Опишите назначение и устройство поршней: Устройство поршня

Содержание

Шатунно-поршневая группа

Преимуществами поршней, изготовленных из алюминиевого сплава, по сравнению с чугунными, являются меньшая масса (примерно в 2,5 раза), более высокая( в 3—4 раза) теплопроводность, малая (на 30% меньше) теплопередача от газов к поршню. В связи с этим их температура ниже, чем поршней, выполненных из чугуна.

Вместе с тем поршни из алюминиевых сплавов вследствие высокого коэффициента линейного расширения необходимо выполнять с большими зазорами между стенками цилиндра и поршнем. Они обладают меньшим сопротивлением износу, значительным снижением прочности при нагреве. Для устранения последнего недостатка поршни из алюминиевых сплавов подвергают термической обработке (закалке и старению). Для лучшей приработки поршня к цилиндру поверхность поршней двигателей ЗИЛ-130, ГАЗ-бЗА и других покрывают тонким слоем (0,002—0,006 мм) олова.

Поршень (рис. 19) состоит из головки с днищем и канавок и для поршневых колец, направляющей части и бобышек.

Днища поршней четырехтактных карбюраторных двигателей (рис. 20, а. б, в) могут быть различной формы (плоские, вогнутые, выпуклые и др.). Форма определяется конструкцией камеры сгорания. Наибольшее распространение получили плоские днища (рис. 20, а) как наименее нагревающиеся во время работы двигателя и более простые в производстве Днища поршней некоторых двухтактных двигателей (рис. 20, г, д, е-имеют отражатели-дефлекторы для на) правления горючей смеси и выпуска отработавших газов. Днища поршней у дизельных двигателей имеют самые разнообразные формы (рис. 20, ж, з. и, к). Чтобы придать днищу поршня большую прочность, у последнего с внутренней стороны делают ребра жесткости.

Рис. 19. Конструкция поршня дизельного двигателя:

Головка поршня имеет утолщенные боковые стенки для размещения канавок поршневых колец. Верхние канавки (см. рис. 19) служат для установки компрессионных колец, нижние — для маслосъемных. В поясе канавок для маслосъемных колец сверлят ряд сквозных отверстий для отвода масла, снимаемого со стенок цилиндра. Количество поршневых колец зависит от давления газов в цилиндре двигателя и частоты вращения коленчатого вала. Обычно на поршнях карбюраторных двигателей устанавливают 2—4 кольца, а на поршнях дизельных двигателей 3—5 колец. В головку поршня двигателя ЗИЛ-130 залито чугунное кольцо, в котором прорезана канавка для верхнего (наиболее нагруженного) компрессионного кольца.

Направляющая часть поршня направляет его движение в цилиндре и передает боковое усилие стенкам цилиндра. Длина направляющей части зависит от величины бокового усилия и выбирается такой, чтобы получить допустимые удельные давления.

Неравномерность нагрева поршня по высоте и различное раширение отдельных его частей обусловило изготовление поршней с возрастающим диаметром от головки к направляющей части. Зазор между поршнем и цилиндром в верхней части поршня составляет 0,3—0,8 мм, а в нижней 0,05—0,8 мм. Для предотвращения заклинивания поршня при нагреве и появлении стуков при большом зазоре между поршнем и стенками цилиндра поршни из алюминиевых сплавов выполняют с разрезом П- или Т-образной формы или придают направляющей части поршня овальную форму. Размер вдоль оси пальца делается на 0,15—0,30 мм меньше размера в перпендикулярном направлении. Для уменьшения передачи тепла от головки поршня к направляющей части между ними прорезают горизонтальную канавку. У некоторых конструкций поршней (для уменьшения массы) нерабочая направляющая часть их вырезана. Вырезы обеспечивают проход противовесов при вращении коленчатого вала (ГАЗ-53А, КамАЭ-5320 и др.).

Бобышками называются приливы с внутренней стороны поршня, в отверстиях которых устанавливается поршневой палец, соединяющий поршень с шатуном. В некоторых автотракторных двигателях ось поршневого пальца смещают на 0,02—0,03/3 относительно оси поршня (D — диаметр поршня) в сторону более нагруженной поверхности поршня, что приводит к перераспределению давлений на стенку цилиндра по длине направляющей части и предотвращает стуки поршня при изменении направления его движения.

Комплект поршней подбирается как по размерам, так и по массе. Отклонение по массе поршней одного комплекта не должно превышать г. С этой целью внизу направляющей части делают утолщение (буртик), с которого при подгонке удаляют излишний металл.

Рис. 20. Формы днищ поршней

Поршневые кольца, как уже было сказано, бывают двух типов: компрессионные и маслосъемные.

Компрессионные кольца служат для предотвращения прорыва газов из цилиндра в картер двигателя и проникновения масла в камеру сгорания, а также для отвода тепла.

Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишнего масла со стенок цилиндра.

Основное требование, предъявляемое к кольцам,— плотное прилегание к стенкам цилиндра и к стенкам канавок в поршне. Плотное (без просвета) прилегание колец к стенкам цилиндра достигается их упругостью. Компрессионные кольца, устанавливаемые в канавках поршня, прижимаются к зеркалу цилиндра также и давлением газов, проникающих за кольца, и благодаря наличию масляного слоя создают уплотнение полости цилиндра.

Вырез в поршневом кольце называется замком. Формы замков поршневых колец бывают разные, но наибольшее распространение получил прямой замок, как наиболее простой в производстве. Чтобы избежать заклинивания нагретого кольца в цилиндре, оно должно иметь в замке небольшой зазор (0,15— 0,45 мм в карбюраторном двигателе и 0,30—1,0 мм в дизельном).

Поршневые кольца устанавливаются так, чтобы замки были расположены дальше один от другого. Кольца двухтактных двигателей фиксируются от проворачивания, так как их стыки могут попасть в зону расположения впускных, продувочных или выпускных окон.

Поршневые кольца имеют несколько меньшую высоту, чем канавки поршня. Величина торцевого зазора по высоте составляет 0,16—0,20 мм.

В поперечном сечении компрессионные кольца имеют различную форму: косой срез на внутренней стороне (рис. 21, а, б), канавки на торцах колец (рис. 21, г, д) или кольцевые канавки (рис. 21, ж).

Поршневые кольца с косым срезом на внутренней стороне или с канавками на торцах при сжатии скручиваются и принимают коническую форму, в результате чего боковая поверхность кольца касается зеркала цилиндра не всей поверхностью, а лишь узкой кромкой. Этим ускоряется приработка колец к цилиндрам и уменьшается расход масла.

При применении колец с трапецеидальным сечением, которые получили широкое распространение на дизельных двигателях, предотвращается возможность их застревания в канавках поршня при значительном отложении нагара.

Рис. 21. Поршневые кольца:

Для уменьшения попадания масла в камеру сгорания, помимо компрессионных колец, устанавливаются одно или два маслосъемных кольца (рис. 21, в, е, з), которые изготовляются с отверстиями или профрезерованными щелями.

Маслосъемные кольца двигателей ЗИЛ и ЯМЗ комбинированные. Такое кольцо (рис.21, У) состоит из двух стальных кольцевых дисков и двух расширителей — осевого и радиального 3. Кольца изготовляются из серого чугуна, легированного чугуна и из стали.

Наиболее распространенным способом изготовления чугунных колец является индивидуальная отливка и механическая обработка с последующей вырезкой замка и в ряде случаев термообработка. Для повышения износоустойчивости и ускорения приработки рабочую поверхность колец покрывают слоем хрома толщиной в 0,1—0,1 мм. Хромируются, как правило, два верхних компрессионных кольца. Все нехромированные кольца обычно подвергаются электролитическому лужению (толщина слоя 0,005— 0,01 мм) или фосфатированию. Лужение и фосфатирование ускоряют приработку и повышают сопротивляемость к коррозии.

Рис. 22. Поршень и шатун:
1 и 2 — компрессионные кольца; 3 — маслосъемные кольца; 4 — поршень; — верхняя головка; — нижняя головка; — стопорная шайба; и — шатунные болты; — вкладыши; — стержень шатуна; — втулка; — палец; — стопорные кольца

Поршневой палеи, служит для шарнирного соединения поршня с шатуном и передачи усилий, возникающих между ними. Палец должен быть прочным, жестким, износоустойчивым и легким. Для уменьшения массы он исполняется в форме полого цилиндра. Иногда внутри канала кольца делают перегородку, которая предотвращает возможное перетекание газов между впускными и выпускными окнами двухтактных двигателей (ПД-10У, П-350 и др.). Своими концами палец (рис. 22) устанавливается в отверстие бобышек поршня, а средней частью проходит через отверстие верхней головки шатуна. Чтобы палец не касался зеркала цилиндра, его делают несколько меньше, чем диаметр поршня, и удерживают от осевых перемещений стопорными пружинящими кольцами, которые вставляются в выточки обеих бобышек поршня, либо алюминиевыми заглушками.

В настоящее время преимущественное распространение получили плавающие пальцы, которые во время работы двигателя поворачиваются как в головке шатуна, так и в бобышках поршня, что обеспечивает их малый и равномерный износ.

Во втулке верхней головки шатуна палец устанавливается с зазором. Посадку пальца в отверстия бобышек поршня производят с натягом, для чего поршень из алюминиевого сплава нагревают до температуры 70—75 °С.

Поршневые пальцы изготовляются из углеродистой или легированной стали и подвергаются термической обработке. Необходимая твердость наружной поверхности при изготовлении пальцев из низкоуглеродистой стали достигается цементацией на глубину 0,5—2 мм или поверхностной закалкой токами высокой частоты на глубину 1—1,5 мм при изготовлении их из высокоуглеродистой стали. В процессе изготовления поршневые пальцы шлифуют и полируют.

Шатун служит для соединения поршня с коленчатым валом и передает коленчатому валу усилия, действующие на поршень при расширении газов и в обратном направлении при вспомогательных тактах.

Шатун состоит из стержня и двух головок — верхней, соединяемой с поршневым пальцем и нижней, соединяемой с коленчатым валом. Стержень шатуна имеет двутавровое сечение, постепенно увеличивающееся книзу и плавно переходящее в нижнюю головку шатуна. В тех случаях, когда во втулку верхней головки шатуна смазка подается под давлением, стержень шатуна имеет продольный канал, соединяющий обе головки.

При плавающем крёплении пальца верхняя головка шатуна изготовляется цельной и в нее запрессовывают втулку из латуни или бронзы. Для удержания смазки и распределения ее по поверхности поршневого пальца на внутренней поверхности втулки сделаны винтовые канавки, а для подвода масла служат кольцевая канавка на наружной поверхности втулки и в верхней головке шатуна и одно или несколько сверлений в стенке втулки. Длина верхней головки шатуна делается на 2—4 мм меньше расстояния между бобышками поршня для предотвращения перекосов при сборке, возможных из-за неточностей изготовления и вследствие удлинения деталей при нагревании во время работы.

Нижняя головка шатуна для удобства соединения с шейкой коленчатого вала делается разъемной и соединяется болтами и 9. Болты закрепляются либо гайками и шплинтами (наиболее распространенный способ), либо ввертываются в резьбовые отверстия тела шатуна и шплинтуются стопорными шайбами или проволокой.

Крышка нижней головки шатуна выполняется с ребрами и утолщениями различной формы, чем достигается достаточная прочность и жесткость, а следовательно, меньший износ подшипника и шейки коленчатого вала. Нижняя головка шатуна некоторых пусковых двигателей тракторов изготовляется неразъемной, в нее запрессовывается роликовый или игольчатый подшипник. В нижней головке шатуна иногда делают сверление, через которое периодически фонтанирует масло для смазки зеркала цилиндра, кулачков распределительного вала и толкателей.

Верхняя часть нижней головки шатуна и крышка обрабатываются совместно с большой точностью, поэтому переставлять крышку с одного шатуна на другой нельзя. Для предотвращения возможного разукомплектования на поверхности обеих половин нижней головки шатуна наносятся одинаковые цифры или метки спаренности, в соответствии с которыми осуществляют соединение крышки с шатуном.

В нижней головке шатуна расположен подшипник скольжения, представляющий собой тонкостенные вкладыши, изготовленные из стальной ленты толщиной 1—3 мм, внутренняя поверхность которой для уменьшения трения и износа шеек коленчатого вала покрыта тонким (0,15—0,5 мм) слоем антифрикционного сплава — баббитом, свинцовистой бронзой или алюминиевым сплавом АСМ-НАТИ. Для предохранения вкладыша от проворачивания или продольного смещения на его наружной поверхности делают выступы, входящие в соответствующие углубления нижней головки шатуна. В последнее время применяют сталеалюминиевые вкладыши, у которых поверх стального основания нанесен сплав А0-20.

В подшипниках дизельных двигателей в качестве антифрикционного сплава применяется свинцовистая бронза или сплав из алюминия, сурьмы и магния (АСМ). Антифрикционные сплавы должны обладать хорошей прирабатываемо-стью, высокой износоустойчивостью и теплопроводностью.

У V-образных двигателей шатуны противолежащих цилиндров бывают трех типов: – нижняя головка одного из шатунов (главного) (рис. 23, а) установлена на шейке вала. Головка этого шатуна имеет специальные ушки 4, с которыми при помощи пальца соединен второй (прицепной) шатун 3\ – один из шатунов (рис. 23, б) имеет вильчатую нижнюю головку, в развилину которой входит другой шатун 5. В этом случае на шейке вала устанавливают общий удлиненный вкладыш, у которого внутренняя и середина наружной поверхности имеют антифрикционную заливку; – нижние головки обоих шатунов установлены рядом (рис. 23, в) на общей шейке вала. В этом случае шатуны имеют обычное устройство, но для их размещения один ряд цилиндров несколько сдвигают относительно другого вдоль оси вала.

Для обеспечения уравновешенности двигателя разница по массе комплекта шатунов, устанавливаемых на один двигатель, не допускается более установленной заводом-изготовителем.

Шатуны изготовляются штамповкой из углеродистой или легированной стали с последующей механической и термической обработкой. Шатунные болты и гайки изготовляют из высококачественных легированных сталей.

Устройство и назначение основных частей КШМ — КиберПедия

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Опишите назначение и устройство коленчатых валов. Из каких металлов и как они изготовляются? Каковы достоинства и недостатки используемых материалов?

2. Каково назначение и устройство шатунов и их подшипников?

3. Опишите назначение и устройство поршней.

4. Каково назначение, устройство и работа поршневых колец?

5. Каково назначение, устройство и работа поршневых пальцев?

6. Опишите назначение маховика. Как осуществляется правильное соединение маховика с коленчатым валом?

7. Каким образом коленчатые валы различных моделей двигателей сдерживают от осевого смещения?

8. Каково назначение и устройство коренных подшипников коленчатого вала?

 

 

Карточка-задание №1

по теме«Назначение, устройство и работа КШМ (кривошипно-шатунного механизма)».

Напишите названия деталей КШМ

Детали головки и блока цилиндров V образного восьмицилиндрового двигателя ЗМЗ-53

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

 

 

Карточка-задание №2

по теме«Назначение, устройство и работа КШМ (кривошипно-шатунного механизма)».

