Что такое юбка поршня?
- Информация о материале
- Пётр Шабалин
- Автомобили и другие виды транспорта
- Просмотров: 10567
Юбка поршня – это самая нижняя часть поршня, не допускающая его раскачивания внутри цилиндра.
Обычно, на юбку поршня наносятся небольшие насечки или специальное покрытие, предназначенные для подачи масла на стенки цилиндра для их смазки. В мощных двигателях, с высокими эксплуатационными характеристиками, юбка поршня может покрываться специальным химическим составом, обеспечивающим дополнительную защиту стенок цилиндра, предотвращая скорое появление царапин на их поверхности.
В двигателе внутреннего сгорания поршни герметично запираются внутри цилиндра при помощи поршневых колец.
В зависимости от окружности вращения коленчатого вала и длины шатуна, для юбки поршня может представлять опасность её контакт с коленчатым валом в самой нижней точке движения поршня. Это особенно актуально для мощных, форсированных двигателей. В таких двигателях данная проблема решается изменением хода поршня большей окружностью вращения коленчатого вала и длиной шатуна. Изменяется и расположение поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.
В форсированном двигателе блоку цилиндров необходимо наличие контроллеров в нижней части каждого цилиндра, не позволяющих коленчатому валу и шатуну контактировать с блоком.
Одним из признаков эксплуатации двигателя при низком уровне масла является наличие царапин и задиров на юбке поршня. При недостатке масла в двигателе, поршень, двигаясь вверх и вниз внутри цилиндра, царапает свою юбку о стенки цилиндра, оставляя на ней задиры. В таких случаях, для удаления со стенок поршня царапин, оставленных юбкой поршня, приходится менять поршни и растачивать цилиндры.
- Назад
- Вперед
Опубликуйте статью и получите поощрение |
| Поделитесь материалом или обсудите его на своей страничке в соцсетях: | ||||||||
- Рубрики
- Автомобили, морской и воздушный транспорт
- Что такое юбка поршня?
Внутритрубная очистка и обследование
Главная / Услуги / Внутритрубная очистка и обследование
Трубопроводы — вне зависимости от транспортируемого продукта — должны иметь чистую внутреннюю поверхность.
Чистая внутренняя поверхность гарантирует хорошие рабочие параметры. Хорошие рабочие параметры, в свою очередь, обеспечивают эффективность трубопровода, что в конечном итоге ведет к снижению материальных затрат.
Виды очистных работ
С помощью очистных поршней выполняются все виды очистных работ:
Очистка после сооружения. Вынос из трубопровода строительного мусора и идентификация вмятин.
| Строительный мусор | ||
Очистка перед инспектированием. Обеспечение наилучших результатов инспектирования.
Профилактическая очистка. Вынос агрессивных отложений из продукта с целью свести к минимуму коррозию.
Очистка по рабочим показаниям. Вынос сопутствующих отложений, создающих сужения, в частности, освобождения от песка и глины, парафина и пр.
, с целью поддержания проектной скорости потока.
| Парафин | Песок и глина | Парафин |
Очистные поршни представляют собой очень гибкое в применении оборудование, которое легко адаптировать к конкретным задачам, а полиуретановые диски и манжеты с предельно высокой износостойкостью позволяют производить очистные работы почти в любой среде.
Типы очистных поршней
Применяемые «ПСО «Нефтегаздиагностика» очистные поршни прекрасно зарекомендовали себя по эффективности внутритрубной очистки. Очистные поршни сконструированы таким образом, чтобы достигались оптимальные результаты очистки при любых обстоятельствах и условиях трубопровода, например, при наличии стандартных (R=3D) или узкопроходимых (R=1,5 D) колен, присутствии разнообразных видов загрязнений, таких как тяжелые отложения, парафин, окалина и др.
«ПСО «Нефтегаздиагностика» применяет:
- Очистной поршень поролоновый (пенополиуретановый) литой — Рис.
1.
1.| Рис. 1 Поролоновый поршень |
- Очистные поршни с манжетами.
- Очистные поршни с дисками.
