более легкий поршень для более мягких двигателей.

Функция шатуна — вращать коленчатый вал, который производит движение, позволяющее двигателю двигаться. Этот стержень имеет просверленное отверстие, через которое смазочное масло подается к стенкам цилиндра и пальцу кисти.

Шатуны

имеют различную конструкцию, которая включает в себя фрезерованное соединение, соединение трещин, прямой и угловой разделительный стержень, а также конструкцию с параллельным и коническим стержнем.В шатуне есть различные детали, которые включают:

• Маленький конец: это самый маленький конец штока, состоящий из проушины штока и втулки поршня. Этот маленький конец соединяется с поршнем через поршневой палец.
• Большой конец: деталь, противоположная малому концу стержня. Он связан с коленчатым валом. Наконец,
• Балка шатуна: эта часть находится между большой и малой частью стержня. Обычно это двойная Т-образная конструкция, которая может содержать или не содержать масляный канал для подачи масла в цилиндр.

Чтение: понимание работы маховика

Болт шатуна:

Еще одна деталь поршня, которую нельзя оставлять позади, — это шатунный болт. Он используется для крепления штока к коленчатому валу. На нижнем конце болтов тяги находится крышка шатуна и подшипник. Затем используется гайка для фиксации компонентов вместе с болтом.

Болт изготовлен из стали, но когда требуется более легкая деталь, используется алюминий.Никель также используется, когда требуется более прочный стержень, что часто требует времени в тяжелых транспортных средствах.

Болты предназначены для крепления шатуна к коленчатому валу, помогая штоку выдерживать нагрузку, вызываемую вращающимся коленчатым валом.

Шатун сломается и повлияет на работу деталей двигателя, если вынуть болт. Этот шток фиксирует каждый ход поршня и обеспечивает плавную работу двигателя.

Подшипники поршневые:

Подшипники представляют собой отличные поршневые детали, повышающие эффективность движения.Он расположен в точках поворота. Эти подшипники обычно представляют собой полукруглые металлические детали, которые входят в отверстия этих точек.

Вкладыши на большом конце, где шток соединяется с коленчатым валом, являются частью подшипника поршня. Компонент часто изготавливается из металлов, таких как медь, кремний-алюминий и т.д.

Прочтите: Как работает автомобильный двигатель

На этом статья «Основные части поршней и их функции».Я надеюсь, что знания будут получены, если да, любезно прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим студентам технических специальностей. Спасибо!

Что такое поршень? Как это работает?

Поршни — это цилиндрические компоненты машины, которые совершают возвратно-поступательное движение в герметичной трубке для передачи или получения движения.

В какой-то момент жизни мы все сталкивались со шприцами, инструментами, с помощью которых врачи вводили лекарства, чтобы отразить невидимые угрозы, которые постоянно пытаются нас преследовать.С физической точки зрения шприц имеет полый цилиндр с иглой на одном конце и управляемый вручную поршень на другом. Цилиндр и плунжер представляют собой простейшие формы конструкции «цилиндр-поршень», являющиеся неотъемлемой частью многих машин.

Цилиндр и поршень шприца представляют собой простейший пример компоновки цилиндр-поршень (Фото: MAKOVSKY ART / Shutterstock)

Что такое поршень?

Поршень — это цилиндрический компонент, который совершает возвратно-поступательное или возвратно-поступательное движение в герметичной трубке.Целью этого устройства является создание давления для текучих сред (как жидкостей, так и газов), содержащихся в цилиндре, для придания или получения движения.

Конструкция поршня

Несмотря на то, что поршни имеют множество форм и областей применения, основная конструкция всех поршней остается неизменной.

1. Корпус поршня

Корпус поршня состоит из двух составных частей: днища и юбки. Головка поршня — это самая верхняя поверхность поршня, которая контактирует с жидкостью.Повышение давления достигается перемещением головки поршня в крайнее верхнее положение.

Корпус поршня состоит из головки и юбки (Фото предоставлено yanik88 / Shutterstock)

Головка поршня имеет интегрированную полую цилиндрическую форму, которая плотно прилегает к внешнему цилиндру, где совершается возвратно-поступательное движение. Юбка поршня, как известно, имеет канавки, идущие параллельно ее поперечному сечению, для размещения поршневых колец.

Хотя юбки поршней не выделяются в устройствах с ручным управлением, они составляют значительную часть конструкции поршня в механических устройствах.Помимо поршневых колец, они также вмещают ступицу и втулки, которые помогают удерживать шатуны на месте.

2. Поршневые кольца

Поршневые кольца сидят в канавках на юбке поршня и помогают в создании герметичного уплотнения между цилиндром и поршнем (Фото: PAIRUT / Shutterstock)

Для сжатия или повышения давления жидкости необходимо для поддержания герметичного уплотнения между внутренней стенкой цилиндра и поршнем. Это достигается с помощью поршневых колец из специальных материалов; эти кольца не только расширяются, заполняя зазоры между стенкой цилиндра и поршнем, но также сохраняют свою конфигурацию под давлением.Поршневые кольца также постоянно поддерживают чистоту футеровки цилиндра.

3. Шатуны

Шатуны могут быть фиксированными (слева) или подвижными (справа)) (Фото предоставлено dreamnikon / Shutterstock)

Как мы уже знаем, поршни могут либо сообщать, либо получать движение за счет повышения давления жидкости . Шатун передает это движение от источника энергии на одном конце и приемника энергии на другом конце. В шприце или любой другой машине с ручным управлением шатуны обычно прикреплены к основанию головки поршня и могут также называться толкателями.

В случае сложных машин, таких как двигатели и насосы, которые зависят от источника тепла или электроэнергии, шатуны поворачиваются вокруг пальца на запястье на одном конце и подшипников на другом.

4. Палец на запястье

Шатуны поворачиваются вокруг поршневого пальца, который входит в ступицу поршня (Фото предоставлено yanik88 / Shutterstock)

Шатуны поворачиваются вокруг пальца, который помогает толкать головку поршня вверх и вниз. Этот штифт, известный как поршневой палец или поршневой палец, входит во втулку юбки поршня.Штифты на запястье присутствуют только в поршнях с подвижными шатунами.

Как работают поршни

На приведенной выше диаграмме показано движение поршня в цилиндре. (Фото: Р. Кастельнуово / Wikimedia Commons)

Цилиндр, в котором поршень совершает возвратно-поступательное движение, имеет клапаны, которые позволяют входить и выходить жидкости. Когда поршень движется вниз, впускные клапаны открываются, пропуская жидкость в цилиндр. После этого поршень может переместиться в крайнее положение, подальше от верхней поверхности цилиндра.Это называется нижней мертвой точкой (НМТ).

На этом этапе впускной клапан закрывается, и поршень начинает двигаться вверх, достигая самого верхнего предела, известного как верхняя мертвая точка (ВМТ). Повышение давления и сжатие жидкости происходит по мере приближения поршня к верхней мертвой точке. В этот момент открывается выпускной клапан, выталкивая сжатые жидкости из цилиндра.

Каждое движение между верхней мертвой точкой и нижней мертвой точкой называется ходом.В поршнях, которые расположены сбоку, а не вертикально, крайние положения известны как внутренняя мертвая точка (IDC) и внешняя мертвая точка (ODC).

Поршни одинарного и двойного действия

Поршни двойного действия работают с обеих сторон

Обычный поршень нагнетает жидкости только при прямом ходе. Такой поршень также известен как поршень одностороннего действия. Однако некоторые поршни создают давление жидкости как при прямом, так и при обратном ходе. Это стало возможным благодаря использованию неподвижного шатуна и герметичных поверхностей на обеих сторонах днища поршня.Такие поршни известны как поршни двустороннего действия.