Напишите названия деталей КШМ

Детали кривошипно-шатунного механизма двигателя ЗИЛ-130

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.   23.

 24.

 25.

ТЕСТ «Кривошипно-шатунный механизм»

Какие детали КШМ относятся к неподвижной группе?

а) блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, маховик 

б) блок цилиндров, картер, крышка блок-картера, коленчатый вал, гильза цилиндров    

 в) блок цилиндров, картер, крышка блок картера, гильза цилиндров, прокладка блок-картера

Из каких материалов изготавливают блок-картер современного двигателя?

а) из легированной стали       

б) из бронзы или латуни       

в) из чугуна или алюминиевых сплавов

Чем закрывается блок-картер двигателя сверху и снизу?

а) сверху и снизу специальными кожухами

б) сверху крышкой цилиндров, снизу кожухом маховика 

 в) сверху крышкой цилиндров, снизу поддоном картера

Как закрывается блок цилиндров на двигателе КамАЗ-740 сверху?

а) двумя головками из чугуна

 б) каждый цилиндр отдельной головкой из алюминиевого сплава

в) двумя головками из алюминиевого сплава

 г) одной головкой из алюминиевого сплава

Какие детали КШМ относятся к подвижной группе?

а) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, коренные подшипники

б) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, шатунные подшипники

 в) коленчатый вал, маховик, поршень, поршневые кольца, шатун, поддон картера.

Что является направляющей для поршня при его перемещениях в двигателе?

а) блок-картер                                    

б) гильза цилиндра                                 

 в) коленчатый вал

Что называют зеркалом цилиндра?

а) установочные пояски гильзы                                

б) внутреннюю поверхность гильзы цилиндров        

в) наружную поверхность гильзы цилиндров.        

г) специальное устройство на торце гильзы

Что означает выражение: «На двигателе установлены мокрые гильзы?»

а) гильза, внутренняя поверхность которой смазывается маслом                                                                        б) гильза, наружная поверхность которой омывается охлаждающей жидкостью

в) гильза, которая охлаждается воздухом

Что такое камера сгорания?

а) объем между днищем поршня и головкой цилиндра, когда поршень находится в ВМТ                                                                         

 б) весь объем расположенный под поршнем 

в) объем, в котором происходят рабочие процессы двигателя.

Сколько головок цилиндров имеет двигатель ЗиЛ-508?

а) 8головок                    

б) 4головки                    

в) 2головки                         

г) 1головку.

Какое компрессионное кольцо работает в самых тяжелых условиях?

а) верхнее                                        

б) нижнее                                                     

в) среднее.               

Устройство и назначение основных частей КШМ

Коленчатый вал двигателя служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала.

Коленчатые валы изготовляют из высокопрочного чугуна (двигатели Kia Rio, Hyundai Accent, Ford Focus, Chevrolet Niva, Lada Priora, семейства «ГАЗель», «Волга» ГАЗ-31029, -3110, семейство ВАЗ) или из высокоуглеродистой стали (двигатели ЯМЗ-740, -741, ЗИЛ-433100, -5301, ИЖ-2126 и др.). Чугунные коленчатые валы изготовляют литьем, а стальные — ковкой. Основными частями коленчатого вала являются коренные ишатунные шейки, которые соединяются щеками и сопрягаются сними переходными галтелями. Коленчатый и распределительный валы соединяются с помощью косозубых зубчатых колес, при их взаимодействии возникаютсилы, стремящиеся сдвинуть коленчатый вал в осевом направлении. Кроме того, при работе сцепления, установленного на маховике, возникают силы того же направления. Особенно большое осевое смещение вала имеет место при выключении или включении сцепления. Для предотвращения нежелательного смещенияодин из коренных подшипников делают упорным. Коленчатые

валы двигателей автомобилей «ГАЗель», ГАЗ-31029, -3307 «Волга» удерживаются от осевого смещения биметаллическими упорными шайбами переднего коренного подшипника. В автомобилях «ГАЗель» устанавливают сталеалюминиевые шайбы, в ГАЗ-31029 «Волга» — сталебаббитовые. В автомобилях ЗИЛ-433100, 5301 коленчатые валы удерживаются от осевого перемещения сталеалюминиевыми полукольцами, которые установлены в гнездагорца опоры пятой коренной шейки и зафиксированы от проворачивания выступами, входящими в пазы крышки опоры. Осевые перемещения коленчатых валов двигателей автомобилей ВАЗ-2110, -2111, -2112 сдерживаются упорными полукольцами, установленными по обе стороны среднего коренного подшипника: с одной стороны металлокерамическим полукольцом, с другой —

сталеалюминиевым.

Коренные и шатунные подшипники валов представляют собой тонкостенные вкладыши, которые уменьшают износ коренных шеек и опор.

Маховик обеспечивает выход поршней из мертвых точек (ИМТ и НМТ), накапливая энергию во время рабочего хода. Маховик большой массы способствует более плавному переходу с одного режима на другой, улучшает пуск двигателя, особенно припуске рукояткой. На маховике напрессовано зубчатое колесо для пуска двигателя с помощью стартера. Маховики отливают из серого чугуна. Для увеличения момента инерции основная масса металла находится на ободе. Маховик в сборе с коленчатым валом и сцеплением проходит динамическую и статическую балансировку, которую в дальнейшем необходимо соблюдать, для этого все узлы следует соединять в порядке, установленном при балансировке.

 

Поршень воспринимает усилия газов при рабочем ходе и участвует во вспомогательных тактах — впуск, сжатие и выпуск отработавших газов. Основными частями поршня являются головка с днищем и направляющая часть поршня, так называемая юбка.

На внутренней части головки поршня имеются ребра жесткости. Соединение поршня с шатуном осуществляется с помощью бобышки, в которой выполнены кольцевые канавки для установки стопорных колец поршневого пальца. В головке поршня выполнены

кольцевые канавки для установки маслосъемного и компрессионных колец. Для верхнего компрессионного кольца в головку поршня заливается чугунное кольцо, в котором также прорезана канавка. В канавке маслосъемного кольца имеются сквозные отверстия,

идущие внутрь поршня, — это дренажные каналы. Как правило, в двигателях устанавливают два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Поршни двигателя автомобиля ЗИЛ-5301 имеют по три компрессионных и одному маслосъемному кольцу.

Компрессионные кольца служат для уплотнения поршня в цилиндре при его возвратно-поступательном движении и для отвода теплоты от головки поршня к цилиндрам. Они сдерживают прорыв газов из камеры сгорания в картер двигателя. Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишков масла со стенок цилиндров, уменьшая проникновение масла в камеру сгорания. Чугунные маслосъемные кольца имеют по наружной окружности кольцевую проточку, уменьшающую опорную поверхность

кольца. Также применяются кольца с витым цилиндрическим пружинным расширителем браслетного типа, характеризующиеся высокой гибкостью. Стальные маслосъемные кольца могут быть четырех- или трехэлементными.

Четырехэлементное маслосъемное кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков, а также осевого и радиального расширителей.

Трехэлементное маслосъемное кольцо состоит из двух стальных кольцевых дисков и одного стального двух функционального расширителя.

Стальные кольцевые диски покрывают хромом на толщину 0, 08…0 ,13 мм. При установке колец необходимо обращать внимание на метку для правильного расположения их в канавках поршня. Кроме того, при установке поршня в блок цилиндров двигателя плоские кольцевые диски нужно устанавливать так, чтобы их замки располагались под углом 180° друг к другу и под углом 90° к замкам компрессионных колец. Замки осевого и радиальногорасширителей должны быть расположены под углом 90°. На поршнях двигателя автомобиля ЗИЛ-433100 устанавливаютпо два компрессионных и одному маслосъемному кольцу: верхнее компрессионное кольцо изготовляется из высокопрочного чугуна трапецеидального симметричного сечения с бочкообразной рабочей поверхностью, нижнее компрессионное кольцо- из серого легированного чугуна, его рабочая поверхность имеет конусность. Маслосъемное кольцо изготовляется из серого легированного чугуна коробчатого симметричного сечения с витым пружинным

расширителем. Рабочая поверхность всех колец покрыта хромом. Маслосъемные кольца двигателей автомобилей Hyundai SantaFe, UAZ Hunter, «ГАЗель-33021» состоят из трех элементов без радиального расширителя, а на автомобилях ВАЗ-21213 и Lada Priora маслосъемные кольца чугунные коробчатого сечения с витым пружинным расширителем.

Поршневые пальцы предназначены для шарнирного соединения поршня с шатуном. На палец действуют большие нагрузки,изменяющиеся как по величине, так и по направлению. Изготовляютпоршневые пальцы из мало- или среднеуглеродистой стали. На некоторых двигателях автомобилей марки ВАЗ, Kia Rio, Renault Ioqan, Ford Focus и некоторых других установлены поршневые пальцы неплавающего типа. В этом случае палец, поршень и шатун подбирают по размерам, верхнюю головку шатуна в электропечи при температуре 240 °С выдерживают в течение 15 мин,затем шатун закрепляют в тисках, надевают на него поршень изапрессовывают палец. После охлаждения изменить положение

пальца невозможно. Поршень с шатуном должен быть собран так, чтобы стрелка на днище поршня была направлена в сторону отверстия для выхода масла на нижней головке шатуна.

Шатун передает усилия через палец на поршень, а при рабочем ходе — с поршня через палец на коленчатый вал двигателя, преобразуя возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Основными частями шатуна являются стержень, верхняя головка и нижняя головка с крышкой. Так как шатун испытывает большие нагрузки, изменяющиеся по величине и направлению, он, как правило, имеет двутавровое сечение.

Роль подшипников в нижней головке шатуна выполняют вкладыши, которые изготовляют из низкоуглеродистой стальной ленты с тонким слоем антифрикционного сплава. В двигателях автомобилей «ГАЗель» антифрикционный слой представляет собой

высокооловянистый алюминиевый сплав. В двигателях автомобилей ЗИЛ-5301, устанавливают сталеалюминиевые вкладыши. В дизеле ЗИЛ-433100 используют трехслойные вкладыши с антифрикционным слоем из свинцовой бронзы. Для предотвращения проворачивания внутри головок шатунов на вкладышах выштампованы усики, а на арке и крышке головки шатуна имеются пазы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Опишите назначение и устройство коленчатых валов. Из каких металлов и как они изготовляются? Каковы достоинства и недостатки используемых материалов?

2. Каково назначение и устройство шатунов и их подшипников?

3. Опишите назначение и устройство поршней.

4. Каково назначение, устройство и работа поршневых колец?

5. Каково назначение, устройство и работа поршневых пальцев?

6. Опишите назначение маховика. Как осуществляется правильное соединение маховика с коленчатым валом?

7. Каким образом коленчатые валы различных моделей двигателей сдерживают от осевого смещения?

8. Каково назначение и устройство коренных подшипников коленчатого вала?

 

 

Карточка-задание №1

по теме«Назначение, устройство и работа КШМ (кривошипно-шатунного механизма)».

Радиально поршневой насос: устройство, принцип работы

  • Внутреннее устройство насоса и общий принцип его работы
  • Разновидности радиально поршневых насосов
  • Как рассчитать подачу для такого насоса
  • Характеристики
  • Преимущества и недостатки радиально поршневого насоса
  • Сфера применения
  • Радиально-поршневой насос получил достаточно обширное распространение в различных сферах хозяйства и производства. Стоит более подробно рассмотреть принципы его действия, а также внутреннее устройство.

    Внутреннее устройство насоса и общий принцип его работы

    Прежде всего, под радиально поршневыми насосами подразумевают такие насосные агрегаты, у которых ось вращения на ведущих звеньях располагается под прямым углом по отношению к осям рабочих органов, либо под углом, равным больше 45 градусов. Также эти насосы относятся к так называемому виду объемных гидромашин.

    Их конструктив может различаться деталями, в зависимости от той или иной модели машины. Однако в общем виде он выглядит следующим образом:

    На представленной схеме указаны основные рабочие элементы насоса:

    • роторная часть, которая, соответственно, устанавливается в статорной части;
    • статорная часть, оснащенная эксцентриситетом;
    • рабочий поршень, которых в данной схеме пять, однако в реальности их может быть разное количество. Их прижимают к статорной части посредством естественной центробежной силы, а также специальных пружин. Во время вращения роторной части насоса поршень перемещается внутри своего отверстия, таким образом, совершая возвратные и поступательные движения, что приводит к увеличению и уменьшению объема в рабочей камере. При этом во время увеличения рабочего объема распределительным узлом осуществляется соединение полости, расположенной под поршнем, с так называемой линией всасывания;
    • линия нагнетания – с ней осуществляется соединение вышеупомянутой полости во время уменьшения рабочего объема камеры;
    • линия всасывания.

    Цапфовый узел распределения располагается на центральной части роторной части. Потоки рабочей жидкости распределяются посредством окон на линиях нагнетания и всасывания. Полости, которые располагаются под поршневой частью, во время фазы всасывания соединяются с окном позиции 5, а на фазе нагнетания – с окном позиции 4 через соответствующие отверстия.

    Почти всегда насосные машины такого типа изготавливаются с числом поршней, равным нечетному количеству (три, пять, семь и т.д.). Благодаря этому, удается значительно уменьшить уровень пульсации во время подачи. Как раз пульсированную подачу часто и относят к наиболее существенным минусам радиально поршневых насосов.

    Разновидности радиально поршневых насосов

    Данный тип насосов не является устоявшимся. Конструкторы постоянно работают над улучшением конструктива оборудования. Это приводит к тому, что на сегодняшний день существует несколько типов таких насосов.

    В частности, по числу рабочих ходов поршней за одно вращение выделяют одноходовые и многоходовые варианты. Если же проводить классификацию по механизмам распределения, то это будет насос либо с распределением клапанного типа, либо с цапфовым.

    Можно предложить классифицировать насосы по типам их конструкций – насосы с эксцентриковым валом, либо оборудованные эксцентриковым ротором. Каждый из этих видов имеет свои особенности и позволяет расширять возможности его владельца.

    Более подробно о видах этих насосов можно узнать у специалистов «Центра технического обеспечения и сервиса», который занимается производством гидрооборудования и изготовлением печатных плат.

    Как рассчитать подачу для такого насоса

    Под подачей подразумевается показатель расхода жидкостей, проходящих через напорные патрубки, то есть через линию напора. Можно встретить самые разные методики расчета данного показателя. В то же время, существует достаточно простая формула, позволяющая точно рассчитать подачу в случае с радиально поршневым насосом: Q = Vzn = 2eSzn.

    В приведенной формуле переменным присваиваются следующие значения:

    • Q – подача для насоса;
    • V – показатели рабочего объема каждой из его камер;
    • n – показатель частоты оборотов вала привода;
    • e – показатель эксцентриситеты;
    • z – число поршней, которые установлены в насосе;

    Подачу в этом случае определяют через показатель частоты обращения вала, диаметр и показатель хода, а также количество поршней, предусмотренных конструктивом. Показатель хода поршней здесь составляет 2 эксцентриситета, однако он может быть и другим.