В распоряжении «ПСО «Нефтегаздиагностика» имеются очистные поршни размером от 4 до 14 дюймов — на одном сквозном болте и от 6 до 56 дюймов — многоболтовые поршни с 2-мя направляющими и 4-мя уплотнительными дисками (Рис.2) или с 2-мя манжетами вместо направляющих дисков.
Рис. 2. Многоболтовый поршень для протяженных |
Для протяженных участков рекомендуется использовать поршни длительного пробега (рис.2). Поршни этого типа оснащены 4-мя манжетами или 4-мя направляющими дисками и четырьмя уплотнительными дисками.
Очистные поршни с передатчиком для обнаружения поршня — трансмиттером (рис.3) представлены в диапазоне 4-12 дюймов в виде поршня-передатчика или сцепки из очистного поршня и поршня-передатчика; от 14 дюймов и больше — со съемным передатчиком, который монтируется с помощью переходного фланца, о чем будет подробнее сказано далее.
Выбор очистных поршней
Поршни с дисками идеально подходят для осушки, ввода в эксплуатацию трубопровода и дозирования продукта, а также для общих очистных работ. Поршни в стандартном исполнении являются двунаправленными и обеспечивают высокую степень очистки.
Направляющие диски изготовлены из износостойкого полиуретана большой прочности. Они обеспечивают центровку поршня в трубопроводе, несут на себе вес поршня и счищают грязь со стенок трубопровода.
Уплотнительные диски по размеру больше направляющих и сделаны также из износостойкого полиуретана высокой прочности. Назначение уплотнительных дисков — создавать перепад давления, для этого они должны герметично прилегать к стенкам трубопровода. Также уплотнительные диски выносят из трубопровода скопившуюся грязь, пыль, парафин и посторонние предметы.
Поршни с манжетами являются однонаправленными. Они идеально подходят для применения в условиях низкого давления. Поршни этого типа рекомендуется запускать одними из первых, особенно в тех случаях, когда трубопровод на протяжении длительного времени не чистился, соответственно, не известно, какой объем грязи скопился внутри него. Риск застревания такого поршня в трубопроводе минимален благодаря низкой очистной способности такого поршня, а также эффекту «подпрыгивания» манжет.
Оснастка очистных поршней
В зависимости от степени загрязненности трубопровода очистные поршни можно оснащать разнообразными приспособлениями, такими как:
- калибровочная пластина (рис.2)
- насадка-паук
- щетки
- магниты
- передатчик для обнаружения поршня (трансмиттер)
- клапан давления
При необходимости указанные выше принадлежности можно комбинировать друг с другом.
Рис. 3. Очистной поршень с трансмиттером, щетками и магнитами. |
Калибровочная пластина
Калибровочная пластина несет первичную информацию о наличии в трубопроводе крупных сужений и о возможности беспрепятственного прохождения по трубопроводу для последующих поршней. Обычно калибровочная пластина используется только при первом и втором пропусках поршня.
Насадка-паук
Насадка паук создает турбулентность, что препятствует накоплению грязи и парафина впереди поршня.
Щетки
Поршень со щетками очень эффективно счищает твердые отложения со стенок трубопровода.
Магниты
Поршень с магнитами собирает и выносит из трубопровода металлический мусор, например, сварочные электроды, распорки, болты и т.д. Высокая степень очистки достигается благодаря использованию мощных магнитов.
Передатчик для обнаружения поршня
Очистные поршни можно оснастить передатчиком для их обнаружения. Трубы с большой толщиной стенки, трубы из нержавеющей стали и даже трубопроводы с двойной стенкой не являются помехой для работы передатчика.
Передатчик используется как ориентир для обнаружения места застревания поршня или для определения точного времени прохождения поршня через заданную отметку.
Передатчик посылает низкочастотные сигналы. Эти сигналы проходят через стенку трубы и слой грунта глубиной до 8 метров и улавливаются электронным приемным устройством EPD II в радиусе 10 м
Клапан давления
Если в результате застревания поршня давление в трубопроводе повышается, клапан открывается и движение потока восстанавливается.