Применение поршней

1. Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры всасывают воздух под низким давлением и вытесняют его под высоким давлением. (Фото: OlegSam / Shutterstock)

Эти устройства нагнетают газы при низком давлении и выбрасывают их при более высоком давлении, используя механическую энергию от коленчатого вала, подключенного к внешнему источнику питания. Поршневые компрессоры являются двухтактными: обратный ход втягивает воздух под низким давлением, а прямой ход сжимает его и выталкивает из цилиндра под высоким давлением.Таким образом, компрессоры сообщают жидкости движение.

2. Поршневые насосы

Принципиальная схема поршневого насоса. Они могут быть моторизованными или управляемыми вручную.

Хотя обычно насосы и компрессоры используются как взаимозаменяемые, насосы выполняют несколько иную функцию, поскольку они используются для нагнетания жидкостей. Жидкости нельзя сжимать, как газы, но их можно выпускать под более высоким давлением, что происходит за счет скорости. Насосы, как и компрессоры, придают движение, но из-за наличия превосходных опций поршневые насосы обычно не используются для жидкостей.

3. Двигатели

Двигатели внутреннего сгорания, используемые в автомобилях, имеют несколько поршней для выработки большей мощности. (Фото: kvsan / Shutterstock)

Статьи по теме

Статьи по теме

Двигатель сжимает жидкость (топливовоздушную смесь), которая воспламеняется и толкает поршень вниз. Поршень, в свою очередь, перемещает коленчатый вал. В двухтактных двигателях поршни служат также впускными и выпускными клапанами. Таким образом, двигатели, в отличие от насосов и компрессоров, получают движение от сгорания сжатых жидкостей.

4. Устройства с ручным управлением

Простые устройства, такие как велосипедные насосы, шприцы и даже водяные пистолеты, используют поршни с ручным управлением с фиксированным толкателем (Фото: doomu / Shutterstock)

В картриджах с чернилами, шприцах и велосипедных насосах используются поршни с фиксированными толкателями . Они получают силу от физических усилий по вытеснению жидкостей под высоким давлением.

5. Паровые двигатели

Паровой двигатель с поршнем двустороннего действия (Фото: Сергей Меркулов / Shutterstock)

Паровые двигатели, хотя и вышли из употребления, использовали поршни двустороннего действия.В наши дни поршни двустороннего действия используются в гидравлических и пневматических системах специального назначения.

Рекомендуемая литература

Юбка поршня, шток и ствол поршня

Поршень — важная часть камеры сгорания судового двигателя, которая преобразует силу газа в механическую энергию за счет возвратно-поступательного движения.

Юбка поршня, шток и ствол поршня являются тремя компонентами поршневой системы судовых дизельных двигателей. В этой статье мы узнаем о каждом из них.

Обычно используются два типа поршневых устройств:

• Поршень крейцкопфа: Состоит из днища поршня, юбки поршня и штока поршня (используется в большом двухтактном двигателе), который соединен с крейцкопфом для передачи бокового усилия на конструкцию двигателя

• Поршень ствола: Состоит из поршня с удлиненной юбкой для поглощения боковых толчков и прикреплен к шатуну с помощью вращающегося подшипника малого конца (используется в небольших 4-тактных морских двигателях).

Юбки поршня

Юбка поршня подходит как для двухтактных, так и для четырехтактных двигателей. Он выполняет разные функции для разных двигателей. В двухтактных двигателях с большой поперечной головкой и однопоточной продувкой эти юбки имеют короткую длину и предназначены для использования в качестве направляющих и стабилизации положения поршня внутри гильзы. Обычно он сделан из чугуна. Диаметр юбки обычно немного больше диаметра поршня. Это сделано для предотвращения повреждения поверхности гильзы из-за движения поршня.

Кольца из мягкой бронзы также входят в юбки поршней. Эти бронзовые кольца помогают при обкатке двигателя, когда двигатель новый, и при необходимости могут быть заменены.

В двухтактных двигателях, имеющих петлевую или перекрестную продувку, юбки немного больше, поскольку они помогают перекрывать продувочные и выпускные отверстия в гильзе.

Материал юбки:

Обычно он изготавливается из чугуна с шаровидным графитом, который имеет следующие свойства:

• Самосмазывающийся
• Превосходная износостойкость

Щелевое кольцо поршня: Это кольцо из мягкого сплава бронзы со свинцом, которое устанавливается в юбку поршня.Имеют следующий функционал:

• Обладает низкими фрикционными характеристиками
• помощь при обкатке двигателя, когда двигатель новый, при необходимости можно заменить
• Предотвращает прямой контакт высокотемпературной стенки (верхней стороны) поршня с гильзой

В четырехтактных или стволовых поршневых двигателях на юбке имеется поршневой палец, который передает мощность от поршня на поршневой палец или верхний подшипник.Поскольку в четырехтактных двигателях нет направляющих крейцкопфа, эти юбки помогают передавать боковую тягу, создаваемую шатуном, на стенки гильзы.

Осмотр — При осмотре юбки поршня необходимо проверить следующее:

• Карбон
• Следы истирания и истирания
• Задиры в компенсационном кольце
• Проверить выступ поршневого пальца на предмет трещин и / или деформации в юбке поршня ствола

Штоки поршневые

Поршневые штоки обычно используются в больших двухтактных двигателях.Поршневые штоки помогают передавать мощность, производимую в камере сгорания, на траверсу и ходовую часть двигателя.

Длина этих стержней зависит от длины хода двигателя и конструкции производителя. Верхний конец штока имеет фланцевое соединение или прикрепляется к нижней части поршня, а нижний конец соединяется с крестовиной.

Шток поршня проходит через сальник поршня или сальник, поэтому шток должен иметь гладкую рабочую поверхность и низкий коэффициент трения.

Важная функция поршневого штока:

• Сила газа, действующая на верхнюю часть днища поршня, передается на шток поршня с помощью внутреннего механизма, предотвращающего возможное искажение кольцевого ремня.
• Для охлаждения поршня шток состоит из двух сквозных концентрических отверстий. Эти отверстия предназначены для подачи и возврата охлаждающего масла.

Материал поршневого штока:

Для изготовления штока поршня используется кованая сталь, обладающая следующим свойством:

• Высокая прочность по сравнению с литой сталью
• Лучшее качество поверхности

Проверка — При проверке штока поршня необходимо проверить следующее:

• Следы износа и трения из-за сальника сальника
• Царапина или вмятина из-за неправильного обращения
• Неровность стержня в различных положениях
• Блеск поверхности штока поршня (измерьте шероховатость поверхности в рупиях)

Поршень ствола

Поршень ствола — термин, обычно обозначающий поршни в четырехтактных среднеоборотных двигателях.Эти поршни имеют составную конструкцию, которая состоит из тонкой головки поршня из легированной стали и юбки из алюминиевого сплава. Эти поршни легкие, прочные и жесткие по конструкции и способны противостоять высоким температурам и коррозии.

Поршень кованый, внутри предусмотрено пространство для размещения охлаждающих пространств за счет охлаждающего масла. Юбка имеет место для поршневого пальца, который передает мощность на шатун. Юбка также помогает передавать боковую тягу, создаваемую шатуном.

Поршень состоит из канавок для колец для установки поршневых колец. Посадка поршневых колец закалена и покрыта хромом для уменьшения износа. Верхняя поверхность короны может быть утоплена для обеспечения зазора для впускных и выпускных клапанов. Компрессионные кольца устанавливаются в заводную головку и обычно имеют плазменное покрытие, в то время как другие кольца хромируются. Маслосъемное кольцо установлено в верхней части юбки поршня.

Поскольку шток поршня не используется, высота двигателя значительно уменьшается при использовании ствольного поршня, но нет разделения между узлом гильза / поршень и картером, что может привести к загрязнению в случае продувки.

Материал: Поршень ствола состоит из днища поршня и удлиненной юбки.