    Переменная S является в приведенном способе расчета показателем кратности работы. Данное насосное оборудование может быть как двух-, так и неоднократного действия. Это возможно путем создания на внутренних частях корпуса специализированного профиля, обеспечивающего за каждый оборот роторной части 2 и больше рабочих ходов.

    Кроме того, можно заметить, что такая разновидность гидронасосов, как конструкции однократного действия, часто является регулируемой. В таких машинах показатели рабочих объемов изменяют через смещение роторной части относительно корпусной части.

    Характеристики

    В зависимости от конкретной модели и его разновидности, технические характеристики насоса могут различаться между собой. Однако в усредненном виде они выглядят примерно так:

  1. Показатель максимального рабочего давления – 100 мегапаскалей – здесь все зависит от физических габаритов насоса.
  2. Показатели рабочего объема составляют от 0.5 до 100 кубических см.
  3. Скорость вращения обеспечивается от 1 000 до 3 000 оборотов в минуту.
  4. Развиваемая мощность – до 3 мегаватт.

Что же касается уровня шумности, то можно охарактеризовать его как средний – даже при достаточно высоких рабочих нагрузках.

Преимущества и недостатки радиально поршневого насоса

Данный вид насосного оборудования является надежным. Конструкторы постарались, чтобы каждый составной элемент исправно выполнял свою функцию. Таким образом, насосы радиально поршневого типа позволяют длительное время работать в условиях повышенного давления. Там, где ни один другой вид насосов долго не выдержит, на помощь может прийти как раз радиально поршневой.

Кроме того, такой насос отличается продолжительным сроком бесперебойной эксплуатации. Изготовители дают гарантию 40 000 часов работы на отказ, а то и больше. Зафиксированы случаи, когда такие насосы функционировали на протяжении 15 лет без ремонтных работ.

Наконец, можно гибко регулировать рабочие объемы насоса – это также немаловажное преимущество перед остальными типами насосов – как в конструктивном плане, так и в экономическом.

Есть, впрочем, и недостатки. Прежде всего, потребители отмечают пульсированный характер подачи. В некоторых случаях данный момент действительно является критически важным. Отсюда вытекает и еще один минус – пульсированное давление. Можно также отметить повышенные инерционные показатели поворотных элементов.

Радиально поршневое насосное оборудование нельзя назвать малогабаритным. В особенности, в радиальном направлении. Да и вес его для каждой предлагаемой единицы развиваемой мощности несколько больше, нежели в случае с остальными видами гидронасосов.

Сфера применения

Выше уже было отмечено, что данный вид насосов активно используется там, где требуется работа под высоким давлением – причем, в течение весьма продолжительного времени. Не каждый вид насосов справится с этим, поэтому надежда остается именно на насосы радиально поршневого вида.

Это различные гидравлические прессы, станковое оборудование, прокатные станы, а также многие другие системы, функционирующие под достаточно высоким давлением – от 400 бар и выше. Как правило, это машиностроительная сфера. Часто зажимные устройства и прессы требуют давления не ниже 700 бар, а то и больше.

В любом случае, данный тип насосного оборудования используют значительно реже, нежели, к примеру, насосы аксиально-поршневого типа, оборудованные качающим узлом. Главным их отличием от прочих насосов роторного типа является то, что производят их с большим рабочим объемом.

Для частного применения данные насосы практически не подходят в силу их сравнительно высокой конструктивной сложности. Да и мощности, как правило, с избытком для повседневного частного использования.

Если у Вас остались вопросы, заполните форму:

Ваше сообщение было успешно отправлено!

Наши специалисты скоро свяжутся с Вами!

Поршневой насос: принцип работы, устройство, действие

Для перекачивания жидкостей не протяжении многих лет применяется поршневой насос Подобная конструкция получила весьма широкое распространение, так как работает на принципе вытеснения жидкости за счет передачи давления. Принцип действия поршневого насоса современных реализаций намного сложнее в сравнении с первыми моделями, за счет чего существенно повышается надежность и эффективность. Рассмотрим особенности подобного механизма подробнее.

Поршневой насос

Принцип работы

Рассматривая принцип работы поршневого насоса следует учитывать, что первая конструкция появилась много десятилетий назад. Схема работы имеет следующие особенности:

  1. Механизм имеет подвижный элемент, который совершает возвратно-поступательное движение. Он изготавливается при применении современных материалов, за счет которых существенно повышаются изоляционные качества.
  2. Подвижный элемент находится в изоляционном контейнере цилиндрической формы. При движении поршень создает разряженный воздух в рабочей камере, за счет чего происходит всасывание жидкости из трубопровода.
  3. Обратное движение подвижного элемента приводит к выдавливанию жидкости в отводящую магистраль. Устройство клапанов не позволяет попасть жидкости во всасывающую магистраль на момент ее выталкивания.

Принцип действия поршневого насоса

Простейший принцип работы определяет длительную и стабильную работу. Стоит учитывать, что поток, создаваемым подобным устройством, может двигаться с различной скоростью. Слишком большой объем рабочей камеры приводит к тому, что поток будет передвигаться скачками. Для того чтобы исключить появление подобного эффекта проводится установка устройства с несколькими поршнями.

Устройство

Плунжерный насос обладает относительно простой конструкцией. Среди особенностей отметим нижеприведенные моменты:

  1. Рабочая камера. Она представлена герметичным корпусом, который во внутренней части имеет зеркальную поверхность. За счет этого существенно упрощается ход подвижного элемента. Рабочая камера является частью цилиндра, которая определяется максимальным ходом штока. Поверхность цилиндра изготавливается при применении материала, который характеризуется высокой устойчивостью к воздействию жидкости.
  2. Для отвода и подвода жидкости предназначены напорная и всасывающая трубка. Они могут иметь различный диаметр. Кроме этого, подобный конструктивный элемент может иметь систему клапанов, которые существенно повышают эффективность механизма.
  3. Поршень создает давление в системе. Устройство поршневого насоса имеет поршень, за счет которого проводится перекачивание жидкости. Он изготавливается при применении нескольких уплотнительных материалов. За счет этого поршень может ходить по цилиндру и при этом создавать вакуум. Именно на поверхность поршня оказывается серьезное давление. Некоторые варианты исполнения разборные, за счет чего можно провести ремонт. К примеру, при длительной эксплуатации изнашиваются уплотнители, которые можно заменить при необходимости для существенного продления срока службы механизма. Однако, встречаются и неразборные варианты исполнения, ремонт которых возможен только в специальных мастерских.
  4. Поршню передается усилие через шток. При изготовлении этого элемента применяется качественная сталь с повышенной жесткостью и прочностью. Кроме этого, применяемые материалы характеризуются высокой коррозионной стойкостью, за счет чего существенно продлевается эксплуатационный срок конструкции. Этот элемент связан с приводом, через который передается усилие. При слишком высокой нагрузке шток может существенно деформироваться.

Устройство насоса

Возвратно-поступательное движение передается от электрического двигателя через специальный механизм, который преобразует вращение. Современные варианты исполнения компактные, они могут устанавливаться для работы под открытом небом или в помещении. Кроме этого, при изготовлении корпуса применяется металл, обладающий высокой защитой от воздействия окружающей среды.

Устройство двусторонней модели имеет довольно большое количество особенностей:

  1. Есть цилиндр и поршень, а также шток. Эти элементы немного отличаются в сравнении с теми, которые применяются при создании одностороннего механизма.
  2. В отличии от предыдущего варианта исполнения, у рассматриваемого две рабочей камеры.
  3. Две рабочие камеры имеют собственные нагнетающие и всасывающие клапана.

Несмотря на существенное увеличение эффективности работы поршневого насоса, его конструкция довольно проста. В этом случае каждый ход предусматривает всасывание и выталкивание жидкости. Это существенно повышает значение КПД.

Разновидности

В продаже встречаются самые различные варианты исполнения поршневых насосов. Классификация проводится по следующим признакам:

  1. Количеству поршней, которые создают давление в системе.
  2. Количеству циклов нагнетания и всасывания за один ход.

В продаже встречается поршневой насос двойного действия, а также вариант исполнения с одним и тремя, несколькими поршнями. Как ранее было отмечено, за счет увеличения количества подвижных элементов исключается вероятность пульсирующего движения потока. Что касается количества циклов, то выделяют модели одностороннего и двустороннего действия, а также дифференциальные модели.

Двусторонний поршневой насос
Устройство поршневого насоса двустороннего действия

Классификация может проводится также по следующим критериям:

  1. Мощности.
  2. Пропускной способности или производительности.
  3. Размерам конструкции.
  4. Особенностям компоновки.

Производством поршневых насосов занимаются самые различные компании. Качество может зависеть от типа применяемых материалов, популярности бренда и предназначения конкретной модели.

Сферы применения

Жидкостный насос может применяться для решения самых различных задач. Создаваемая конструкция характеризуется высокой универсальностью. Однако, наличие подвижного элемента и применение уплотнительных колец при создании поршня определяет отсутствие возможности использования поршневого насоса для перекачивания большого объема жидкостей.

Применение поршневого насоса в садоводстве
Применение насоса для перекачки воды

Рассматривая область применения отметим нижеприведенные моменты:

  1. Применяемые материалы при изготовлении могут выдерживать воздействие различных химических веществ. Именно поэтому поршневые насосы применяются для работы с различными видами топлива, взрывоопасными смесями и химически агрессивными средами.
  2. В продаже встречается довольно большое количество моделей, которые можно использовать для работы в домашних условиях.
  3. В пищевой промышленности конструкция также применяется крайне часто. Это связано с деликатным воздействием на перекачиваемую среду.

Поршневой насос в нефтедобывающей промышленности

При изготовлении конструкции могут применяться самые различные материалы, которые и определяют область применения.

Преимущества и недостатки

Поршневой жидкостный насос характеризуется достаточно большим количеством достоинств и недостатков. К плюсам можно отнести:

  1. Простота конструкции. Как ранее было отмечено, подобные поршневые насосы были изготовлены еще несколько десятилетий назад и конструктивно они изменились несущественно.
  2. Высокая надежность, которую можно связать с простотой механизма и применением высококачественных материалов. Износостойкие материалы могут выдерживать длительное механическое воздействие.
  3. Возможность работы с различными носителями. Широкая область применения определена тем, что применяемые материалы не реагируют на воздействие различных химических веществ.

Есть и несколько серьезных недостатков. Примером можно назвать невысокую производительность. Подобные модели в меньшей степени подходят для перекачивания большого количества жидкости. Кроме этого, конструкция не подходит для продолжительной работы, так как активные элементы быстро изнашиваются и теряют свои эксплуатационные характеристики.

Принципы работы аксиально-поршневых насосов, устройство поршневого гидронасоса

Аксиально-поршневой насос представляет собой механизм, который преобразовывает механическую энергию, берущуюся с вращающегося вала, в энергию, которая приводит рабочую жидкость в движение. При обратном процессе, когда движение жидкости будет подаваться с обратной стороны, можно спровоцировать работу самого вала. В таком случае поршневой гидронасос будет выступать в роли класического мотора.

Благодаря универсальности такого блока, он получил широкое применение в разных сферах. Его можно встретить, как в промышленности, так и в работе в частном производстве. Гидравлические насосы устанавливаются в экскаваторах, в буровых машинах, кранах и других подъемных установках, а так же в бульдозерах. Они применимы во всех системах, которые функционируют под малыми и большими нагрузками.

Аксиально-поршневые насосы: устройство и принципы работы

Каждая модель устройства может отличаться несколькими параметрами, однако главные составляющие части, которые отвечают за работу аппарата остаются неизменными. Гидравлический насос можно разбить на следующие детали:

  1. Поворотный вал, с помощью которого и осуществляется основная работа детали;
  2. Блок цилиндров. Приводится в движение под нагрузкой вала;
  3. Наклонный диск, на который крепится сам поршень;
  4. Нажимной диск. С его помощью регулируется степень нажатия на вал;
  5. Поршневая группа, отвечающая за работу блока цилиндров. При правильной работе механизма, поршень совершает полное действие забора и отдачи рабочей смеси в то время, как вал совершает только одно вращение;
  6. Шаровая опора;
  7. Распределительный диск.

Поршневые гидронасосы на рынке встречаются в нескольких конфигурациях. Первое устройство поставляется шайбой наклонного типа, второе имеет наклонный блок. В отличие от приборов с шайбой, в наклонных приводной вал построен т-образным способом. Это меняет конструкцию настолько, что он крепится вместе с подшипниками. Блок цилиндров при этом располагается под углом к оси вала. А благодаря поршням и шатунам, которые работают под воздействием вала, цилиндрический блок приходит в движение.

Принцип работы системы аксиально-поршневых насосов заключаются в том, что из-за угла между валом и блока цилиндра часть поршней выходит из ротора, в то же время другая часть движется в противоположную сторону. Такое действие позволяет уменьшать объем рабочих камер, либо увеличивать их в зависимости от конкретного случая.

Благодаря этому идет выдавливание и всасывание рабочей жидкости. Она проходит через специальное окно, сделанное в основании цилиндрического блока и распределительного диска. После пройденного этапа, рабочая жидкость движется дальше по каналам устройства.

Так же одним из отличий приборов с наклонным блоком является то, что в нем можно механически воздействовать на величину хода поршней. Работая с поршневым гидронасосом достаточно поменять угол наклона блока цилиндра. Данное вмешательство откорректирует исходные значения рабочего объема гидравлических насосов.

Особенности регулируемых аксиально-поршневых насосов

Работая с поршневым гидронасосом, стоит понимать, что это непростая система, которая требует к себе особого ухода. Однако, несмотря на всю сложность устройства, оно может подвергаться ремонту и профилактической чистки для лучшей пропускной способности рабочих каналов.

Для того чтобы жидкость циркулировала в полном объеме и помогала гидравлическим системам работать в оптимальном режиме, достаточно периодически промывать устройство, и его отдельные элементы, керосиновым составом. Пазы цилиндрического блока чистятся при помощи разрезного притира из чугуна. С поршневой группой стоит обходиться аккуратней и использовать при чистке индустриальное масло, не применяя абразивные пасты, которые могут повредить покрытие. Восстановление цилиндров и всей рабочей части необходимо проводить на специальном станке, так как их поверхность требует шлифовки.

Однако такой ремонт может не подойти гидравлическим аппаратам, имеющим крупные повреждения. Это могут быть трещины и вмятины на крышке корпуса, а так же сколы на его рабочей поверхности. Механическое воздействие не поможет и в случае, когда цилиндры имеют на своих стенках сильные задиры, а поршни искривлены и нарушают общую геометрию системы.