Характеристики деталей поршней
Поршни, применяемые для очистки, калибровки и дозирования продукта, изготовлены из материалов согласно приведенной ниже спецификации (это касается конкретной модели/конфигурации):Направляющие диски
- В составе материала преимущественно — полиуретан с высокой износостойкостью.
- Твердость по Шору А : 85 +/- 5
- Механические свойства приведены в табл. 1.
Уплотнительные диски
- В составе материала преимущественно — полиуретан с высокой износостойкостью. Твердость по Шору А : 65 +/- 5.
Твердость по Шору А : 65 +/- 5.Манжеты
- В составе материала преимущественно — полиуретан с высокой износостойкостью. Твердость по Шору А : 85 +/- 5. Механические свойства приведены в табл.1.
Таблица 1
Механические свойства полиуретана
| Направляющие диски, манжеты | Уплотнительные диски | |||
| | PUR-ME85A-1161 | PUR-ME65A-1161 | ||
| Свойства: | Единицы измерения | Испытания по стандарту | Значение | Значение |
| Твердость по Шору | Шор А | DIN 53 505 | 85(+/-5)* | 65(+/-5)* |
| Плотность | г/см3 | DIN 53 479 | 1,247 | 1,242 |
| Прочность на разрыв | Н/мм2 | DIN 53 504 | > 40 | > 30 |
| Предельное удлинение | % | DIN 53 504 | > 450 | > 400 |
| Упругость | % | DIN 53 512 | 30 | 60 |
| Сопротивление развитию трещин при надрыве | Н/мм | DIN 53 515 | > 40 | > 20 |
| Прочность на истирание | Мм3 | DIN 53 516 | < 30 | < 25 |
| Остаточная деформация при сжатии | % | DIN 53 517 20%, 20 C, 72 час 20%, 70 C, 24 час | 15 | 10 |
| Температурный диапазон | ºC | от –40 до +70 | ||
Промежуточные диски — полиуретан
Калибровочные пластины — сплав из алюминия: AlMg3
Корпус поршня
Все металлические части поршня (корпуы, насадка-паук) изготовлены из стали St.
37/St. 52. Носовой бампер изготовлен из металла или полиуретана.
Щетки
- Щетка-кольцо: холоднотянутая стальная проволока
- Щетки на пружинной основе: холоднотянутая стальная проволока, крепятся на круглых пружинах
Магниты
Постоянные спеченные ферромагниты, заключенные в корпус из нержавеющей стали.
13 типов поршней и их применение [Полная информация]
Типы поршней Что такое поршень?Типы поршней ( Что такое поршень ) :- Поршень является компонентом IC. двигатель; он имеет форму диска, который совершает возвратно-поступательное движение внутри цилиндра. Поршень движется за счет сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндре. Поршень также выполняет работу по сжатию топливно-воздушной смеси. ( Типы двигателей )
Основная работа поршня в любом двигателе внутреннего сгорания заключается в приеме импульса, который генерируется за счет расширения газа.
Затем этот импульс передается на соединительный вал через шатуны. Еще одно основное назначение поршня — рассеивание избыточного тепла, образующегося при сгорании, на стенки цилиндра двигателя.
Мы классифицируем поршень на основе следующих факторов:
A) Эта классификация основана на конструкции юбки.Типы поршня в соответствии с этой классификацией:
1. Поршень со сплошной юбкой: ( Типы поршня )Этот поршень не имеет вырезов. На его юбке также нет никаких символов или имен. Этот тип поршня обычно используется в дизельных двигателях, в которых вырабатывается большая мощность. Поэтому он используется там, где на двигатель действует большая тяга или нагрузка.
2. Тип поршня с разрезной юбкой: ( Типы поршня ) В поршне с разрезной юбкой юбка поршня разделена на две части. Этот тип поршня обычно используется в двухтактных двигателях, бензиновых двигателях или небольших двигателях.
Он использовался в древности, а в настоящее время используется реже.
- Этот тип поршня похож на обычный поршень, но имеет прорезь. Если прорезь имеет Т-образную форму, то он называется поршнем с Т-образной прорезью, а если он имеет форму «L», то он называется поршнем с прорезью «L».