• Корона изготовлена ​​из жаропрочного кованого стального сплава, включающего хром, никель и молибден, что обеспечивает термостойкость и коррозионную стойкость без ущерба для прочности.
• Юбка изготовлена ​​из чугуна с шаровидным графитом или кованого кремниевого алюминиевого сплава, который имеет преимущество в том, что он легкий, с низкой инерцией, что снижает нагрузку на подшипник.

Теги: поршневые кольца

Поршни — обзор | Темы ScienceDirect

Вставка пробки

Существуют различные устройства для вставки пробок в винные бутылки.Все они работают, сжимая пробку до меньшего диаметра, чем внутренний диаметр бутылки. После сжатия поршень вдавливает пробку в горлышко бутылки.

Лучшие укупорочные машины обеспечивают равномерное давление по всей длине пробки. Это сводит к минимуму образование складок, складок или складок, которые могут привести к утечке. Стандартные пробки шириной 24 мм перед вставкой сжимаются примерно до 14–15 мм. Плунжер регулируется так, чтобы, независимо от длины пробки, верхняя часть пробки опиралась на край бутылки или чуть ниже.

Большинство бутылок для вина емкостью 750 мл производятся в соответствии со стандартом CETIE (Centre Technique International de l’Embouteillage) с внутренним диаметром горлышка у горловины 18,5 ± 0,5 мм, увеличивающимся до не более 21 мм, на 4,5 см ниже. рот. Более старый стандарт, применяемый для большинства игристых вин, имеет диаметр отверстия 17,5 ± 0,5 мм на кромке. Поскольку большинство винных пробок имеют диаметр 24 мм, после вставки они остаются сжатыми примерно на 6 мм. Этого уровня сжатия достаточно для создания постоянного давления примерно от 1 до 1.5 кг / см ² против стекла (Лефевр, 1981). Для пробок высшего качества может применяться давление около 3 кг / см ² . Сладкие вина или вина, содержащие более 1 г / л CO ₂ , обычно используют пробки, которые остаются прижатыми к стеклу примерно на 7–8 мм. В игристых винах обычно используются специальные пробки диаметром от 30 до 31 мм, чтобы обеспечить сжатие горлышка на 12 мм.

Пробки большого размера могут вызвать утечки так же легко, как и слишком узкие.Если пробка слишком большая, во время введения могут образоваться складки; если пробка слишком узкая, уплотнение может быть слишком слабым.

Поскольку диаметр отверстия обычно увеличивается по длине шейки, желаемая длина пробки частично зависит от степени увеличения. В стандарте CETIE максимальный диаметр отверстия на глубине 4,5 см составляет 21 мм. Это означает, что как средние (44/45 мм), так и длинные (49/50 мм) пробки диаметром 25 мм могут удерживаться сжатием не более 4 мм на глубине менее 4.5 см. Это контрастирует со сжатием около 6,5 мм у горловины бутылки. Глубже 4,5 см, большой внутренний диаметр горлышка может привести к тому, что длинные пробки будут плохо прижиматься к вину. Таким образом, диаметр пробки обычно более важен для хорошего уплотнения, чем длина. Преимущество длинных пробок для вин с длительной выдержкой обусловлено другими факторами, а не контактом пробки со стеклом.

Пробка отличается химической инертностью при контакте с вином. Тем не менее, длительное воздействие медленно снижает структурную целостность пробки.Из-за низкой проницаемости пробки для жидкостей коррозия медленно продвигается вверх по пробке, откуда она соприкасается с вином. Кроме того, поглощение воды делает пробку более эластичной, ослабляя ее сцепление со стеклом. Поскольку скорость ослабления наиболее высока в винах с высоким содержанием сахара и алкоголя, длинные пробки особенно ценны для укупорки таких вин. Поскольку коррозия влияет на вещество пробки, более плотная пробка предпочтительнее, если ожидается длительное старение. Подсчитано, что ослабление когезионного крепления пробки к стеклу происходит примерно в 1 раз.5 мм / год (Guimberteau et al., 1977). Сообщается, что этот эффект снижает давление, оказываемое пробкой на горлышко, с его начального значения примерно 100–300 кПа до 80–100 кПа через 2 года и примерно 50 кПа через 10 лет (Lefebvre, 1981). Это объясняет, почему изысканные вина часто переваривают каждые 25 лет.

Небольшая коническая форма отверстия (от 18,5 до 21 мм вниз по горловине), выпуклость или вмятина на горловине примерно на 1,5 см ниже кромки, а также сжатие пробки — все это важно для ограничения движения пробки в отверстии. шея.Это особенно важно, если вино подвергается воздействию экстремальных температур, вызывающих изменения объема, которые могут ослабить уплотнение и вытолкнуть пробку из бутылки.

УТЕЧКА, ВЫЗВАННАЯ ПРОБЛЕМАМИ ВСТАВКИ

Поршневое действие вставки пробки может сжимать газы, попавшие в горлышко бутылки, удваивая, что в четыре раза увеличивает давление газа в свободном пространстве. Как только пробка входит в горлышко, пробка начинает отскакивать, оказывая давление на боковые стороны горлышка. Полное проявление этого упругого давления занимает несколько часов (рис.8.40). Таким образом, если бутылку положить на бок или перевернуть вверх дном вскоре после укупорки, давление, оказываемое захваченными газами из свободного пространства, может вытолкнуть небольшое количество вина между пробкой и горлышком бутылки. Хотя известно, что просачивание не вызывает окисления вина (Caloghiris et al., 1997), оно может образовывать липкий осадок, который обеспечивает питательные вещества для роста плесени на верхней части пробки.

Во избежание просачивания бутылки часто оставляют в вертикальном положении на несколько часов после укупорки.В течение этого периода захваченный газ может выходить или растворяться в вине, а внутреннее давление падает почти до атмосферного в течение нескольких часов или дней. Скорость снижения давления в свободном пространстве зависит от типа пробки и состава газов в свободном пространстве (рис. 8.46). Временное хранение в вертикальном положении особенно важно, если пробка агломератная (более жесткая, чем натуральная пробка), или если захваченный газ представляет собой воздух. Воздух на 78% состоит из азота, который плохо растворяется в вине. Если давление не сбрасывается, азот будет продолжать оказывать давление на вино и пробку после того, как бутылка будет помещена на бок.Кислород, другой основной атмосферный газ, быстро растворяется в вине и перестает оказывать давление.

Рисунок 8.46. Изменение внутреннего давления в баллоне в зависимости от положения хранения баллона (лежа или вертикально) и с (CO 2) или без (без) промывки баллона углекислым газом перед наполнением.

(Из Jung, 1993, воспроизведено с разрешения) Copyright © 1993

Чтобы уменьшить утечку, бутылки можно промывать углекислым газом (для удаления кислорода и азота) перед наполнением или помещать под частичный вакуум при укупорке.Частичный вакуум (20–80 пКа) сводит к минимуму развитие положительного давления в свободном пространстве во время введения пробки (Casey, 1993).

Использование укупорки под вакуумом или двуокисью углерода имеет преимущества, помимо снижения вероятности утечки. Это ограничивает развитие «бутылочной болезни», предположительно, путем удаления 4–5 мг кислорода, который в противном случае был бы поглощен из захваченного воздуха. Обе процедуры также значительно замедляют потерю диоксида серы за счет удаления кислорода. Например, Де Роса и Морет (1983) показали, что вакуум, промывка и применение вакуума снижают средние потери SO ₂ через 12 месяцев с 28 до 16 мг / литр и 5 мг / литр соответственно.