Несмотря на сложность конструкции и непростой принцип работы насоса, из-за которого устройство может выйти из строя, данный агрегат имеет немало преимуществ:

  1. Небольшой вес, благодаря чему работа с гидронасосом и его заменой не вызывает сложностей;
  2. Есть возможность регулировать частоту вращения вала;
  3. Органы управления, находящиеся в устройстве, имеют относительно небольшие размеры, что позволяет добиваться небольшой инерции при работе механизмов;
  4. Большая производительная мощность. Скорость вращение вала может варьироваться от 500 до 4000 оборотов в минуту, что позволяет аппарату работать под большими нагрузками;
  5. Давление в системе может достигать 40 мегапаскалей, которые устройство может поддерживать долгое время;
  6. Минимальные зазоры между рабочими блоками и соединительными муфтами, что позволяет обеспечивать идеальную герметичность внутренних камер;
  7. Можно изменять направление рабочей жидкости в системе.

Как и во всех сложных конструкциях и приборах, данные насосы имеют и ряд недостатков. Главным образом выделяются:

  1. Высокая стоимость оборудования и его компонентов;
  2. Большой шум прибора при работе под высоким давлением;
  3. Ремонт возможно проводить только в специализированном центре с применением специального оборудования.

Гидравлические насосы имеют широкое применение, поэтому при работе с ними не придется испытывать неудобства. Комплектующие всегда есть в наличие и представлены лучшими производителями.

Радиально-поршневой насос принцип работы и устройство

Конструкция

Радиально-поршневой насос – это роторно-поршневой насос, у которого ось вращения ротора перпендикулярна осям рабочих органов или составляет с ними угол более 45 °.

Вытеснителями в радиально-поршневых насосах являются поршни или плунжеры, линейное перемещение которых, обеспечивается, засечёт эксцентриситета между поверхностями ротора и корпуса, или вала и корпуса.

Если в радиальном насосе установлены плунжеры, то его называют радиально-плунжерным. Если поршни – радиально-поршневым.

Плунжеры или поршни могут быть установлены во вращающемся роторе или находиться вне ротора.  

Принцип работы радиально-плунжерного насоса

Плунжеры размещены в отверстиях, выполненных в роторе. Зазоры между поверхностями плунжеров и ротора минимальны. При этом плунжеры могут легко перемещаться внутри отверстий.

Ротор с плунжерами установлен в корпусе насоса с эксцентриситетом.

При вращении вала, за счёт центробежной силы, плунжеры прижимаются к внутренней поверхности корпуса.

За счёт эксцентриситета, плунжеры совершают линейное перемещение внутри ротора.

В момент увеличения объёма рабочей камеры, полость под плунжером заполняет рабочей жидкостью. При уменьшении объёма рабочей камеры, жидкость вытесняется плунжером в напорную магистраль.

Полости всасывания и нагнетания, в представленном  примере, разделены пластиной.

Принцип работы радиально-поршневого насоса 

Рассмотрим принцип работы реального радиально-поршневого насоса с тремя поршнями.

В корпусе насоса установлен вал, имеющий шейку, выполненную с эксцентриситетом.

На эту шейку опираются полые поршни, которые могут линейно перемещаться во втулках, установленных на сферических опорах.

  1. Прижим поршней поверхности вала обеспечивается пружиной.
  2. Внутри поршней установлен всасывающий обратный клапан.
  3. Внутри сферической опоры – нагнетательный обратный клапан.
  4. При вращении вала, поршни совершают линейное перемещение внутри втулок, изменяя объём рабочей камеры.
  5. В момент увеличения объёма рабочей камеры, за счёт создающегося разряжения, всасывающий клапан открывается, а напорный клапан прижимается к седлу.
  6. В момент уменьшения объема рабочей камеры напорный клапан, за счёт возрастания давления в камере, открывается.

Рабочая жидкость вытесняется в линию нагнетания. Всасывающий клапан на этом этапе закрыт.

Радиально-поршневые насосы позволяют создать и длительно работать на высоком давлении до 700 атмосфер. Их используют в гидравлических системах металлургических прессов, прокатных станов, установок по обработке полимеров, зажимных устройствах станков.

 

Гидроцилиндры. Устройство и характеристики.

Гидроцилиндры — это довольно распространенные механизмы, которые используются во всех видах спецтехники (экскаваторы, автокраны, бульдозеры, автовышки, краны, манипуляторы, бетононасосы, погрузчики, компрессоры, самосвалы, гидромолоты, грейдеры и др.). Гидроцилиндр по принципу действия похож на пневмоцилиндр, только вместо воздуха в гидроцилиндрах движущей силой становится жидкость —  вода  или масло.

 

Компания КАСКАД более 20 лет специализируется на изготовлении и ремонте гидро- и пневмоузлов для техники и станков, прессов и другого производственного оборудования.

 

 

Гидроцилиндры бывают двух типов действия – односторонние и двухсторонние. Односторонние цилиндры могут работать только в одном направлении. В движение они приводятся с помощью возрастающего давления рабочей жидкости в полости цилиндра. В начальное же положение они возвращаются с помощью работы пружины. Что касается двусторонних поршней, то они мощнее односторонних, так как при приведении гидроцилиндра в действие ему не нужно преодолевать возвратную силу пружины. Кроме того, двусторонние гидроцилиндры могут работать в двух направлениях.

Так же существуют телескопические гидроцилиндры. Они необходимы для того, чтобы при небольшом размере самого цилиндра обеспечить больший ход поршневого штока, что необходимо для работы кранов различного назначения. Цилиндры данного типа также используются в грузовых машинах для поднятия кузовной части автомобиля.

 

 

Характеристики гидроцилиндров и их разновидности

Гидроцилиндры являются важной высоконагруженной частью механизмов, применяемой при производстве станков, гидропрессов, специального оборудования, а также огромного количество спецтехники (экскаваторов, погрузчиков, тракторов, всевозможных подъемных устройств и механизмов).

Также использование гидроцилиндров является относительно безопасным и осуществляется достаточно просто. Производимые поршнем движения по возвратно-поступательной траектории, дают возможность осуществлять передачу усилия в нужном направлении. В основе этого процесса лежит принцип гидростатического воздействия столба жидкости на шток гидроцилиндра. Поэтому использование различных видов гидроцилиндров имеет большую распространенность. В свою очередь проектировщики пытаются постоянно дорабатывать и усовершенствовать гидроцилиндры под возникающие задачи.

Классификация гидроцилиндров возникает из особенностей конструкции устройства, в результате которой все гидроцилиндры делятся на  односторонние и двухсторонние. Отличие односторонних от двухсторонних гидроцилиндров состоит в том, что обратный ход штока гидроцилиндра происходит благодаря влиянию наружного приводимого усилия, а двухсторонние имеют рабочий ход в обе стороны.

 

 

Также классификация гидроцилиндров возможна по типу действия устройств. При этом можно выделить основные — телескопические, поворотные и поршневые гидроцилиндры. Поворотные гидроцилиндры применяются тогда когда необходимо произвести деформацию некоторого оборудования, поршневые с действием двухстороннего типа часто применяют  в приводах различной спецтехники.

Очень часто при производстве спецтехники используют телескопические цилиндры, которые могут содержать от двух и более вложенных отдельных цилиндров. Такие гидроцилиндры применяют силовой принцип, так что общий ход штоков превосходит длину самого корпуса цилиндра. В основном силовые телескопические цилиндры используют при производстве автокранов.

 

Важным параметром при выборе гидроцилиндра является (номинальное) давление, ход и диаметр штока и поршня. Основополагающим фактором конечно является сама номинальная мощность гидроцилиндра, а диаметр поршня и штока характеризуют рабочее усилие совершаемое устройством.

 

Устройство гидроцилиндров.

Гидроцилиндр – это самый простой образец двигателя. Выходное (подвижное) звено, которым может быть шток, плунжер или же сам корпус цилиндра, осуществляет возвратно-поступательное движение.

Основные параметры, которыми характеризуют все гидроцилиндры – это внутренний диаметр, ход поршня, диаметр штока и номинальное давление рабочей жидкости.

 

Наименование компонентов гидроцилиндра:

Крышка – 1;  Гильза – 2;  Гайка – 3;  Кольцо – 4;  Шайба – 5; Манжета – 6; Кольцо – 7; Поршень – 8; Кольцо – 9; Шайба – 10; Кольцо пружинное – 11; Кольцо подворотниковое – 12; Манжета – 13; Кольцо – 14; Крышка – 15; Грязесъемник – 16; Кольцо пружинное – 17; Подшипник – 18; Шток – 19; Втулка – 20.

Гидроцилиндры бывают нескольких видов: поршневые, телескопические, плунжерные, двустороннего и одностороннего действия. По типу закрепления гидроцилиндры делятся на модели с шарнирным креплением и жестким.

Гидроцилиндр одностороннего действия совершает усилие на подвижном звене, которое направлено только в одну сторону (рабочий ход цилиндра). В противоположном направлении подвижное звено просто перемещается обратно под действием силы тяжести или возвратного механизма, например, пружины. У этих цилиндров есть лишь одна рабочая плоскость.

У гидроцилиндров двустороннего действия возможностей несколько больше. У них две рабочих плоскости, то есть рабочие усилия на выходном звене они могут создавать в двух направлениях. Чтобы обеспечить возвратно-поступательное движение жидкость поочередно поступает под давлением в полости цилиндра. Когда одна из полостей наполняется жидкостью, другая соединяется со сливом. У гидроцилиндра две полости: штоковая полость, в которой располагается шток, и поршневая.

 

Гидроцилиндры — изготовление и ремонт в Нижнем Новгороде

Даже если вы прекрасно знаете устройство гидроцилиндра, осуществить его ремонт в кустарных условиях или же собрать свой собственный цилиндр – довольно нелегкая задача. Для этого нужно специальное оборудование и навыки. Поэтому с такими вопросами лучше обратиться к опытным профессионалам. Компания «КАСКАД» специализируется на ремонте гидроцилиндров, а также изготовлении гидроцилиндров по вашим заказам.

 

 

 

Наша компания занимается всем спектром работ, связанных с гидроцилиндрами. Наши работники занимаются ремонтом штока гидроцилиндров, ремонтируют гидроцилиндры для спецтехники, такой как погрузчики, асфальтоукладчики, экскаваторы, бетононасосы, автокраны, краны манипуляторы, другой строительной и коммунальной техники и производственных машин. Также мы можем изготовить гидроцилиндр по предоставленным вами чертежам или образцам. Мы гарантируем высокое качество и короткие сроки работы.

 

Купить гидроцилиндры: одностороннего, двухстороннего действия, плунжерные, телескопические, двухштоковые и тандемные, аутригеры, гидроцилиндры с демпфированием хода. Низкие цены.

Купить запчасти и комплектующие для гидроцилиндров: буксы, поршни, уплотнения, проушины, бонки, штоки.

Ремонт гидроцилиндров: профессионально, быстро, гарантия качества.

 

Поршневая компоновка и двигатель — Milladale Limited

Изобретение относится к поршневой системе и двигателю.

В некоторых поршневых системах желательно использовать два поршня, соединенных с общим приводным механизмом, с разными скоростями. Обычно это достигается путем соединения двух разных коленчатых валов вместе с помощью зубчатого приводного механизма, который приводит в движение распределительные валы с разными скоростями, так что два поршня могут приводиться в движение с разными скоростями соответствующими распределительными валами.Эта компоновка, однако, сравнительно тяжелая и сложная и требует использования полностью отдельного коленчатого вала, что приводит к трудностям в обеспечении компактной компоновки двигателя. Поэтому желательно создать поршневую систему, которая устраняет эти недостатки.

В первом аспекте изобретения предлагается поршневое устройство, содержащее поршень, перемещаемый внутри цилиндра и имеющий ход с первым концом и вторым концом, при этом поршень соединен с коленчатым валом с помощью рычажного механизма, включающего в себя коленчатое звено, которое шарнирно соединен с поршнем и шарнирно соединен с шатуном, при этом рычажно-рычажный механизм имеет первое положение, соответствующее первому концу хода поршня, второе положение, отличное от первого положения, также соответствующее первому концу хода поршня и промежуточное положение между первым и вторым положениями, соответствующее второму концу хода поршня, так что поршень совершает четыре хода за каждый один оборот коленчатого вала.

Расположение поршня позволяет поршню совершать четыре хода за каждый оборот коленчатого вала, тем самым удваивая скорость поршня по сравнению с традиционным линейно-вращательным узлом передачи мощности. Следовательно, поршень может вращаться со скоростью, в два раза превышающей скорость одного или нескольких других поршней, соединенных с одним и тем же коленчатым валом, без необходимости во втором коленчатом вале, работающем с другой скоростью.

Рычажный механизм определяется как система, включающая один или более рычажных элементов, соединяющих по меньшей мере два компонента и приспособленная для управления относительным движением по меньшей мере двух компонентов, например, принуждая компоненты двигаться определенным образом или по определенному пути траектории и/или путем передачи силы, чтобы вызвать относительное движение между компонентами.Рычажное звено определяется как рычажный элемент, соединенный по меньшей мере с двумя другими элементами в рычажном механизме, который поворачивается или «переключается» между по меньшей мере двумя различными положениями для приведения в действие рычажного механизма. Механизм переключения определяется как приводной механизм, содержащий одну или несколько звеньев переключения. Шатун определяется как соединительный элемент, прикрепленный к коленчатому валу и преобразующий вращательное движение коленчатого вала в поступательное движение дистального конца шатуна или наоборот.

Шатун соединяет рычажно-рычажное соединение с коленчатым валом.Между шатуном и коленчатым звеном или коленчатым валом могут быть или не быть другие промежуточные компоненты, например дополнительная кулиса или шатун. Точно так же рычажное звено может быть соединено или не соединено непосредственно с поршнем. Например, рычажно-рычажный механизм может быть соединен с поршнем с помощью поршневого штока и/или рычажного механизма с механическим преимуществом или без такового. Рычажный механизм с механическим преимуществом может использоваться для увеличения длины хода поршня без увеличения размера рычажного звена.

Рычаг может перемещаться из первого положения во второе положение через промежуточное положение и обратно в первое положение за один полный оборот коленчатого вала. Первое и второе положения могут быть разнесены на противоположные стороны промежуточного положения. Каждое из первого и второго положений может соответствовать положениям с перевернутым положением или согнутыми суставами, в то время как промежуточное положение может соответствовать прямому или вытянутому положению. Переключатель может проходить через то же самое промежуточное положение, когда он возвращается из второго положения в первое положение.Путь переключателя из второго положения обратно в первое положение может быть обратным пути следования из первого положения во второе положение.

Первым концом хода поршня может быть положение нижней мертвой точки (например, положение максимального объема цилиндра). Альтернативно, первый конец хода поршня может находиться в положении верхней мертвой точки.

Поршень может перемещаться вдоль первой оси, а рычажно-рычажный механизм может быть соединен с шатуном в точке поворота, которая перемещается вдоль второй оси, по существу поперечной первой оси.Точка поворота может быть ограничена для перемещения вдоль второй оси, например, с помощью качающегося рычага (что приводит к слегка искривленной траектории движения) или челночного блока (что приводит к по существу прямолинейному движению).

Устройство поршня может дополнительно включать второй поршень, соединенный с коленчатым валом с помощью рычажного механизма, аналогичного механизму первого поршня.