- Т-образный поршень
- Г-образный поршень
Мы классифицируем поршень на основе следующих факторов:
1. Тапочек Тип поршня: (Типы поршня) Этот тип поршня используется в современных высокоскоростных двигателях. Он такой же, как обычные поршни, но с той лишь разницей, что его инерционный вес (инерционный вес — это только вес поршня) больше. При этом одна сторона поршня соединена с поршневым пальцем и зафиксирована с этой стороны, а с другой стороны поршень совершает движение в обе стороны.
Сторона поршня с поршневым пальцем называется неупорной. Эта сторона свободна от каких-либо рывков и остается зафиксированной. В то время как другая сторона известна как сторона тяги.
Юбка на напорной стороне действует как направляющая всякий раз, когда поршень совершает движение вверх-вниз. Когда поршень доходит до ВМТ, он ударяется о стенку с левой стороны, а когда он опускается вниз, он ударяется о стенку с правой стороны. Всякий раз, когда возникает тяга, издается звук, который называется «поршневой щелчок». Следовательно, диаметр поршня больше на упорной стороне (со стороны юбки). Для уменьшения веса поршня часть металла вырезается из поршня.
2. Поршень со стальным вкладышем: (Типы поршня) Этот тип поршня используется в тяжелых или больших двигателях. Во время выработки мощности в двигателе тяга действует на бобышку поршня. Чем больше мощность генерируется, тем выше вероятность повреждения бобышки поршня. Поэтому для уменьшения повреждений и увеличения площади контакта в поршень вставлена стальная втулка (поршень изготовлен из алюминиевого сплава).
В этом типе поршня стальной ремень расположен в поршне между втулкой поршня и кольцевой площадкой. Этот ремень останавливает поршень, чтобы расшириться, когда поршень нагревается.
4. Кулачковый шлифованный тип поршня: ( Типы поршня )Нижняя часть поршня не круглая, а овальной формы, то есть диаметр упорной стороны больше, а диаметр неупорной сторона меньше. Это используется в современных двигателях.
5. Поршень типа Alfinz: ( Типы поршня )В этом типе поршня стальной сплав фиксируется в канавках кольца. Его конструкция напоминает крючок.
6. Поршень теплозащитного типа: (Типы поршней) Обычно на поршне нарезаются три кольцевые канавки, но в этом поршне над кольцевыми канавками нарезается дополнительная канавка меньшей глубины и ширины. Основное преимущество использования поршня с тепловой заслонкой заключается в том, чтобы остановить поток тепла (который возникает в результате взрыва воздушно-топливной смеси внутри двигателя) от верхней части поршня к нижней части поршня.
Если тепло идет сверху вниз поршня, то поршень может удариться о гильзу. Следовательно, чтобы избежать этого, используются поршни с тепловой заслонкой.
Мы классифицируем поршень на основе следующих факторов:
1. Купольный тип поршня: (Типы поршня) головка поршня этого типа имеет куполообразную форму, напоминающую вершину стадиона. Дополнительный объем добавляется к верхней части поршня, придавая ему куполообразную форму. Это увеличивает степень сжатия и, следовательно, увеличивает общую производительность. 2. Поршень вогнутого типа: ( Типы поршня ) Поршень обычно предварительно имеет вогнутую форму только потому, что после приложения давления газа к днищу плоского поршня он принимает несимметричную вогнутую форму. Это приводит к усталости поршня, и поршень может выйти из строя. Следовательно, поршни уже сделаны вогнутыми, чтобы распределять давление газа симметрично.
Целью придания неправильной формы короне является создание турбулентности для получения надлежащего соотношения воздух-топливо.
4. Плоский поршень Тип поршня: ( Типы поршня )Этот тип поршня имеет плоскую верхнюю часть.
Источник изображения :- Erautotechwithab, Jepistons, Kindpng, Fastnlow, Dlpng
Ограничение выбора поршней — журнал Mopar Muscle Magazine
| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия
Забивка дыры
Вы находитесь на том этапе своего проекта, когда пора приступить к сборке двигателя для вашего автомобиля. Вы ищете в Интернете, какие поршни и ремонтные комплекты доступны, но первое, что вы обнаружите, это то, что существует множество вариантов, когда дело доходит до поршней. Решение может быть пугающим, и, вероятно, поэтому мы получаем много писем от читателей, которые спрашивают, какие поршни им следует использовать в своем двигателе.