Изменение емкости баллона может быть дополнительным источником проблем с просачиванием. Если емкость бутылки меньше указанной, после заполнения может остаться очень мало свободного пространства. Даже с пробками средней длины после укупорки у бутылок может оставаться свободное пространство всего 1,5 мл. Поскольку вино в бутылке емкостью 750 мл может расширяться до 0,23 мл / ° C, быстрое повышение температуры может быстро привести к значительному увеличению давления на пробку. Обычно объемы свободного пространства находятся в диапазоне 6–9 мл.В таких случаях потребуется быстрое повышение температуры примерно на 20 ° C для увеличения вдвое давления, оказываемого газами из свободного пространства над пробкой. Утечка становится вероятной при внутреннем давлении выше 200 кПа (удвоенное атмосферное давление). В этот момент чистое внешнее давление начинает равняться или превышать то, что пробка оказывает на стекло. Этот эффект был бы усилен, если бы газ в свободном пространстве содержал только азот, или если бы вино было сладким или перенасыщенным диоксидом углерода (Levreau et al., 1977). В таких ситуациях давление, вероятно, останется, потому что газообразный азот не растворяется в вине эффективно, а вино, перенасыщенное диоксидом углерода, медленно поглощает дополнительный CO ₂ . Сахар может увеличить просачивание, увеличивая капиллярность между пробкой и стеклом. Сахар также увеличивается примерно на 10% — скорость, с которой объем вина изменяется в зависимости от температуры (Levreau et al., 1977).

Наконец, влажность пробки влияет на вероятность протечки.При содержании влаги от 6 до 9% пробка обладает достаточной эластичностью, чтобы не крошиться при сжатии. Нижний предел шкалы предпочтителен для линий быстрого розлива, тогда как верхний предел рекомендуется для линий розлива со средней и медленной скоростью. Пробка в этом диапазоне содержания влаги также отскакивает достаточно медленно, чтобы позволить газам из свободного пространства под давлением выйти до образования герметичного уплотнения. При более низком уровне влажности при сжатии и введении пробка может разорваться или сморщиться. При высоких уровнях влажности в свободном пространстве, вероятно, будет задерживаться больше газа (Levreau et al., 1977).

Поршневое кольцо: функция, типы и принцип работы?

Что такое поршневое кольцо?

Поршневое кольцо — это металлическое разрезное кольцо, которое прикрепляется к внешнему диаметру поршня в двигателе внутреннего сгорания или паровом двигателе.

Поддерживает сжатие газа между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца герметизируют цилиндр, чтобы газообразные продукты сгорания, образующиеся во время воспламенения, не попадали в отверстие между поршнем и цилиндром.

Улучшение теплопередачи от поршня к стенке цилиндра. И поддержание надлежащего количества масла между поршнем и стенкой цилиндра. Кроме того, регулирование расхода моторного масла путем соскабливания масла со стенок цилиндра обратно в поддон.

Поршни оснащены металлическими кольцами, которые выполняют множество функций. Эти кольца обозначаются как поршневые кольца.

Материал, используемый для поршневого кольца

Поршневые кольца обычно изготавливаются из чугуна.Чугун сохраняет целостность своей первоначальной формы под действием тепла, нагрузки и других динамических сил.

Также чугун содержит пластинчатый графит, который сам действует как смазка, помогая скольжению между кольцами и гильзой. На поршневые кольца нанесены сплавы и покрытия, и они будут варьироваться в зависимости от типа кольца, поскольку функции этих колец отличаются друг от друга.

Наиболее распространенными формами легированного чугуна являются хром, молибден, ванадий, титан, никель и медь.Материал поршневого кольца остается более твердым, чем гильза цилиндра, что обеспечивает максимальный срок службы.

Функция поршневого кольца

Функция газового уплотнения

Поршневые кольца поддерживают сжатие газа между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца герметизируют цилиндр, чтобы газообразные продукты сгорания, образующиеся во время воспламенения, не попадали в отверстие между поршнем и цилиндром.

Это означает, что камера сгорания должна быть максимально газонепроницаемой.Таким образом, давление, создаваемое горящими газами сгорания, быстро передает поршень в цилиндр. Заставляя коленчатый вал вращаться, обеспечивая мощность.

Не только важно для такта сгорания / расширения, но и газонепроницаемость также очень важна для тактов впуска, сжатия и выпуска. Эту общую функцию можно назвать только «газовым уплотнением».

Функция теплопередачи

Поршневые кольца передают тепло от днища поршня к цилиндру.Когда происходит газовое зажигание, температура внутри поршня достигает примерно 300 C. Если тепло собирается внутри поршня, двигатель может быть поврежден. По этой причине необходимо высвободить накопление тепла. Поршневые кольца помогают отвести это тепло.

Эта функция теплопередачи очень важна для поддержания приемлемой температуры и стабильности поршней и поршневых колец, чтобы не снижалась герметичность.

Функция контроля масла

Поршневые кольца обычно образуют необходимую минимальную масляную пленку для предотвращения задиров.Поскольку зажигание газа повторяется много раз, поршень поднимается и опускается внутри двигателя со скоростью несколько тысяч раз в минуту. Небольшое количество масла заливается на поршни, поэтому они двигаются плавно, с небольшим трением между металлом и металлом. Поршневые кольца регулируют количество масла.

Таким образом, расход масла находится на приемлемом уровне, а вредные выбросы уменьшаются. старше гильзы цилиндра, чтобы обеспечить максимальный срок службы.

Типы поршневых колец

Поршневые кольца, обычно используемые в небольших двигателях, включают три типа поршневых колец, как указано в сильфоне:

• Поршневое кольцо сжатия,
• Грязесъемное поршневое кольцо
• Масляное поршневое кольцо

Компрессия Кольцо

Компрессионное кольцо — это верхнее или ближайшее кольцо для сжигания газов.Он подвержен наибольшему количеству химической коррозии и максимальной рабочей температуре. Однако это может варьироваться в зависимости от конструкции двигателя.

Компрессионное кольцо передает 70% тепла камеры сгорания от поршня к стенке цилиндра. В большинстве двигателей используются компрессионные кольца с конической или цилиндрической поверхностью.

Компрессионное кольцо с конической поверхностью

Компрессионное кольцо с конической гранью, которое представляет собой поршневое кольцо с углом конуса около 1 ° на подвижной поверхности.Этот конус обеспечивает легкие салфетки для предотвращения попадания излишков масла в камеру сгорания.

Компрессионное кольцо с торцевой поверхностью

Компрессионное кольцо с торцевой поверхностью представляет собой поршневое кольцо с изогнутой поверхностью, вращающейся для обеспечения непрерывной смазки поршневого кольца и стенки цилиндра. Он также обеспечивает эффект пика для оптимизации распределения масла во время всего хода поршня.

Кроме того, изогнутая подвижная поверхность снижает вероятность разрыва масляной пленки из-за избыточного давления или чрезмерного наклона поршня на кромке кольца во время работы.

Грязесъемное кольцо

Грязесъемное кольцо, иногда называемое скребковым кольцом, кольцом Напье или резервным компрессионным кольцом, является следующим кольцом на поршне после головки цилиндра. Грязесъемное кольцо обеспечивает равномерную толщину масляной пленки для смазки рабочей поверхности компрессионного кольца.

Большинство грязесъемных колец имеют поверхность с углом сужения, которая направлена ​​вниз для обеспечения чистящего действия при движении поршня к коленчатому валу.

Угол конуса обеспечивает контакт, по которому избыток масла направляется к масляному кольцу на стенке цилиндра и возвращается в масляный резервуар.Грязесъемное кольцо находится ближе всего к неправильно нарезанному уголку компрессионного кольца, что приводит к чрезмерному расходу масла. Это происходит из-за того, что грязесъемное кольцо вытирает излишки масла в сторону камеры сгорания.

Масляное кольцо

Масляное кольцо состоит из двух тонких направляющих или рабочей поверхности. Вырезанные отверстия или прорези в радиальном центре кольца позволяют избыточному маслу стекать обратно в резервуар. Обладая всеми этими характеристиками, маслосъемные кольца обычно представляют собой одно целое.