Общий шатун может быть общим для первого и второго поршней, а первый и второй поршни могут иметь отдельные рычажные звенья, соединенные с общим шатуном.Звенья переключения могут иметь общую точку крепления или точку поворота. Первый и второй поршни могут располагаться напротив друг друга и могут помогать уравновешивать друг друга для уменьшения вибрации.

Второй аспект изобретения обеспечивает поршневое устройство, содержащее первый и второй поршни, подвижные соответственно внутри первого и второго цилиндров, при этом первый поршень соединен с коленчатым валом с помощью первого рычажного механизма, включающего в себя первое рычажно-рычажное соединение, шарнирно соединенное с первым поршень и шарнирно соединен с первым шатуном, при этом второй поршень соединен с коленчатым валом вторым рычажным механизмом, включающим в себя второе коленчатое звено, шарнирно соединенное со вторым поршнем и шарнирно соединенное со вторым шатуном, причем первый и вторые шатуны имеют разную длину, так что первый и второй поршни работают в противофазе друг с другом.

Первый и второй поршни могут смещаться по фазе на 180 градусов относительно друг друга.

Первый поршень может иметь ход с первым концом и вторым концом, а первое коленчатое звено может иметь коленчатое положение, соответствующее первому концу хода поршня, и выдвинутое положение, соответствующее второму концу хода поршня .

Второй поршень может иметь ход с первым концом и вторым концом, а второе коленчатое звено может иметь коленчатое положение, соответствующее первому концу хода поршня второго поршня, и выдвинутое положение, соответствующее второму концу хода поршня второго поршня.

Переключенные положения первого и второго рычажных звеньев могут быть разнесены на противоположные стороны от осевой линии или оси по крайней мере одного из первого и второго поршней.

Первый шатун может быть соединен с первой шатунной шейкой, а второй шатун может быть соединен со второй шатунной шейкой. Первая и вторая шатунные шейки могут иметь оси валов по существу в одной плоскости. Первая и вторая шатунные шейки могут быть по существу соосными.

Первый и второй шатуны могут различаться по длине приблизительно на удвоенный эксцентриситет первой и второй шатунных шеек по отношению к коленчатому валу.

Поршневые устройства первого и/или второго аспектов могут быть включены в двигатель внутреннего сгорания. В качестве альтернативы эти поршневые устройства могут использоваться в любой другой системе линейного/вращательного преобразования мощности, например, в насосе или другом двигателе.

Одно возможное применение поршневых устройств первого и второго аспектов изобретения относится к классу составных тепловых двигателей, которые в своей простейшей форме содержат два цилиндра высокого давления и один цилиндр низкого давления, поршень которого проходит через удвоенное число число ходов, совершаемых поршнем каждого цилиндра высокого давления за один и тот же период времени.В базовом варианте двигатель состоит из двух цилиндров высокого давления с поршнями, находящимися в противофазе, и одного цилиндра низкого давления, поршень которого вращается с удвоенной скоростью по сравнению с поршнями высокого давления.

Третий аспект изобретения обеспечивает двигатель, содержащий по меньшей мере два поршня высокого давления, перемещаемых внутри соответствующих цилиндров высокого давления, и по меньшей мере один поршень низкого давления, перемещаемый внутри цилиндра низкого давления, при этом поршень низкого давления совершает удвоенное число ходов перемещается каждым из поршней высокого давления за один и тот же период времени, при этом рычажный механизм, соединяющий поршень низкого давления с коленчатым валом, включает в себя рычажно-рычажное соединение.

Путем соединения поршня низкого давления с коленчатым валом с помощью рычажно-рычажного механизма таким образом, что поршень низкого давления работает с удвоенной скоростью по сравнению с поршнями высокого давления, поршень низкого давления способен помогать обоим поршням высокого давления при их всасывании, такты сжатия, мощности и выпуска при работе от одного и того же коленчатого вала.

Рычажно-рычажный механизм может быть шарнирно соединен с поршнем низкого давления и шарнирно соединен с первым шатуном.Шатун соединяет рычажное соединение с коленчатым валом. Между шатуном и коленчатым звеном или коленчатым валом могут быть или не быть другие промежуточные компоненты, например дополнительная кулиса или шатун. Точно так же рычажное звено может быть соединено или не соединено непосредственно с поршнем. Например, рычажно-рычажный механизм может быть соединен с поршнем низкого давления поршневым штоком и/или рычажным механизмом с механическим преимуществом или без него.

Рычажный механизм может быть приспособлен для перемещения из положения переключения в первом направлении в положение переключения во втором направлении, противоположном первому направлению, и обратно при каждом обороте коленчатого вала.Переключатель может перемещаться через промежуточное положение между двумя его выдвинутыми положениями. Переключенные положения могут соответствовать положению нижней мертвой точки поршня низкого давления, а промежуточное положение может соответствовать положению верхней мертвой точки поршня низкого давления. Альтернативно, переключаемые положения могут соответствовать положению верхней мертвой точки, а промежуточное положение может соответствовать положению нижней мертвой точки.

Поршни высокого давления могут быть соединены с коленчатым валом с помощью рычажных механизмов, включая рычажные звенья.Рычажные звенья поршней высокого давления могут быть шарнирно соединены с поршнями высокого давления и шарнирно соединены с соответствующими вторым и третьим шатунами. Между вторым и третьим шатунами и шарнирно-рычажными звеньями поршней высокого давления или коленчатого вала могут быть или могут отсутствовать другие промежуточные компоненты, например дополнительные шатунно-рычажные звенья или шатуны. Точно так же рычажные звенья поршней высокого давления могут быть соединены или не соединены непосредственно с поршнями высокого давления.Например, рычажные звенья могут быть соединены с поршнями высокого давления с помощью поршневых штоков и/или рычажных механизмов с механическим преимуществом или без него. В качестве альтернативы поршни высокого давления могут быть соединены с коленчатым валом с помощью более традиционной конструкции коленчатого вала и шатуна, где шатун имеет небольшой конец, прикрепленный к поршню.

Второй и третий шатуны могут иметь разную длину, так что первый и второй поршни высокого давления работают на 180 градусов в противофазе друг с другом.Второй и третий шатуны могут отличаться по длине друг от друга примерно на удвоенный радиус кривошипов в местах соединения со вторым и третьим шатунами.

Рычажные звенья, связанные с цилиндрами высокого давления, могут быть приспособлены для перемещения между выдвинутым положением и переключенным положением и обратно при каждом обороте коленчатого вала. Рычаги, связанные с цилиндрами высокого давления, могут быть, по существу, прямыми или удлиненными, когда поршни высокого давления находятся в верхней мертвой точке, и изогнутыми или рычажными, когда поршни высокого давления находятся в нижней мертвой точке.

Первый, второй и третий шатуны могут быть соединены с соответствующими первой, второй и третьей шатунными шейками коленчатого вала, оси валов которых находятся по существу в одной плоскости. Первая шатунная шейка может быть расположена на стороне коленчатого вала, противоположной второй и третьей шатунным шейкам.

Эксцентриситет первой шатунной шейки примерно в два раза больше, чем у второй и третьей шатунной шейки.

Двигатель может дополнительно включать дополнительный блок двигателя, включающий третий и четвертый цилиндры высокого давления и второй цилиндр низкого давления.

Третий и четвертый цилиндры высокого давления и второй цилиндр низкого давления могут быть расположены на стороне коленчатого вала, противоположной первому и второму цилиндрам высокого давления и первому цилиндру низкого давления. Третий и четвертый цилиндры высокого давления могут располагаться напротив первого и второго цилиндров высокого давления, а второй цилиндр низкого давления может находиться напротив первого цилиндра низкого давления. Третий и четвертый цилиндры высокого давления могут быть расположены по существу коаксиально первому и второму цилиндрам высокого давления, а второй цилиндр низкого давления может быть расположен по существу соосно с первым цилиндром низкого давления.Такая компоновка выгодна тем, что помогает достичь динамического баланса и снизить вибрацию двигателя.

Двигатель может быть двухтактным или четырехтактным и может работать с искровым зажиганием, непосредственным впрыском или воспламенением от сжатия. Работа двухтактного двигателя с двумя поршнями высокого давления и одним поршнем низкого давления, движущимся с удвоенной скоростью по сравнению с поршнями высокого давления, описана в патенте Великобритании 294110. Работа четырехтактной версии будет подробно обсуждаться со ссылкой на чертежи в следующем подробном варианте осуществления.

Множество узлов двигателя в соответствии с третьим аспектом изобретения, объединенных вместе для образования более крупного двигателя.

Один или несколько признаков любого из аспектов изобретения могут быть объединены с одним или несколькими аспектами любого другого варианта осуществления изобретения. В частности, двигатель третьего аспекта может приводить в действие поршень низкого давления согласно первому аспекту и поршень высокого давления согласно второму аспекту.

В предпочтительном варианте осуществления двигателя по третьему аспекту изобретения при работе такты расширения или всасывания инициируются в цилиндре высокого давления в верхней мертвой точке (т.е. минимальный объем) и примерно на половине хода, когда цилиндр низкого давления находится в верхней мертвой точке, открывается перепускной клапан, и ход завершается, когда цилиндры высокого и низкого давления соединены между собой. Точно так же для тактов сжатия или выпуска это начинается как в цилиндрах высокого, так и в цилиндрах низкого давления в нижней мертвой точке (т.е. максимальный объем), но когда цилиндр низкого давления достигает верхней мертвой точки, перепускной клапан закрывается, и такт завершается в цилиндре высокого давления. Только.

Таким образом, для нижней части каждого хода поршня высокого давления цилиндры высокого и низкого давления соединены между собой таким образом, что рабочий объем двигателя значительно увеличивается, при этом цилиндр низкого давления работает с тем или иным цилиндром высокого давления по очереди .

Результатом этого является то, что для начальной части такта расширения скорость увеличения объема цилиндра значительно снижается, обеспечивая эффективное увеличение времени, доступного для сгорания, и фактическое устранение потери времени.Кроме того, характеристика крутящего момента сглаживается, что улучшает управляемость двигателя. Кроме того, поскольку сгорание происходит в меньшем цилиндре высокого давления, получается форма камеры сгорания, аналогичная форме обычного двигателя, со значительно уменьшенным ходом, что приводит к очень низкой скорости поршня и низкому трению.

В одном варианте осуществления предусмотрены два цилиндра низкого давления, оси которых совпадают, и в которых соответствующие поршни перемещаются на равные расстояния в направлении, противоположном друг другу, и в которых остальные объемы двух цилиндров равны.Также предусмотрены четыре цилиндра высокого давления, расположенные попарно и расположенные по обе стороны от цилиндров низкого давления, в которых оси каждой пары цилиндров высокого давления совпадают друг с другом и параллельны осям цилиндров низкого давления и в в котором поршни каждой пары вынуждены двигаться в направлении, противоположном друг другу, так что остальные объемы двух цилиндров равны, и в котором поршни одной пары цилиндров находятся в противофазе с поршнями другой пары цилиндров и в котором в любой период времени поршни низкого давления совершают в два раза больше ходов, чем поршни высокого давления, и в которых рычажные механизмы, соединяющие поршни с коленчатым валом, включают по меньшей мере один рычажный механизм.

Поршни приводят в движение коленчатый вал с тремя копланарными кривошипами, в котором кривошип, приводимый в движение поршнями низкого давления, имеет удвоенный эксцентриситет по сравнению с двумя другими кривошипами и в котором кривошипы с меньшим эксцентриситетом находятся в одной плоскости и повернуты на 180 степени не совпадают по фазе с кривошипом с более длинным эксцентриситетом, а поршни приводят в движение коленчатый вал через систему шатунов и рычагов, характеризующуюся рычажным механизмом, связанным с каждой парой поршней, в котором рычажные механизмы, связанные с поршнями высокого давления, перемещаются от коленчатого вала. положение в прямое положение, в то время как рычаг, связанный с поршнями низкого давления, перемещается из положения согнутых суставов на одной стороне прямого положения в положение согнутых суставов на другой стороне прямого положения, так что при каждом обороте коленчатого вала поршни высокого давления выполнять один ход внутрь и один ход наружу, тогда как поршни низкого давления выполняют два хода внутрь и два хода наружу.Кроме того, предпочтительно устроено так, что, когда первая пара поршней высокого давления находится в верхней мертвой точке, соответствующий рычажный механизм сгибается, но рычажный механизм, связанный со второй парой поршней высокого давления, является по существу прямым, а поршни находятся в нижней мертвой точке.

Рычажный механизм, соединяющий поршни с коленчатым валом, предпочтительно представляет собой систему рычажных механизмов и рычагов, которые, помимо контакта между поршнями и цилиндрами, совершают только вращательные движения и не содержат элементов линейного скольжения.

Также предпочтительно, чтобы, когда поршни высокого давления находятся в нижней мертвой точке, их соответствующие рычаги были по существу прямыми.

Варианты осуществления двигателя теперь будут описаны в качестве примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС. 1 схематично показано расположение цилиндров высокого и низкого давления относительно друг друга,

На фиг. 2 a , 2 b , 2 c и 2 d схематично показана работа рычажного механизма, который приводит в движение коленчатый вал от поршней низкого давления.3 a и 3 b аналогично показывают рычажный механизм, который приводит в движение коленчатый вал от одной пары поршней высокого давления,

РИС. 4 a и 4 b аналогично показывают рычажный механизм, который приводит в движение коленчатый вал от второй пары поршней высокого давления,

РИС. 5 — разрез двигателя по оси коленчатого вала,

, фиг. 6 представляет собой сечение одной пары цилиндров высокого давления по линии В-В’ на фиг.5,

РИС. 7 представляет собой сечение второй пары цилиндров высокого давления по линии С-С’ на фиг. 5 и

РИС. 8 представляет собой сечение пары цилиндров низкого давления по линии D-D’ на фиг. 5.

РИС. 1 показаны два основных узла двигателя, каждый из которых содержит два поршня высокого давления и один поршень низкого давления, которые объединены вместе. Таким образом, цилиндры высокого давления 1 и 2 и 2 Сотрудник с цилиндром низкого давления 3 с образованием первого основного двигателя и цилиндров 1 A , 2 A и 3 A Форма второй базовый двигатель.Комбинированный двигатель содержит первую пару цилиндров высокого давления 1 и 1 и , поршни которых соединены с кривошипом коленчатого вала 4 с помощью рычажного механизма 5 . Цилиндры 1 и 1 a параллельны и примыкают к цилиндрам низкого давления 3 и 3 a , поршни которых соединены с коленчатым валом с помощью рычажного механизма 6 . С противоположной стороны от цилиндров низкого давления расположена вторая пара цилиндров высокого давления 2 и 2 a , соединенная с коленчатым валом посредством рычажного механизма 7 .

Коленчатый вал 4 содержит 3 кривошипа, по одному на каждую пару поршней, все в одной плоскости. Кривошипы, приводимые в движение поршнями высокого давления, имеют половину эксцентриситета кривошипа, приводимого в движение поршнем низкого давления, и сдвинуты по фазе на 180 градусов с кривошипами, приводимыми в движение цилиндром низкого давления.