В некоторых масляных кольцах используется пружинный расширитель для приложения дополнительного радиального давления к поршневому кольцу.Это увеличивает давление, прикладываемое к устройству (количество силы и размер подвижной поверхности) на стенку цилиндра.

Масляное кольцо имеет самое высокое собственное давление из трех колец на поршне. Маслёнка из дерева, состоящая из двух направляющих и удлинителя. Масляные кольца расположены на каждой стороне расширителя. Расширитель обычно имеет несколько прорезей или окон для возврата масла в канавку поршневого кольца.

Масляное кольцо использует встроенное давление поршневого кольца, внешнее давление и высокое единичное давление.И это обеспечивается небольшой беговой поверхностью тонкой шины.

Как работают поршневые кольца?

Поршневые кольца поддерживают сжатие газа между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца герметизируют цилиндр, чтобы газообразные продукты сгорания, образующиеся во время воспламенения, не попадали в отверстие между поршнем и цилиндром.

Самая верхняя канавка поршня состоит из компрессионного кольца, основная функция которого заключается в герметизации любых утечек внутри камеры сгорания во время процесса сгорания.При воспламенении топливовоздушной смеси. К головке поршня прикладывается давление от продуктов сгорания, которое толкает поршень к коленчатому валу.

Сжатые газы проходят через зазор между стенкой цилиндра и поршнем в канавку поршневого кольца. Во время процесса сгорания сила газов высокого давления прижимает поршневое кольцо к стенке гильзы цилиндра, что помогает ему образовывать эффективное уплотнение. Это давление, толкающее поршневое кольцо, пропорционально давлению газов сгорания.

Следующий набор колец в поршне, который расположен под компрессионным кольцом и над масляными кольцами, называется грязесъемными кольцами.

Они имеют конструкцию с конической поверхностью и служат для дополнительного уплотнения камеры сгорания. Как следует из названия, они помогают очистить стенку футеровки от излишков масла и загрязнений. Если какой-либо из дымовых газов мог пройти через компрессионное кольцо. Эти газы будут заблокированы стеклоочистителем в хорошем состоянии.

Последний набор колец представляет собой масляные кольца, которые расположены в нижних канавках поршня, ближайших к картеру.Основная функция масляного кольца — соскребать излишки масла со стенок гильзы цилиндра во время движения поршня.

Большая часть протертого масла направляется в картер обратно в масляный поддон. Эти масляные кольца поставляются с пружиной, установленной сзади в 4-тактном двигателе, чтобы обеспечить дополнительный толчок для очистки гильзы.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое поршневое кольцо?

Поршневое кольцо представляет собой металлическое разрезное кольцо, которое прикрепляется к внешнему диаметру поршня в двигателе внутреннего сгорания или паровом двигателе.

Какова функция поршневых колец?

Поршневые кольца поддерживают сжатие газа между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца герметизируют цилиндр, чтобы газообразные продукты сгорания, образующиеся во время воспламенения, не попадали в отверстие между поршнем и цилиндром.

Какие бывают типы поршневых колец?

Поршневые кольца, обычно используемые в небольших двигателях, включают компрессионные кольца, грязесъемные и масляные кольца. Компрессионное кольцо — это поршневое кольцо, расположенное в кольцевой канавке, ближайшей к головке поршня.Компрессионное кольцо изолирует камеру сгорания от утечек во время процесса сгорания.

Прочтите также

СВЯЗАННЫЕ ЗАПИСИ

Различия между типами поршней

Не все поршни созданы одинаково. Независимо от того, хотите ли вы установить в блок цилиндров поршни с плоским верхом, тарельчатые или куполообразные, все зависит в первую очередь от требований к карманам клапанов и требований к сжатию. Мы рассмотрим основы, чтобы помочь вам понять различия, чтобы вы могли принять осознанное решение о том, чем запастись для следующей пользовательской сборки или обновления.

Как работает поршень

Внутри каждого двигателя вы найдете цилиндр. Внутри этого цилиндра находятся ваши поршни. Количество имеющихся у вас поршней, а также их расположение зависит от типа вашего двигателя. Работа поршня во всем этом заключается в передаче силы от взрывающегося газа на коленчатый вал. Каждый поршень внутри цилиндра соединен стержнем, который позволяет ему перемещаться вверх и вниз. Воздух и топливо смешиваются и втягиваются в цилиндр. Цилиндр сжимает смесь, искра воспламеняет ее, и у вас есть сила.Получающиеся расширяющиеся газы от этого сгорания приводят в движение поршень двигателя вперед, чтобы двигаться так же, как нажатие на педаль велосипеда заставляет колесо двигаться.

Типы поршней

Существует три типа поршней, каждый из которых назван по форме: плоский верх, купол и тарелка.

Поршни с плоским верхом

Как бы просто это ни звучало, поршень с плоским верхом имеет плоский верх. Поршни с плоским верхом имеют наименьшую площадь поверхности; это позволяет им создавать максимальную силу.Этот тип поршня идеально подходит для создания эффективного сгорания. Поршни с плоским верхом обеспечивают наиболее равномерное распределение пламени. Сложность, связанная с этим, заключается в том, что это может создать слишком большую компрессию для меньших камер сгорания.

Поршни тарелки

Поршни тарелок представляют наименьшие проблемы для инженеров. Это больше из-за того, где они используются, чем из-за собственности, которой они сами владеют. По форме они напоминают тарелку, внешние края которой слегка загнуты вверх.Обычно тарельчатые поршни используются в приложениях с наддувом, которые не требуют наличия распредвала с большим подъемом или высокой степени сжатия.

Купольные поршни

В отличие от тарелочных поршней, они пузыряются посередине, как верхушка стадиона. Это сделано для увеличения доступной площади верхней части поршня. Большая площадь поверхности означает меньшее сжатие. Хотя большее сжатие означает создание большей силы, существует верхний предел того, с чем может справиться каждая камера сгорания.Такое снижение степени сжатия существенно предотвращает разрушение двигателя. Это всего лишь один из инструментов ограничения количества создаваемой силы до того, с чем двигатель способен безопасно работать.

Если вы только начинаете, это только начало. Вы не сможете понять всю головоломку, не сопоставив ее части друг с другом. Таким образом, хотя это объясняет, что делают поршни и как имеют значение различия в форме, это необходимо понимать в контексте всего двигателя, чтобы получить полную картину.Продолжайте учиться, и вы будете в пути.

Если вам нужна помощь в обновлении вашего движка или создании индивидуальной сборки движка, позвоните нам по телефону (805) 237-8808 или отправьте электронное письмо по адресу [email protected].

Разработка четырехтактного оппозитно-поршневого двигателя с искровым зажиганием

Целью этого проекта была разработка недорогого четырехтактного бензинового двигателя OP путем соединения двух одноцилиндровых поршневых двигателей внутреннего сгорания с боковыми клапанами на блоке. удаление голов.Выбранный двигатель — модель EY15 фирмы Robin America. Соединение этих двух блоков цилиндров позволило создать двигатель с оппозитными поршнями (OPE) с двумя коленчатыми валами. В этом новом двигателе камера сгорания ограничена пространством внутри цилиндра между головками поршней и камерой между клапанами. Поршни движутся по оси цилиндра в противоположных направлениях, что характерно для двигателей с оппозитными поршнями. После сборки двигателя параметры, характерные для OPE, такие как частота вращения, крутящий момент, расход топлива и выбросы, были измерены на динамометре для измерения вихревых токов.На основе собранных данных были рассчитаны мощность, удельный расход и общий КПД, что позволило сделать вывод о том, что двигатель с оппозитно-поршневой компоновкой дешевле и более мощный. Разработка двигателя с оппозитными поршнями в этом проекте показала, что возможно построить один двигатель из другого, уже используемого, что снизит затраты на производство и разработку. Кроме того, можно получить более высокую мощность при более высоком удельном расходе топлива и меньшей вибрации.

1 Введение

В начале разработки этой конструкции двигателя с противоположным поршнем было обнаружено, что есть основания для дальнейших исследований в этой области. Противоположные поршневые двигатели успешно использовались почти во всех гражданских и военных областях, где они установили рекорды низкого потребления и высокой удельной мощности, которые сохраняются и многие годы спустя, несмотря на несомненный прогресс в этой области [1]. Однако возникли два основных препятствия: первое связано с ограничениями, налагаемыми на выбросы двигателей внутреннего сгорания (двухтактные двигатели с противоположными поршнями значительно превышают действующие законодательные ограничения, что в течение некоторого времени привело к незначительной заинтересованности в его разработке. [2]), а второй обусловлен текущим экономическим кризисом и временами жесткой экономии, навязанной международной ситуацией (создающей трудности в инвестировании в исследования двигателей этого типа).После анализа потенциала двигателей этого типа было решено преодолеть два основных препятствия. Было принято решение разработать двигатель внутреннего сгорания, четырехтактный, с искровым зажиганием, с противоположными поршнями. Поскольку были доступны ограниченные материальные ресурсы, было решено разработать одноцилиндровый двигатель с несколько устаревшей технологией, поскольку цели были: показать жизнеспособность двигателя, сделать возможным открытие возможных путей развития этого типа двигателей и попытаться найти ответ на вопрос «почему поршневые двигатели внутреннего сгорания с четырехтактным искровым зажиганием были вытеснены по характеристикам традиционными двигателями?».Желательно, чтобы разработка была сосредоточена на легком и компактном двигателе, который будет использоваться в некоторых авиационных приложениях для замены доминирующих на рынке оппозитных двигателей мощностью до 8 кВт (что подразумевает двухтактный двигатель). Однако выбросы заставили выбрать двигатель с 4-тактным циклом вместо 2-тактного, хотя это сделало бы его более тяжелым и менее компактным, чем было бы желательно для авиационного применения. Тем не менее, во время Второй мировой войны большинство поршневых двигателей были 4-тактными [3], и с точки зрения удельной мощности они достигли значений, которые до сих пор трудно сопоставить.Этот выбор также обеспечивает совместимость с широко известными системами очистки газовых стоков.

2 Предшественники

Противоположные поршневые двигатели, которые лежали в основе этого альтернативного четырехтактного альтернативного поршневого двигателя с искровым зажиганием и которые оказали наибольшее влияние на его развитие, были: Четырехтактный двигатель Gobron Brillié с искровым зажиганием (успешно используется в автомобилей в начале двадцатого века) и двухтактный двигатель Junkers Jumo 205 с воспламенением от сжатия (который, возможно, был самым успешным поршневым двигателем противоположного направления, использовавшимся в авиации до конца Второй мировой войны в гражданских и военных целях).Этот последний двигатель вдохновил в 30-х, 40-х и даже 50-х годах 20 века на разработку двигателей этого типа по обе стороны Атлантики от бывшего Советского Союза до Соединенных Штатов Америки почти для всех видов применения. В ходе исследования поршневых двигателей с противоположным расположением поршней было обнаружено, что с тех пор, как двухтактные дизельные двигатели с противоположным расположением поршней начали пользоваться успехом, четырехтактные поршневые двигатели с оппозитным зажиганием, которые в начале 20 века успешно применялись в производство автомобилей (в частности, французского автомобиля Gobron-Brillié) прекращено.Автомобиль этой марки стал первым автомобилем, преодолевшим мифическую отметку 100 миль в час [4]. Двигатель Gobron-Brillié представлял собой двухцилиндровый четырехпоршневой двигатель с одним коленчатым валом. Два поршня классическим образом соединялись с коленчатым валом шатуном, а два других находились наверху цилиндров. Два последних были соединены перемычкой, соединенной с коленчатым валом двумя очень длинными боковыми шатунами, передающими движение двух верхних поршневых штоков на коленчатый вал.Похоже, что этот двигатель был вдохновлен противоположным поршневым двигателем, приписываемым Wittig 1878 [2], одним из первых успешных противоположных поршневых двигателей и двигателем Robson 1890, работающим аналогичным образом. Между прочим, эти два первых двигателя с противоположными поршнями работали по 4-тактному циклу с впускным и выпускным отверстиями, расположенными в камере сгорания. Двигатель Junkers Jumo 205, разработанный в Германии в 1930-х годах, имел легкую, компактную конфигурацию с двумя кривошипами и работал с двухтактным воспламенением от сжатия.Этот двигатель оказал значительное влияние на гражданское и военное авиационное применение, так что он производился по лицензии несколькими производителями для гражданского применения. Это был единственный двухтактный дизельный двигатель, который регулярно использовался в авиации и производился в больших количествах [5]. Даже сегодня он продолжает считаться наиболее эффективным поршневым двигателем, используемым в авиации [1]. Следует отметить, что с 1910 года двигатели с конфигурацией с двумя коленчатыми валами стали более широко использоваться, поскольку они позволяли значительно более компактные рядные устройства, чем конфигурации с одним коленчатым валом.Этот тип конфигурации затем использовался большинством производителей, что продемонстрировало семейство двигателей Junkers Jumo, Fairbanks Morse 38D, Rolls Royce K60, Leyland L60, Climax Coventry h40 и Харьков Морозов 6TD в широком диапазоне. областей применения.

3 Краткое описание генезиса двигателя

После этого начального этапа исследований была рассмотрена гипотеза создания двигателя из противоположных поршней с двумя коленчатыми валами. Тем не менее, было сочтено более подходящим выбрать 4-тактный двигатель с циклом Отто вместо 2-тактного дизельного двигателя, который мог бы работать на нескольких видах топлива с минимально возможными затратами.Для этого была рассмотрена возможность сконструировать двигатель с противоположными поршнями из другого, уже существующего, уменьшив таким образом стоимость производства [6]. Был выбран бензиновый или керосиновый двигатель с боковым клапаном марки Robin America, модель EY15, или водяной насос, см. Рис. 1, даже если он имел несколько устаревшую конфигурацию.

Рисунок 1

Внешний вид и схематическое изображение двигателя [7].

4 Характеристики исходного двигателя

В исходной конфигурации Robin America, Inc.двигатель модели EY15, работает как обычный 4-тактный бензиновый двигатель Otto. Рабочее положение — вертикальное, с рабочим объемом 143 куб. См и максимальной мощностью 3,5 л.с. при 4000 об / мин, питание от карбюратора, с боковыми клапанами в блоке, смазкой разбрызгиванием и зажиганием от транзисторного магнето.