Каждый цилиндр высокого давления имеет впускной клапан 10 , 10 A , 11 и 11 A и выпускной клапан 12 , 12 A , 13 и 13 и .Кроме того, каждый из цилиндров низкого давления имеет два перепускных клапана 14 , 14 a , 15 и 15 a , соединяющих поршни низкого давления с поршнями высокого давления. Цилиндры низкого давления 3 и 3 a могут дополнительно иметь впускные клапаны 8 и 8 a и выпускные клапаны 9 и 909 9 9 . Все эти клапаны приводятся в действие распределительными валами обычным образом.

Работа цилиндров 1 , 2 и 3 и 3 будут описаны подробно, но работа цилиндров 1 A , 2 A и 3 A идентичны друг от друга Из различий в фазировании клапана, которые обеспечивают то, что силовые удары в цилиндрах 1 , 2 и 3 не происходят одновременно в цилиндрах 1 A , 2 A и 3 A .На фиг. 1 поршень низкого давления 18 находится в нижней мертвой точке, т.е. пространство 20 имеет максимальный объем, поршень 16 находится в верхней мертвой точке, т.е. пространство 21 находится в минимальном объеме, а поршень 17 находится внизу мертвая точка и пробел 23 тоже на максимальной громкости. В цилиндре 1 впускной клапан 10 и выпускной клапан 12 оба закрыты, и вот-вот начнется расширение. Перепускной клапан 14 закрыт.В цилиндре 2 впускной клапан 11 и выпускной клапан 13 закрыты, а перепускной клапан 15 открыт. Сжатие происходит в цилиндрах 2 и 3 , которые соединены между собой. Расширение продолжается в цилиндре 1 до тех пор, пока поршень низкого давления 18 не окажется в верхней мертвой точке, когда перепускной клапан 15 закрывается, а перепускной клапан 14 открывается. Расширение продолжается в цилиндрах 1 и 3 , которые теперь соединены вместе, а сжатие продолжается только в цилиндре 2 .Когда поршень 16 в цилиндре 1 и поршень 18 в цилиндре 3 оба достигают нижней мертвой точки, клапан 12 в цилиндре 1 и клапан 9 в цилиндре 2 место. Поршень 17 теперь достиг верхней мертвой точки, и происходит воспламенение с последующим расширением. Когда поршень 18 достигает верхней мертвой точки, перепускной клапан 14 и выпускной клапан 9 закрываются, и выпуск продолжается только в цилиндре 1 .Тем временем в цилиндре 2 происходит расширение, и в верхней мертвой точке поршня 18 открывается перепускной клапан 15 , и расширение завершается в обоих цилиндрах 2 и 3 . Выпускные клапаны 9 и 13 теперь открыты, и такт выпуска происходит в цилиндрах 2 и 3 . Теперь всасывание происходит в цилиндре 1 при открытом впускном клапане 10 . Когда поршень низкого давления 18 достигает верхней мертвой точки, перепускной клапан 14 и впускной клапан 8 открываются, и всасывание завершается в обоих цилиндрах 1 и 3 .При этом перепускной клапан 15 закрывается и в цилиндре 2 завершается такт выпуска. Теперь сжатие происходит в цилиндрах 1 и 3 с обоими клапанами 10 и 11 , закрытыми до верхней мертвой точки поршня 18 , когда перепускной клапан 14 закрывается и сжатие завершается в цилиндре 19 2 9 2 9 2 9 2 9 2 9 2 . Одновременно начинается всасывание в цилиндре 2 , которое должно быть завершено в цилиндрах 2 и 3 , как описано ранее.Это завершает один полный цикл для этой половины двигателя.

Работа цилиндров 1 A , 2 A и A и 3 A аналогична к работе цилиндров 1 , 2 и 3 , за исключением того, что сжатие и расширение такты в этих цилиндрах устроены таким образом, что в цилиндрах 1 , 2 и 3 происходят такты всасывания и выпуска . Таким образом, на каждый оборот коленчатого вала 4 приходится четыре равноотстоящих рабочих такта.

Далее со ссылкой на фиг. 2 a , 2 b , 2 c и 2 d , которые представляют собой схематическое изображение связей, позволяющее объяснить принципы.

Коленчатый вал 4 на РИС. 1 несет кривошип, обозначенный как 24 на фиг. 2 A , который приводится в действие поршнями 18 и 18 и 18 A через соединительную стержень 25 и переключательную расположение 26 , содержащие руки или тумблерные ссылки 27 и 27 A для соответствующего поршни, которые поворачиваются вместе и к маленькому концу шатуна в 28 .Внешние концы рычага шарнирно соединены со штоками 30 и 30 a в точках 29 и 29 a . Предполагается, что точка поворота 28 ограничена перемещением только по вертикали, а точки поворота 29 и 29 a перемещаются по существу только горизонтально. На фиг. 2 a поршни 18 и 18 a находятся в нижней мертвой точке i.е. объем рабочих пространств 20 и 20 a двигателя максимален, а кулиса 26 полностью согнута или отведена в сторону от коленчатого вала. ИНЖИР. 2 b показывает коленчатый вал, сдвинутый на 90 градусов. Рычаг 26 прямой или удлиненный, а поршни 18 и 18 a находятся в положении верхней мертвой точки, т.

Когда коленчатый вал поворачивается на 180 градусов, как показано на РИС. 2 c рычаг полностью выгнут в направлении к коленчатому валу, но в остальном ситуация идентична фиг. 2 и с поршнями 18 и 18 и в нижней мертвой точке. В положении 270 градусов, показанном на фиг. 2 d рычаг снова прямой, а поршни 18 и 18 a снова находятся в верхней мертвой точке.Таким образом, за один оборот коленчатого вала поршни 18 и 18 и совершают четыре полных хода и происходит требуемое удвоение частоты.

Рассмотрим теперь первую пару цилиндров высокого давления, показанную на РИС. 3 a и 3 b . В этом примере поршней 16 и 16 и 16 и 16 A Crankpin 34 через переключательную компоновку 36 , содержащие тумпульсы 60 и 60 A , поворачиваются вместе до небольшого конца соединительного стержня 37 в точке поворота 41 .Устройство рычажного механизма 36 имеет такие же пропорции, что и на фиг. 2 и . Однако эксцентриситет кривошипа 34 вдвое меньше эксцентриситета кривошипа 24 на фиг. 2, который приводит в действие систему низкого давления. Следовательно, в исходном положении рукоятки 34 Toggle 36 полностью костяк или переключается и поршни 16 и 16 A находятся в нижнем мертвом центре I.E. Пробелы 23 и 23 A находятся в максимум.Вращение рукоятки 34 до 180 градусов приводит к тому, что Toggle 36 Быть прямым или расширенным и поршневым 16 и 16 A в Top Dead Center I.E. Пробелы 23 и 23 A находятся в минимум, как показано на фиг. 3 б . Таким образом, поршни совершают два хода за один оборот коленчатого вала.

Вторая пара цилиндров высокого давления показана на РИС. 4 a и 4 b .В этом примере поршней 17 и 17 и 17 и 17 A Crankpin 38 через переключательную компоновку 40 , содержащие тумпульсы 70 и 70090 A , поворачиваются вместе до небольшого конца соединительного стержня 39 в точке поворота 42 . Поршни в этих цилиндрах должны находиться в противофазе с поршнями первой пары цилиндров высокого давления. Это достигается за счет увеличения длины шатуна 39 на фиг.4 на удвоенный радиус кривошипа 34 по сравнению с длиной шатуна 37 на фиг. 3. В противном случае соединение на фиг. 4 идентичен показанному на фиг. 3. В частности, кривошип 38 имеет такой же эксцентриситет и фазу, что и кривошип 34 на фиг. 3.

Движение поршней низкого давления не сильно отклоняется от синусоидального, но в случае поршней высокого давления движение сильно искажено, так как поршни останавливаются в том конце хода, когда рычажок прямой.Это выгодно, если мы устроим так, что при прямолинейном рычаге поршни высокого давления находятся в нижней мертвой точке. В этом случае, когда поршень низкого давления находится в верхней мертвой точке и работают перепускные клапаны, поршни высокого давления завершили примерно 70% своего хода от верхней мертвой точки, т.е. находятся на 30% от нижней мертвой точки. Таким образом, большая часть такта расширения происходит в цилиндрах высокого давления, улучшая характеристики крутящего момента двигателя, снижая давление в цилиндрах низкого давления, которые, следовательно, могут быть более легкими, и снижая температуру газов, проходящих через перепускной клапан.Точно так же во время сжатия цилиндры высокого давления выполняют большую работу.

Конструктивные особенности двигателя теперь будут описаны со ссылкой на фиг. 5-8. ФИГ. 6-8 показаны поперечные сечения BB’, CC’ и DD’, проходящие через двигатель, как показано на фиг. 5. Нумерация компонентов на этих фигурах, в соответствующих случаях, такая же, как и на схематических фиг. 1-4. Расположение переключателей и связанных с ними рычагов было изменено, чтобы уменьшить пространство, занимаемое системой рычагов.Для компактности желательно уменьшить ход коленчатого вала в два раза относительно хода поршня. Это достигается с двумя до одного соотношения в рычагов 46 , 46 A , 47 , 47 A и 48 , 48 A . Со ссылкой на фиг. 5 коленчатый вал 4 несет три кривошипа 34 , 24 и 38 . Кривошип 24 соединен с механизмом, приводимым в движение поршнями низкого давления 18 и 18 и , и имеет вдвое больший эксцентриситет, чем кривошипы 34 и 38 , которые приводятся в движение поршнями 19091 и 6 19 900 и и 23 и 23 и соответственно.Коренные подшипники коленчатого вала 4 для ясности не показаны. Соединительные стержни 25 , 37 и 39 и 39 Connect Cranks 24 , 34 и 38 и 38 к их соответствующим переключателям 26 , 36 и 40 , которые дублируются по обе стороны от каждого соединения стержень для симметрии. Центральная точка каждого рычага 28 , 41 и 42 ограничена перемещением только в основном в вертикальном направлении поворотными рычагами 43 , 44 и 45 , что более четко видно на фиг. .6, 7 и 8 , которые шарнирно соединены своими внешними концами с рамой двигателя. Наружные концы переключателей 26 , , 36 и 40 и 40 и 40 и 40 47 и 47 A , 46 и 46 и A и 48 и 48 и соответственно. Как и в случае с рычагами, эти рычаги продублированы с обеих сторон каждого шатуна и установлены на валах 49 и 49 a , 50 и 50 a

и
9090 и 50 51 и , которые крепятся к раме двигателя.Верхние концы рычагов 46 и 46 и a, 47 и 47 и 47 A выводятся на поршневые стержни 52 и 52 A и 53 и 53 a соответственно, как показано на ФИГ. 6 и 7. Наружные концы поршневых стержней 52 и 52 и 52 A прикреплены к поршкам 16 и 16 и 16 A и наружные концы поршневых стержней 53 и 53 A крепятся к поршням 54 и 54 и .В случае поршней низкого давления левый рычаг приводится в действие правым поршнем, и наоборот. Это желательно, поскольку расположение рычагов для передачи движения поршня коленчатому валу предполагает обращение фазы по сравнению с соотношением фаз на фиг. 2. Обращаясь к фиг. 5 и 8 поршневые штоки 55 расположены снаружи плеч рычагов 47 , но приводятся в движение поршнем 18 a и плечами рычагов 47 a несут штоки 924 900 на внутренней поверхности приводятся поршнем 18 .

Для более крупных двигателей несколько основных двигателей могут быть соединены вместе, чтобы еще больше уменьшить колебания крутящего момента. В качестве альтернативы один двигатель может содержать только один цилиндр низкого давления и два цилиндра высокого давления.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что вышеописанный двигатель представляет собой только один из возможных вариантов осуществления изобретения и что возможны различные модификации, и что поршневые устройства, аналогичные описанным в отношении двигателя, могут использоваться в других приложениях, например в насосах.

Поршневой двигатель | SKYbrary Aviation Safety

Поршневой двигатель

Описание

Авиационный поршневой двигатель, также обычно называемый поршневым двигателем, представляет собой двигатель внутреннего сгорания, в котором используется один или несколько возвратно-поступательных поршней для преобразования давления во вращательное движение. движение. Поршневой двигатель самолета работает по тому же принципу, что и двигатели большинства автомобилей. Однако в двигатели, предназначенные для использования в авиации, были внесены модификации, такие как двойная система зажигания для повышения резервирования и безопасности, а также воздушное охлаждение для снижения веса.Турбокомпрессоры и, реже, нагнетатели могут быть добавлены к поршневым двигателям для повышения производительности. Авиационные поршневые двигатели чаще всего заправляются AVGAS, но дизельные двигатели становятся все более распространенными, особенно в легких самолетах.

Типы двигателей

Конструкция двигателя значительно изменилась за столетие, прошедшее с момента первого полета с двигателем. Большинство двигателей, устанавливаемых на самолеты текущего поколения, имеют горизонтально-оппозитную конфигурацию. Однако есть примеры практически всех следующих типов двигателей, которые все еще используются в серийных, экспериментальных и старинных самолетах.

Рядные двигатели

Самые ранние авиационные двигатели были рядными или «прямыми» и имели цилиндры, расположенные в ряд, подобно многим автомобильным двигателям. Основное преимущество этого типа двигателя заключается в том, что он узкий и позволяет самолету иметь узкую переднюю часть фюзеляжа. Однако воздушный поток вокруг этого типа двигателя недостаточен для воздушного охлаждения, поэтому требуется жидкостное охлаждение, что снижает отношение мощности к весу.

Роторные двигатели

Роторно-поршневые двигатели были разработаны во время Первой мировой войны для военных самолетов.В этой конструкции весь двигатель вращается вместе с винтом, создавая дополнительный поток воздуха для охлаждения.

V-образные двигатели

V-образный двигатель в основном эквивалентен двум рядным двигателям, соединенным в V-образной конфигурации общим коленчатым валом. Самый известный пример двигателя V-образного типа — это Rolls Royce Merlin с наддувом, который использовался как для Supermarine Spitfire, так и для Avro Lancaster.

Радиальные двигатели

Радиально-поршневой двигатель состоит из одного или нескольких рядов нечетных цилиндров, расположенных по окружности вокруг центрального коленчатого вала.Из-за небольшого размера картера этот тип двигателя имел лучшее отношение мощности к весу, чем большинство других конструкций того времени. Расположение цилиндров обеспечивало хороший поток охлаждающего воздуха и плавную работу.

Горизонтально-оппозитные двигатели

Горизонтально-оппозитные двигатели часто называют оппозитными или плоскими двигателями. У них есть два ряда цилиндров, расположенных в шахматном порядке на противоположных сторонах центрального картера. Конструкция проста, надежна и проста в обслуживании.

Похожие статьи

Поршневой двигатель | Как работает поршневой двигатель

Что такое поршневой двигатель?

Поршневой двигатель — известный тип двигателя, в котором используется один или несколько поршней для преобразования тепловой энергии топлива во вращательное движение .Он известен как поршневой двигатель из-за возвратно-поступательного или возвратно-поступательного движения поршня, которое генерирует механическую мощность, необходимую для выполнения задачи. Поршневой двигатель также известен как поршневой двигатель , поскольку в нем используется поршень. Эти двигатели используются в большинстве легких самолетов.

Эти двигатели бывают различных типов, например, ICE (двигатель внутреннего сгорания), используемый в большинстве автомобилей, двигатель Стирлинга и ECE (двигатель внешнего сгорания).Двигатели Ванкеля могут выполнять те же задачи, что и поршневые двигатели, но их принцип работы сильно отличается из-за треугольного ротора.

Работа поршневого двигателя

Поршневой двигатель работает по основному принципу преобразования химической энергии (топлива) в механическую энергию (вращательное движение) . Это преобразование происходит внутри цилиндра двигателя в процессе сгорания.

Все поршневые двигатели имеют один или несколько поршней.Поршневые или поршневые двигатели доступны как в двухтактном, так и в четырехтактном циклах.

Возвращающий двигатель работает следующим образом:

    1. Сжатие
    2. 0 9097
    3. Выхлопный ход
    Regioncation Engine Reving

    1) Всасывание S ход : –

    Во время такта всасывания поршень движется вниз (от ВМТ до НМТ).Когда поршень достигает НМТ, в цилиндре двигателя создается вакуум. Из-за этого вакуума возникает разница давлений между внутренним давлением цилиндра и атмосферным давлением. Эта разница давлений заставляет топливо всасываться в цилиндр через впускной клапан.

    Во время этого процесса выпускной клапан остается закрытым.

    2) Сжатие S Ход : –

    После процесса всасывания поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре для сжатия топлива.Во время такта сжатия поршень движется вверх. При движении вверх он уменьшает объем цилиндра и сжимает топливовоздушную смесь.

    В этом процессе поршень преобразует заряд (топливо или воздушно-топливный) в топливо с высокой температурой и давлением. На этом этапе свеча зажигания (для бензиновых двигателей) подает искру и воспламеняет сжатое топливо.

    3) Рабочий ход: –

    Когда свеча зажигания воспламеняет топливо, создается большая тяга, которая сдвигает поршень к компенсатору плавучести (как показано на схеме выше).

    Когда поршень начинает вращаться, он также вращает коленчатый вал через шатун. Поэтому этот ход известен как Power Stroke.

    4) Такт выпуска: –

    После завершения рабочего хода поршень снова движется снизу вверх (как показано на схеме выше). Он вытесняет воспламененные газы из цилиндра двигателя.

    Части поршня Engine

    Получательный двигатель имеет следующие основные компоненты:

    • Piston
    • Разъем
    • Охлаждающие куртки
    • Цилиндр
    • Свеча
    • Клапаны
    • Поршневое кольцо
    1) Поршень

    Поршень является наиболее важным и важным компонентом поршневого или поршневого двигателя.Он имеет круглую форму. Он совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Движение поршня вниз и вверх помогает двигателю всасывать и сжимать топливо.

    Поршень напрямую соединен с коленчатым валом. Он передает свое вращательное движение коленчатому валу через шатун.

    Читайте также: Различные типы двигателей

    2) Цилиндр

    Цилиндр также имеет круглую форму. Он работает как замкнутое пространство, в котором происходит процесс горения.Цилиндр имеет поршень, который перемещается вверх и вниз для всасывания и сжатия.

    В разных двигателях цилиндры располагаются по-разному, например, плоско, W-образно, V-образно, горизонтально или в один ряд.

    3) Шатун

    Один конец шатуна соединен с коленчатым валом, а другой конец с поршнем. Шатун используется для передачи возвратно-поступательного движения поршня коленчатому валу.

    Читайте также: Работа шатуна

    4) Коленчатый вал

    Коленчатый вал изготовлен из твердого материала. В поршневом двигателе при движении поршня вниз двигатель всасывает топливо в цилиндр. Во время такта сжатия коленчатый вал перемещает поршень вверх.

    Коленчатый вал получает возвратно-поступательное движение поршня через шатун и преобразует это движение во вращательное.

    После преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное коленчатый вал передает это движение на шины автомобиля и приводит в движение шины.

    Подробнее: Работа коленчатого вала

    5) Свеча зажигания

    Свеча зажигания используется в бензиновых поршневых двигателях. Он устанавливается на верхней части цилиндра над впускным и выпускным клапанами. Эта часть двигателя используется для сжигания сжатой воздушно-топливной смеси.

    Свеча зажигания воспламеняет воздушно-топливную смесь, когда поршень превращает ее в топливо высокого давления и температуры.

    6) Топливная форсунка

    Топливная форсунка — это часть поршневого двигателя, которая впрыскивает топливо в цилиндр.Он также регулирует качество и время впрыска топлива в цилиндр.

    7) Поршневое кольцо

    Поршневое кольцо выполняет следующие основные функции:

    1. Оно используется для предотвращения износа цилиндра и поршня, поскольку они находятся в непосредственном контакте.
    2. Также удаляет лишнее топливо с поверхности цилиндра в поддон. Поршневое кольцо также очищает поверхность поршня.
    3. Эта часть двигателя обеспечивает герметичность, предотвращающую утечку топливно-воздушной смеси из цилиндра.
    8) Клапаны

    Поршневой двигатель имеет два клапана:

    1. Впускной клапан: Когда двигатель всасывает топливо в цилиндр, оно поступает через впускной клапан. Впускной клапан действует как обратный клапан. Он останавливает обратный поток топлива.
    2. Выпускной клапан: Этот клапан используется для выпуска продуктов сгорания и выхлопных газов из цилиндра двигателя.

    Читайте также: Различные типы клапанов

    Типы поршневых двигателей

    Получательный двигатель имеет два ниже основных типов:

    1. ICE (двигатель внутреннего сгорания)
    2. ECE ( Двигатель внешнего сгорания
    3. Двигатель Стирлинга

    Детали этих типов приведены ниже:

    1) Двигатель внутреннего сгорания

    Это тип двигателя, в котором процесс сгорания топлива происходит в камере сгорания. .Эти двигатели чаще всего используются в разных автомобилях, поездах, самолетах, кораблях, лодках и т. Д.

    IC-движок работает на основной принципе идеального газового права:

    PV = NRT

    Далее двигатели внутреннего сгорания подразделяются на следующие типы:

    i) Двигатель с искровым зажиганием (SI)  

    Двигатель с искровым зажиганием представляет собой известный тип поршневого двигателя, в котором процесс воспламенения происходит за счет искры, обеспечиваемой свеча зажигания.

    По мере того, как поршень сжимает топливовоздушную смесь внутри цилиндра сжатия и преобразует ее в высокое давление и температуру, высоковольтная свеча зажигания подает искру на сжатую смесь и воспламеняет ее.                       SI Engine

    В этом типе двигателя в качестве рабочей жидкости используется бензин или бензин.

    Читайте также: Различные типы и работа двигателей SI

    ii) Двигатель с воспламенением от сжатия (CI)  

    В двигателе с воспламенением от сжатия процесс воспламенения происходит из-за высокого сжатия воздушно-топливной смеси смесь.источник: https://mechanicaljungle.com/

    В этом двигателе при попадании воздушно-топливной смеси в цилиндр поршень сжимает ее и превращает смесь в газы слишком высокой температуры и давления.

    Сжатая смесь имеет такую ​​высокую температуру и давление, что смесь самовоспламеняется. В этом поршневом двигателе нет необходимости в свече зажигания. Поэтому двигатель CI также известен как двигатель с самовоспламенением.

    В этих двигателях в качестве рабочей жидкости используется дизельное топливо.Поэтому он также известен как дизельный двигатель.

    Подробнее: Различные типы двигателей CI

    iii) Двухтактный двигатель

    Двухтактный двигатель выполняет рабочий цикл с одним оборотом коленчатого вала или двумя ходами поршня при сжатии камера. Этот двигатель завершает рабочий цикл за два такта, потому что такты впуска и выпуска происходят одновременно.                    Двухтактный двигатель

    Эти двигатели внутреннего сгорания больше загрязняют окружающую среду.Они также имеют низкую эффективность топлива. Они используются для выработки электроэнергии для различных типов приложений, таких как большие лодки и силовые установки.

    iv) Четырехтактный поршневой двигатель

    Четырехтактный двигатель совершает рабочий цикл с двумя оборотами коленчатого вала или четырьмя ходами поршня в камере сжатия. В этих двигателях используется четыре хода поршня, потому что такты впуска и выпуска не происходят одновременно.                      4-тактный двигатель

    Эти двигатели производят меньше выбросов, чем двухтактные двигатели.Они также имеют высокую топливную экономичность. Но двухтактный двигатель имеет большую мощность, чем четырехтактный.

    Читайте также: Работа четырехтактного двигателя

    2) Двигатель внешнего сгорания

    Двигатель внешнего сгорания – это двигатель, в котором внешний источник передает тепло рабочей жидкости через теплообменник.        Двигатель внешнего сгорания

    Эти двигатели имеют очень низкий уровень выбросов и очень удобны для производства огромной энергии.Но эти двигатели не подходят для приложений с низкой нагрузкой. У них также есть проблемы с утечкой.

    3) Двигатель Стирлинга

    Двигатель Стирлинга представляет собой одноступенчатый двигатель внешнего сгорания, в котором в качестве рабочего тела используется водород, гелий или воздух. Этот поршневой двигатель имеет герметичный цилиндр, одна часть которого холодная, а другая горячая.                 Двигатель Стирлинга

    В этом двигателе рабочая жидкость течет от высокотемпературного (горячего) конца к низкотемпературному (холодному) концу через механизм.Когда жидкость находится на горячем конце, жидкость набухает и заставляет поршень двигаться вверх. Жидкость сжимается, когда возвращается к холодному концу.

    Правильно спроектированный двигатель Стирлинга имеет два импульса мощности за один оборот, что позволяет ему работать очень плавно. Эти двигатели могут стать более эффективными, чем типичные двигатели внутреннего сгорания.

    Эти двигатели также имеют меньшую вибрацию и шум во время процесса. Но двигатели Стирлинга не очень выгодны для таких применений, как самолеты и автомобили, потому что они не могут запускаться так же быстро, как двигатель внутреннего сгорания.Поэтому эти двигатели в основном используются в подводных энергетических системах, системах охлаждения и обогрева.

    Преимущества и недостатки поршневого двигателя

    Поршневой или поршневой двигатель имеет следующие основные преимущества и недостатки: меньше воды для работы

  1. Эти двигатели имеют более высокий электрический КПД.
  2. Благодаря своим свойствам отвода тепла он лучше всего подходит для приготовления горячей воды.
  3. Они могут быстро запускаться и останавливаться.
  4. Некоторые типы поршневых двигателей могут самовоспламеняться, например, дизельные двигатели.
  5. Он может работать при частичной нагрузке и имеет превосходную эффективность при частичной нагрузке.
  6. Требуют мало времени для запуска.
  7. Поршневой двигатель может получить высокий тепловой КПД за счет нормального максимального давления рабочей жидкости.
  8. Поршневой двигатель дешевле реактивного.
  9. Недостатки поршневого двигателя
    • Поршневой двигатель в несколько раз менее компактен как по объему, так и по массе, чем реактивный двигатель.
    • Эти двигатели имеют высокий уровень выбросов.
    • В процессе охлаждения этого двигателя выделяется меньшее количество тепла.
    • Эти двигатели имеют относительно высокие затраты на техническое обслуживание.
    • Поршневой двигатель имеет меньший тепловой КПД, чем двигатель Ванкеля .

    Применение поршневого двигателя
    • Поршневой или поршневой двигатель используется для выработки вспомогательной и обратной мощности.
    • Они могут работать на различных видах топлива, таких как бензин, дизельное топливо, метан и т. д.
    • Эти типы двигателей используются в малогабаритных автомобилях.
    • Поршневые двигатели также используются в поездах, самолетах и ​​кораблях.

    Разница между поршнем E NGINE и Wankel Engine

    Главное различие между возвратно-поступательным двигателем и двигателем Wakele приведена ниже:

    Piston Engine Wankel Engine
    Эти двигатели имеют низкий КПД. Эти двигатели имеют более высокий тепловой КПД, чем поршневые двигатели.
    Поршневой двигатель имеет большой вес из-за большого количества движущихся частей. Двигатель Ванкеля имеет меньший вес, чем поршневой двигатель.
    Эти двигатели имеют большее количество вращающихся частей. У них всего несколько вращающихся частей.
    Поршневой двигатель имеет более высокую стоимость, чем двигатель Ванкеля. Двигатель Ванкеля дешевле.

    Подробнее: Работа двигателя Ванкеля

    Часто задаваемые вопросы

    что такое непоршневой двигатель

    Непоршневой двигатель Ванкеля также известен как поршневой двигатель. Он использует вращающийся ротор для цикла сжатия и сгорания вместо поршня.

    Для чего используются поршневые двигатели?

    Поршневые двигатели используются для аварийного , резервного резервного питания или для более крупного производства электроэнергии на коммунальных предприятиях.

    Какие компоненты поршневого двигателя?

    Получательный двигатель имеет следующие основные компоненты:

    1. Соединительный стержень
    2. Piston
    3. Crankshaл
    4. Piston Chylinder
    5. Зажигание
    6. Топливо инжектор
    7. Подробнее
      1. Различные типы двигателей
      2. Типы двигателей внутреннего сгорания (внутреннего сгорания)
      3. Работа двигателя Ванкеля

      Что такое оппозитно-поршневой двигатель и почему он лучше?

      ФОРМЫ

      С момента своего создания автомобиль подвергался постоянному и неустанному совершенствованию до такой степени, что теперь средний автомобиль обладает чрезвычайно умной и сложной конструкцией.

      Одним из наиболее впечатляющих компонентов любого автомобиля является его трансмиссия или «коробка передач», и, хотя большинство автомобилей не используют эту технологию, синхронизированная коробка передач — это то, к чему стремится механическая коробка передач с одним сцеплением. По крайней мере, на данный момент.

      Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки; V — прочный универсал, но он тяжелый и состоит из большого количества деталей. Inline более эффективен, поскольку он легче и проще, но не отличается особой жесткостью, что ограничивает его размер.Горизонтально оппозитный плоский двигатель имеет преимущество в производительности по сравнению с другими благодаря хорошему балансу и мощности, но он очень широкий и занимает ценное пространство, необходимое для других компонентов, поэтому широко не используется.

      СТАРЫЙ ТЕХ

      По причуде или умыслу все эти двигатели имеют общую конструктивную особенность, состоящую в том, что они имеют только один коленчатый вал со всеми поршнями, расходящимися от него под разными углами.

      Предположительно, это было сделано по очень веской причине, но новый тип двигателя делает очень хорошую работу, убеждая нас, что эта причина может больше не быть действительной.

      Двигатель, в котором используются два коленчатых вала на противоположных концах так называемого двигателя с оппозитными поршнями.

      Новые технологии и открытия имеют обыкновение заставлять нас переоценивать установленные нормы, за исключением того, что в данном случае задействованная технология вовсе не нова, ей более 100 лет. Варианты этой конструкции нашли ограниченное применение в различных приложениях с момента ее создания в самом конце 1800-х годов, особенно в военных самолетах во время Второй мировой войны, после чего она почти полностью вышла из употребления по неизвестным причинам.