5 Разработка встречно-поршневого двигателя

Поршневой двигатель внутреннего сгорания, разработанный в ходе этой работы, на стыке двух блоков двигателя Robin EY15, работает в соответствии с 4-тактным циклом с искровым зажиганием.Он имеет рабочий объем 286 куб. См и развивает максимальную мощность 7,3 л.с. при 4000 об / мин. Была принята конфигурация с двойным коленчатым валом, аналогичная двигателю Junkers Jumo 205, но работающая в горизонтальном положении. Синхронизация распределения и передачи мощности обеспечивалась зубчатой ​​передачей, состоящей из четырех зубчатых колес с правыми зубьями (модуль 1,5 мм, две центральные шестерни по 65 зубьев и два приводных вала с 56 зубьями). Двигатель работает на бензине и оснащен двумя оригинальными карбюраторами модели EY15, расположенными с обеих сторон двигателя.Система смазки разбрызгиванием и зажигание от магнето с промежуточным хранением также остались от оригинального двигателя. В центральной части цилиндра расположена камера сгорания объемом 60 куб. случилось с двигателем Gobron Brillié). Первый шаг в конструкции двигателя с противоположным поршнем заключался в снятии головок двух Robin EY15, чтобы два блока можно было соединить вместе в области прокладки головки.Это соединение позволяет обоим поршням располагаться лицом к лицу и двигаться в противоположных направлениях. В этой конфигурации ось одного цилиндра совмещена с осью другого цилиндра, так что два цилиндра в сборе функционируют как один цилиндр, с одним блоком выпускного клапана перед впускным клапаном другого, в пространстве между два блока двигателя. Это позволило уменьшить пространство камеры сгорания, поскольку открытие впускного клапана и закрытие выпускного клапана происходит почти одновременно.Чтобы двигатель работал в этой конфигурации, необходимо решить некоторые проблемы. Во-первых, размещение свечи зажигания (одна из самых больших технических трудностей), во-вторых, пространство между двумя блоками вызывало некоторые вопросы (значение степени сжатия), в-третьих, как соединить два двигателя, чтобы оси цилиндров оставались идеальными. выровнены с камерой сгорания, и, в-четвертых (возможно, самый сложный), как организовать их синхронизацию (так, чтобы поршни двигались в противоположных направлениях, в то время как система распределения позволяла одновременно открывать оба впускных клапана и, следовательно, одновременное движение оба выпускных клапана).Система синхронизации также должна гарантировать, что коленчатые валы сохраняют свое первоначальное направление вращения и поддерживают передачу мощности от двух коленчатых валов. Наконец, необходимо было вернуть карбюраторы в вертикальное положение, с впускным каналом горизонтально и организовать управление двумя карбюраторами одновременно с помощью одной и той же команды, отказавшись от исходного регулятора скорости. Свеча зажигания, первоначально установленная на головке двигателя, была установлена ​​в одном из блоков двигателя в пространстве между седлом клапана и цилиндром, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2

Свеча зажигания в сборе, вид сбоку и сверху.

Поскольку пространство для размещения свечи зажигания было очень маленьким, использовалась свеча зажигания меньшего диаметра, чтобы она могла помещаться между цилиндром и клапанами, не создавая помех другим компонентам двигателя. Чтобы гарантировать необходимое пространство для открытия клапанов (без ущерба для степени сжатия и обеспечения газообмена в центральной зоне цилиндра), алюминиевая прокладка, должным образом выпрямленная на параллельных поверхностях, с 5.Между двумя блоками двигателя разместили толщину 3 мм. Сохранились прокладки оригинальной головки, толщина которых составляла 1,5 мм. Эти прокладки сохраняли исходное положение, помещая между ними алюминиевую прокладку. Высота камеры сгорания составляла 8,3 мм. Чтобы обеспечить выравнивание цилиндров по общей оси двух блоков цилиндров, три направляющих были размещены в исходном отверстии под болты M8, которыми была затянута исходная головка (см. Рисунок 3). На основании блоков изготовлены две опоры из конструкционной стали и сварены МИГ.Когда блоки были выровнены, были использованы 6 стержней из нержавеющей стали (AISI 304L) диаметром 10 мм с резьбой M10 для обеспечения соединения двух мотоблоков, как показано на фотографии на рисунке 3.

Рисунок 3

Деталь алюминиевой проставки, прокладки головки двигателя и направляющих штуцеров.

Зубчатая передача, состоящая из 4 прямозубых шестерен с модулем 1,5 мм, использовалась для синхронизации двух коленчатых валов. Звездочки, используемые в обоих приводных валах, имеют 56 зубьев, а две промежуточные шестерни имеют 65 зубьев.Четырехзвездочная зубчатая передача позволяет поршню одного коленчатого вала перемещаться в направлении, противоположном поршню другого, гарантируя, что распределение перемещается в нужное время как впускной, так и выпускной клапаны, и что оба коленчатых вала сохраняют направление вращения оригинальный двигатель. Для этой зубчатой ​​передачи были выбраны зубчатые колеса с правыми зубьями, как в случае двигателя Junkers Jumo 205, чтобы обеспечить передачу мощности на карданный вал, не вызывая осевых нагрузок на коленчатые валы, размер которых не рассчитан для этого.Для крепления промежуточных валов использовалась стальная пластина, прикрепленная к блоку с помощью восьми болтов М8, что также помогает удерживать блоки вместе. Затем эта стальная пластина была усилена L-образной заслонкой, на которую была вкручена прозрачная крышка из полиэтилентерефталата, чтобы уменьшить шум шестерен и предотвратить разбрызгивание смазки, используемой в шестернях. Следует отметить, что затем часть этой крышки была разрезана, чтобы позволить передавать мощность на приводной вал в верхнем правом углу, как показано на рисунке 4.Чтобы расположить карбюраторы вертикально, был построен канал из нержавеющей стали с внутренним диаметром 20 мм (немного меньший диаметр, чем у впускного коллектора). Воздуховод имеет изгиб под углом 90 ° и горизонтальную трубку достаточной длины, чтобы установить карбюратор в вертикальное положение, не вызывая каких-либо неудобств и не подвергаясь воздействию потока горячего воздуха из системы охлаждения двигателя или выпускного коллектора. Карбюраторы располагались по обе стороны от двигателя. Чтобы управлять обоими карбюраторами одновременно и одной командой, было решено использовать систему, состоящую из стального троса, тяги, соединенной со стальным тросом, троса, шкива и ручки переключения передач велосипеда.

Рисунок 4

Окончательное расположение ВОМ поршневого двигателя для данной конструкции.

6 Экспериментальная установка

Экспериментальная установка состоит из испытательного стенда двигателя марки STEM-ISI Impianti, модель TD340, оснащенного тормозом вихревых токов модели Borghi и Saveri, FE 150 и аналоговым контроллером Borghi и Saveri. модель A03, STEM-ISI (1992), инфракрасный газоанализатор от Tecnotest, модель MULTIGAS 488, для бензиновых двигателей, выхлопная система, дополнительный вентилятор охлаждения и система учета расхода топлива (состоящая из калиброванного топливного бака, топливного бака , цифровые электронные весы с разрешением 0.01 г и цифровой таймер с разрешением 0,01 с). На рисунке 5 показан двигатель OP на динамометрическом испытательном стенде, установка и все оборудование.

Рисунок 5

Обзор динамометрического испытательного стенда и двигателя с противоположным поршнем.

7 Характерные параметры двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

Обзор характеристических параметров поршневых двигателей внутреннего сгорания будет использован для поддержки презентации и обсуждения экспериментальных результатов.Крутящий момент, мощность и общие характеристики — три наиболее важных характеристических параметра любого двигателя внутреннего сгорания. Эффективная тормозная мощность (в кВт) определяется уравнением (1).

(1) W˙b = B2πn6010−3

Где B — крутящий момент, а n — частота вращения двигателя в оборотах в минуту. Расход топлива или массовый расход топлива определяется уравнением (2)

(2) m˙f = mfΔt

Где: ṁ _f — масса топлива, а Δt — время интервал.Общий КПД определяется соотношением между эффективной тормозной мощностью и тепловой мощностью, подаваемой на двигатель, выраженной в уравнении (3). В свою очередь, тепловая мощность определяется произведением массового расхода топлива на меньшую теплотворную способность того же топлива.

(3) ηg = W˙bm˙fHV

Где: Ẇ _b — эффективная мощность тормоза, ṁ _f — массовый расход топлива, а HV — нижний теплота сгорания топлива.В данном случае в качестве топлива используется бензин. Для расчетов было принято значение 44000 кДж / кг для бензина с низкой теплотворной способностью [8].

В свою очередь, удельный расход топлива C _SF определяется уравнением (4). Этот параметр связывает расход топлива с эффективной тормозной мощностью и позволяет получить хороший срок сравнения между двигателями.

(4) Csf = m˙fW˙b

В технической литературе удельный расход топлива обычно выражается в г / кВтч.Соответственно, уравнение 4 было переформулировано, как представлено в уравнении (5).

(5) Csf = m˙fhW˙b

Где: ṁ _fh — массовый расход (г / ч).

Расход топлива (в час) или массовый расход топлива в г / ч определяется уравнением (6).

(6) m˙fh = mfΔt3600

Объемный КПД η _V , уравнение (7) [9], связывает количество воздуха, фактически вводимого в цилиндр за цикл, с теоретической заполняющей способностью цилиндра. в том же цикле.Это один из наиболее важных параметров при характеристике и моделировании четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.

(7) ηV = mamat = maρaiVd

Где: m _a — масса, которая фактически входит в цилиндр в каждом цикле, m _at — масса, которая теоретически заполняет цилиндр, ρai , плотность воздуха (или смеси) в атмосферных условиях, и V _d , вытесненный объем.Теоретически масса свежего заряда в каждом цикле должна быть равна произведению плотности воздуха (или смеси), оцениваемой в атмосферных условиях вне двигателя, на смещение, , то есть , объем, вытесняемый поршнем. . Однако из-за сокращения времени, доступного для впуска и потерь нагрузки из-за существующих ограничений потока, только меньшее количество от теоретического количества свежего заряда, поступающего в цилиндр при атмосферных условиях [10], в конечном итоге попадает в цилиндр.Значение объемного КПД зависит от нескольких переменных двигателя, таких как частота вращения двигателя, давление во впускном и выпускном коллекторах и геометрия системы [11]. В этом случае уравнение (8) представлено как отношение между фактически допустимым расходом в цилиндре и массовым расходом, который теоретически допустим для этой скорости вращения.

(8) ηV = ηRm˙aρaiVdη

Где: η _R представляет количество оборотов за цикл, а ṁ _a массовый расход, который фактически поступает в цилиндр.На практике значение объемного КПД получается из типа цикла, крутящего момента, отношения количества топлива к воздуху, плотности воздуха, вытесненного объема, общего КПД и более низкой теплотворной способности топлива, как показано в уравнении (9), которое получается из комбинация уравнений (1) и (4), среди прочего.

(9) ηV = ηR60m˙fAFρaiVdη

Где: AF представляет собой соотношение топлива и воздуха с учетом значения 14,7. Соотношение топливо-воздух ( AF ), уравнение (10), связывает массу воздуха с массой топлива m _f .Эти отношения также могут быть представлены как отношения между массовыми расходами.

(10) AF = mamf = m˙am˙f

8 Представление результатов

Данные, относящиеся к частоте вращения двигателя (об / мин), крутящему моменту (Нм), массе израсходованного топлива (г) и времени расхода топлива ( s), собранные во время динамометрических испытаний при полной нагрузке двигателя, в сочетании с предыдущими уравнениями, позволяют представить результаты (Рисунок 6). Этот график является результатом наложения двух графиков, первый, где представлена ​​мощность, а второй, где представлены мощность и удельное потребление.На обоих графиках по горизонтальной оси отложена скорость вращения двигателя (об / мин). Вертикальная ось слева соответствует тормозной мощности (кВт), правая ось — значениям тормозного момента (Н-м). В нижней части правой оси отображаются значения удельного расхода тормоза (г / кВтч). Оранжевые точки представляют собой результаты эффективной тормозной мощности, синие точки — данные крутящего момента, а удельное потребление отображается красным цветом внизу. Соответствующие строки являются результатом полиномиальной интерполяции второго порядка, выполненной в программе Excel.Кривые следуют ожидаемой тенденции, однако следует отметить, что снижение крутящего момента с 2400 об / мин до 2800 больше не проверяется на 3200 и 3600. Фактически, только при 4000 об / мин снова наблюдается снижение крутящего момента. Значения, полученные при 2800 об / мин, кажутся необычными даже для удельного расхода, который представляет собой значения выше, чем значения тестов на более близкой скорости.

Рисунок 6

Характеристики двигателя.

На графике рисунка 7 можно увидеть результаты глобальной эффективности и ее полиномиальную кривую тренда второго порядка, построенную в Excel.На этом графике показана потеря эффективности при 2800 об / мин, при этом наилучший общий выход будет выявлен в следующем тесте при 3200 об / мин.

Рисунок 7

Кривая общей производительности двигателя.

График на Рисунке 8 показывает результаты объемного КПД и его полиномиальную кривую тренда второго порядка, построенную в Excel. Можно заметить, что кривая тенденции показывает небольшое снижение от значения 1600 об / мин до значения 2800 об / мин, от которого кажется почти незаметное снижение. Если выбрать линейную линию тренда, разница будет практически незначительной.

Рисунок 8

Кривая объемного КПД как функция скорости вращения.

9 Выводы

Разработка встречно-поршневого двигателя в результате соединения двух идентичных двигателей показала, что возможно построить один двигатель из существующего, тем самым снизив затраты на его производство и разработку. Кроме того, OPE обеспечивает более высокую мощность, лучшее удельное потребление и более высокую пропускную способность. Результаты разработки этого двигателя с противоположными поршнями также позволили идентифицировать области, в которых этот двигатель превзошел и где может быть широкий диапазон возможностей развития при исследовании этого типа двигателей, а именно в улучшении сгорания. условия.Среди различных возможностей — модернизация системы управления и питания двигателя с использованием электронного управления зажиганием, непосредственного впрыска топлива, наддува и строительства более компактной камеры сгорания, способствующей усилению турбулентного движения после воспламенения смеси. .

Настоящее исследование частично финансировалось Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) в рамках проекта UID / EMS / 00151/2013 C-MAST, ссылка POCI-01-0145-FEDER-007718.

Ссылки

[1] Бройо Ф., Сантос А., Грегорио Дж. (30 июня — 2 июля 2010 г.). Вычислительный анализ продувки двухтактного дизельного двигателя с оппозитными поршнями. Процедуры всемирных инженерных конгрессов 2010 Том II, WCE 2010, (Лондон, Соединенное Королевство): 1448-1453. Ищите в Google Scholar

[2] Pirault J-P., Flint M. (2009). Противоположные поршневые двигатели: эволюция, использование и будущее применение, Warrendale: SAE International. Искать в Google Scholar

[3] Fernandes A.(2008). Compêndio de Motores Alternativos, Centro de Formação Militar e Técnica, Португалия: Força Aérea Portuguesa, Ministério da Defesa Nacional. Искать в Google Scholar

[4] The Autocar. Справочник Autocar, Справочник по автомобилю (9-е издание), Лондон: Илифф и сыновья. Искать в Google Scholar

[5] Gonçalves R. (2014). 3D CFD-моделирование четырехтактного оппозитно-поршневого двигателя с холодным потоком (кандидатская диссертация). Ковильян: Universidade da Beira Interior. Искать в Google Scholar

[6] Alves, F.(2011), Rendimento volumétrico de ummotor de pistões opostos a quatro tempos (MSc. Диссертация). Ковильян: Университет внутренних дел Бейры. Искать в Google Scholar

[7] Service Manual EY15-3, EY20-3 Engines (2001), Robin America, Inc. Искать в Google Scholar

[8] Martins J., Motores de Combustão Interna (2005), Porto : Publindustria. Ищите в Google Scholar

[9] Хейвуд Дж., Основы внутреннего сгорания (1988), Нью-Йорк: McGraw-Hill International Editions. Искать в Google Scholar

[10] Pesic R., Давинич А., Петкович С., Таранович Д., Милорадович Д. (2013). Аспекты измерения объемного КПД поршневых двигателей. Тепловые науки 17-1, 35-48. Искать в Google Scholar

[11] Николау Г., Скаттолини Р., Сивьеро К. (1996). Моделирование объемного КПД двигателей с электронным управлением: параметрические, непараметрические и нейронные методы. Инженерная практика управления 4-10, 1405-1415. Искать в Google Scholar

Получено: 13 марта 2018 г.

Принято: 09.07.2018

Опубликовано в Интернете: 03.11.2018

© 2018 J.П. Грегорио и Ф. М. Бройо, опубликовано De Gruyter

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.