      УТОЧНЕНИЕ

      В современном и все более распространенном рядном двигателе сократилось количество деталей, необходимых двигателю, что позволило снизить вес и повысить надежность за счет использования только одной головки блока цилиндров и клапанного механизма без ущерба для производительности.

      Двигатель с оппозитным поршнем выходит за рамки этого, не имея головок цилиндров вообще, но затем возвращается, поскольку вместо этого ему необходимо иметь два коленчатых вала. Это немного похоже на ограбление Питера, чтобы заплатить Полу, за исключением того, что вы выигрываете в других областях.


      Изображение предоставлено компанией Pinnacle Engines

      Непонятно, с чем связана приверженность единой системе коленвала. Возможно, это было связано с тем, что когда-то они были дорогими или сложными в производстве, или с тем, что меньше движущихся частей означало большую надежность, что обычно и происходит.

      По мере развития технологий головка блока цилиндров и клапанный механизм становились все более сложными и дорогими. Настолько, что кажется, что разработчики автомобилей уже не так привязаны к предыдущему способу ведения дел.Но изменения ради изменений бессмысленны, должна быть польза, и кажется, есть много областей, где это так:

      — Обладает лучшим тепловым КПД благодаря более высокому соотношению камеры сгорания, занимаемой головкой поршня. Удаление головки блока цилиндров означает, что меньше тепла теряется и больше энергии передается поршню.

      — Снижено трение поршневых колец из-за отсутствия деформирующих отверстие болтов головки блока цилиндров.

      — На более высоких скоростях возникает меньшее трение, поскольку пиковая рабочая скорость двигателя не обязательно должна быть такой высокой.

      — Поршни тратят меньше энергии на всасывание и выпуск воздуха, поскольку порты, расположенные вокруг цилиндра, делают это вместо этого, с дополнительным преимуществом повышения эффективности турбонаддува и нагнетателя.

      — Меньшее давление в цилиндрах означает, что двигатель не должен быть таким сильным и плотным, чтобы выдержать нагрузку, а это означает, что они могут иметь более легкую конструкцию.

      — Благодаря более низким давлениям и температурам во время сгорания количество образующихся загрязняющих веществ уменьшается. Кроме того, увеличенная комбинированная длина хода между двумя цилиндрами позволяет топливу сгорать более полно, что приводит к дальнейшему сокращению образования отходов.

      — За счет горизонтального впрыска топлива в камеру цилиндра, а не вниз на горячую головку поршня, значительно снижается закалка, вызывающая образование твердых частиц.

      — Сокращение количества дорогостоящих и сложных деталей приводит к упрощению двигателя.Дополнительный коленчатый вал и зубчатая передача с лихвой компенсируют это. Более широкая кривая крутящего момента еще больше сокращает количество деталей за счет уменьшения количества необходимых передач.

      — Требуется меньшая охлаждающая способность, поскольку двигатель выделяет меньше тепла и работает при более низкой температуре.

      — Более низкие выбросы означают, что системы управления отходами не должны быть такими обширными, что приводит к уменьшению размеров дорогих каталитических нейтрализаторов.

       

      Учитывая, что в настоящее время основное внимание уделяется выбросам, этот двигатель звучит как объединенная мечта всей автомобильной промышленности, ставшая реальностью.Существует даже версия этого двигателя, для которой не требуется система зажигания, поскольку он является самовоспламеняющимся, что еще больше снижает потребность в деталях и техническом обслуживании.

      Повышение эффективности на 30–50 %, снижение выбросов, отсутствие компромиссов в производительности при снижении затрат — мы заинтересованы в том, чтобы увидеть, как он будет развиваться, особенно когда он требует минимального переоснащения для переключения производства.

      На самом деле по крайней мере одна крупная автомобильная компания уже начала процесс создания собственной OPE, так что, возможно, она найдет применение в следующем новом автомобиле, который вы купите.Может быть…

      MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ ИЗ СЕРОГО И КОВКОГО ЧУГУНА. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ СЕГОДНЯ

      Для чего предназначена головка поршня?

      Головка поршня Функции Действуют как тепловой барьер между камерой сгорания и нижними частями поршня. Сдерживайте давление, возникающее в результате детонации в цилиндре.

      Какова функция верхнего пояса поршня?

      Поршневой пояс — выступ поршня между поршневыми кольцами.Поток газа в объем, образованный между поршневой площадкой между первым и вторым поршневыми кольцами, ограничен верхним кольцом.

      Что такое верхняя часть поршня?

      Поршень в автомобилестроении Поршень — это приподнятая область поршня между поршневыми кольцами. Поток газа в объем, образованный между поршневой площадкой между первым и вторым поршневыми кольцами, ограничен верхним кольцом. … Даже поршневая площадка между кольцами имела следы серьезных задиров.

      Как называется площадь кольцевой поверхности и канавки поршня?

      Помогает предотвратить взведение поршня в отверстии.Кольцо земли. Область поршня, содержащая кольцевые канавки и кольца.

      Как поршень соединен с коленчатым валом?

      Шатун, также называемый шатуном, представляет собой часть поршневого двигателя, которая соединяет поршень с коленчатым валом. Вместе с кривошипом шатун преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленчатого вала.

      Какова функция поршневого кольца?

      Поршневые кольца обеспечивают компрессию газа между поршнем и стенкой цилиндра.Поршневые кольца герметизируют цилиндр, так что продукты сгорания, образующиеся в момент воспламенения, не просачиваются в отверстие между поршнем и цилиндром.

      Что такое площадка для поршневых колец?

      Кольцевые кромки представляют собой две параллельные поверхности кольцевой канавки, которые функционируют как уплотняющая поверхность для поршневого кольца. Поршневое кольцо представляет собой расширяемое разрезное кольцо, используемое для обеспечения уплотнения между поршнем и стенкой цилиндра. Поршневые кольца обычно изготавливаются из чугуна.

      Как поршни вращают коленчатый вал?

      Какой частью поршня является площадка для кольца?

      «Кольцо» — это прорези на поршнях, которые поддерживают кольца и их функции.Стандартный поршень Subaru EJ будет иметь три кольца. Первое кольцо расположено между верхней частью поршня и первичным компрессионным кольцом. Это кольцо изолирует большую часть тепла и дымовых газов от картера.

      Как крепятся шатуны к коленчатому валу?

      Шатун устанавливается на шатунную шейку, и крышка шатуна устанавливается на место. Затем устанавливаются болты крышки шатуна. … Прямолинейное движение вверх и вниз в отверстии цилиндра посредством точки шарнира поршневого пальца и шатуна преобразуется во вращательное движение на коленчатом валу.

      Для чего нужен поршень?

      В двигателе он предназначен для передачи силы расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал через поршневой шток и/или шатун. В насосе функция обратная, и сила передается от коленчатого вала к поршню с целью сжатия или выброса жидкости в цилиндре.

      Какова основная функция поршня?

      Это подвижный компонент, заключенный в цилиндр и герметизированный поршневыми кольцами.В двигателе его целью является передача силы от расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал через поршневой шток и/или шатун.

      Какое верхнее поршневое кольцо?

      компрессионное кольцо

      Какова основная функция поршня?

      Одной из основных функций поршня и поршневых колец является герметизация камеры сгорания под давлением от картера. Из-за зазора между поршнем и цилиндром продукты сгорания (выхлопные газы) могут попасть в картер во время кинематической последовательности движения.

      Каково положение поршневого кольца?

      Кольца с канавкой по внешнему диаметру и меткой или точкой сбоку должны устанавливаться канавкой к нижней части поршня, а метка — к верхней части поршня. Рекомендуется после установки всех колец на поршни перепроверить правильность установки каждого кольца на каждом поршне.

      Каково основное назначение поршневого кольца?

      Поршневые кольца обеспечивают компрессию газа между поршнем и стенкой цилиндра.Поршневые кольца герметизируют цилиндр, так что продукты сгорания, образующиеся в момент воспламенения, не просачиваются в отверстие между поршнем и цилиндром.

      Не забудьте поделиться этим постом!

      Каталожные номера

      Какие существуют типы поршневых двигателей? – СидмартинБио

      Какие существуют типы поршневых двигателей?

      Существует два основных типа поршневых двигателей: двигатель с искровым зажиганием и дизельный двигатель.

      Какие бывают типы цилиндров двигателя?

      Типы расположения цилиндров

      • Straight-2, также известный как «параллельный сдвоенный»
      • рядный-3, также известный как «рядный-тройной»
      • рядная четверка, самый распространенный двигатель для легковых автомобилей.
      • прямо-5.
      • прямая-6.
      • прямо-8.
      • прямо-10.
      • прямо-12.

      Какие бывают три типа поршней?

      Типы поршней

      • Существует три типа поршней, каждый из которых назван в честь своей формы: с плоской вершиной, куполом и тарелкой.
      • Как бы просто это ни звучало, поршень с плоской верхней частью имеет плоскую верхнюю часть.
      • Тарельчатые поршни представляют наименьшие проблемы для инженеров.
      • В отличие от тарельчатых поршней, они пузырятся посередине, как крыша стадиона.

      Какие существуют четыре типа расположения цилиндров поршневого двигателя?

      Распространенные формы расположения цилиндров: рядные (L или I), V-образные (V), W-образные (W), горизонтально-оппозитные (H), роторные (R) и VR-типа (VR)).Рядные двигатели обычно обозначаются аббревиатурой L. Например, L4 означает рядные 4 цилиндра.

      Сколько поршней в 4-цилиндровом двигателе?

      4 поршня
      4-цилиндровые двигатели имеют 4 поршня, которые соединяются с коленчатым валом, а 6-цилиндровые двигатели имеют 6 соединяющихся поршней.

      Что такое тепловой затвор в поршне?

      Прорезь по окружности между днищем поршня и канавкой верхнего кольца для поддержания более высокой температуры в днище поршня.

      Что такое кованый поршень?

      Технологии производства Литые поршни изготавливаются с использованием большого специализированного оборудования, состоящего из формы, в которую заливают смесь алюминия, сплавов и силикона для создания формы поршня.В кованых поршнях используется цельный кусок сплава, который штампуется с помощью штампа.

      Сколько поршней в 4-цилиндровом двигателе?

      Как устроено большинство 4-цилиндровых двигателей?

      В большинстве 4-цилиндровых двигателей поршни расположены прямолинейно, вертикально. Однако поршни в 6-цилиндровом двигателе обычно имеют наклон, а два ряда по три цилиндра образуют V-образную форму. Эта форма считается более компактной и мощной.

      Что такое одноцилиндровый двигатель?

      Тип компоновки двигателя нашел применение в малой авиации.В этом типе компоновки один цилиндр двигателя содержит два поршня и не имеет головки блока цилиндров. Каждый поршень приводит в движение два отдельных коленчатых вала.

      Какие типы поршней используются в двигателе?

      Ниже приведены различные типы поршней, используемых в двигателе: 1 Поршни из сплава «Lo-Ex». 2 инварных поршня стойки. 3 автотермических поршня. 4 биметаллических поршня. 5 поршней Specialloid. 6 надежных поршней.

      Какие существуют типы расположения цилиндров двигателя?

      Типы расположения цилиндров двигателя.Рядный двигатель, V-образный двигатель, радиальный двигатель, двигатель Delta, оппозитный поршень, оппозитный цилиндр. Поршневой двигатель можно классифицировать на основе расположения цилиндров (применимо только к многоцилиндровому двигателю). Популярные схемы расположения цилиндров описаны ниже. Это наиболее распространенная схема расположения цилиндров в автомобильных двигателях.

      Что такое двигатель с двумя оппозитными цилиндрами?

      В этом типе два противоположных цилиндра соединены с двумя отдельными, но соединенными между собой коленчатыми валами. Он демонстрирует превосходный механический баланс.В двигателе типа U два отдельных прямолинейных двигателя соединены с помощью шестерен или цепей. Он имеет форму буквы U. Такое расположение цилиндров необычно, поскольку оно тяжелее аналогичного V-образного двигателя.

      Поршневые насосы | Инженеры Край

      Связанные ресурсы: насосы

      Поршневые насосы

      Применение и работа насоса

      Что такое поршневой насос?

      Поршневой насос представляет собой поршневой насос, который перемещает жидкость и создает давление с помощью одного или нескольких возвратно-поступательных поршней; обычно он приводится в движение электродвигателем через коленчатый вал и шатун.

      Несмотря на то, что существует много типов поршневых насосов, все поршневые насосы имеют по крайней мере один поршень, движущийся в закрытом цилиндре. Поршень обычно имеет одно или несколько уплотнительных колец на своей периферии, которые уплотняют цилиндр при движении поршня. Поршень втягивает жидкость в цилиндр и выталкивает ее под давлением, поскольку объем в цилиндре постепенно увеличивается, а затем уменьшается по мере того, как поршень совершает возвратно-поступательное движение.

      Поршневые насосы могут работать со следующими диапазонами: 
      Расход от 5 до 700 галлонов в минуту
      Общий напор (давление) от 50 до 5000 фунтов на кв. дюйм
      Мощность от 1 до 500 л.с.

      Как они работают?

      Как и большинство поршневых насосов, они работают за счет использования силы насосного механизма для расширения и сжатия внутреннего подвижного объема жидкости.Поршневые насосы могут получать энергию от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания или другого источника энергии, хотя менее совершенные поршневые насосы могут приводиться в действие вручную, ветром или проточной водой. Как правило, вращательное движение приводит в движение поршень.

      Поршневые насосы могут иметь более одного поршня и набор обратных клапанов. Двойной насос имеет два поршня и два комплекта обратных клапанов, тройной — три и так далее. Важно установить обратные клапаны с обеих сторон насосной камеры, чтобы убедиться, что жидкость течет в правильном направлении.

      Поршневые насосы также могут быть одинарного или двойного действия. Насосы двойного действия включают в себя два набора обратных клапанов и жидкость с обеих сторон поршня. Это позволяет поршню совершать полный цикл откачки, двигаясь в одном направлении от другого; так как поршень всасывает с одной стороны, он выбрасывает с другой. Версии одинарного действия требуют, чтобы поршень двигался в обоих направлениях, чтобы завершить полный цикл откачки.

      Где они используются?

      Поршневые насосы

      используются в качестве гидравлических насосов для приведения в действие тяжелой техники, но они также полезны в небольших машинах, таких как краскораспылители.Этот тип насоса может быть увеличен для использования в нефтедобыче и других промышленных применениях. Варианты этого типа насоса также используются в высокотехнологичных и передовых промышленных приложениях в виде осевых и радиальных насосов, которые состоят из нескольких поршней, расположенных в круглом блоке цилиндров.

      Предоставлено сотрудниками PumpScout.


      Ссылка на эту веб-страницу :

      © Copyright 2000 — 2022 г., Engineers Edge, LLC
      www.www.engineersedge.com
      Все права защищены
      Отказ от ответственности | Обратная связь
      Реклама | Контакт

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.