Поскольку вы, ребята, спросили, мы решили собрать эту статью о выборе поршня и о том, как выбрать то, что подходит для вашего индивидуального применения. У нас нет возможности определить, какой поршень, по вашему мнению, будет лучшим, но следует иметь в виду, что выбранный вами поршень подвергается сильным взрывам, чрезвычайно высоким температурам, и если ваш двигатель работает неправильно, ситуации, которые сродни удару кувалдой по вашему поршню.
Автомобильные поршни — это необычный образец дизайна. В течение нескольких секунд они подвергаются температуре, достигающей 1000 градусов во время сгорания, только для того, чтобы немедленно подвергаться струе холодного воздуха при каждом такте впуска. Они достигают скорости около 7000 об/мин и должны выдерживать боковые нагрузки, которые пытаются протолкнуть его через стенку цилиндра. Сказать, что поршень подвергается насилию, это ничего не сказать. Итак, как они выживают? Если они используются в неправильном приложении, они не работают.
Возьмем, к примеру, если вы устанавливаете стандартный литой поршень в системе, где давление в цилиндре будет выше, чем на стандартном, из-за турбонаддува, нагнетателя или закиси азота. Вы можете быть уверены, что вы увидите, как внутренности вашего двигателя станут внешними. Но почему? Чтобы полностью понять, нам нужно объяснить, что представляют собой разные поршни, и когда нужно использовать какой из них.
Определение целей по мощности
При выборе поршня важно учитывать баланс между прочностью и ценой. Прежде чем вы сможете решить, какой тип поршня нужен вашему двигателю, вам нужно знать, какую мощность вы планируете развивать, прежде чем покупать поршни. Очевидно, что чем больше мощности вы вкладываете в свой двигатель, тем дороже будет стоить требуемый поршень. То, как вы решите использовать эту силу, также является огромным фактором. Вы будете использовать закись азота? Может быть, воздуходувка в вашем будущем.
Это все аспекты, которые необходимо учитывать.
Литой, заэвтектический и кованый
Два наиболее популярных способа изготовления поршня: литой или кованый поршень. Мы все слышали, как эти номенклатуры применяются к поршням, но что они означают — в чем разница? Разница заключается в том, как на самом деле изготовлен поршень. Литой поршень сделан так, как он назван. В процессе литья расплавленный алюминиевый сплав заливают в форму, которая при охлаждении после заполнения образует поршневую «заготовку». Литье поршня имеет несколько преимуществ перед ковкой при производстве. Литейная оснастка обычно предназначена для получения почти чистой отливки. Эта форма, близкая к чистой, сводит к минимуму общую требуемую чистовую обработку, снижая ее стоимость. Литые поршни также обладают отличными износостойкими и термическими характеристиками. Это обеспечивает длительный срок службы кольцевой кромки и юбки, а также возможность сохранять более узкие зазоры боковых стенок для бесшумной работы.
Основным недостатком использования литых поршней является то, что литой алюминий имеет ограниченную пластичность. Пластичность – это способность твердого материала деформироваться под действием растягивающих усилий. Это означает, что перенапряженный литой поршень может выйти из строя быстрее.
Когда дело доходит до выбора литых поршней для вторичного рынка, выбор начинается с того, что мы будем называть недорогими сменными поршнями. Эти поршни считаются прямой заменой и обычно имеют вес, близкий к весу стандартных поршней. Это сделано для того, чтобы «по идее» не нужна была балансировка при перестроении. Если вы строите двигатель, ориентированный на производительность, эти поршни не для вас. С поршнями в стиле оригинальной замены вы можете забыть о таких функциях, как прорези клапанов для зазора, чтобы работать с распредвалами выше, чем стандартные. Также будет трудно получить адекватную высоту сжатия для создания любой разумной степени сжатия. Если вы строите с надеждой на получение высокопроизводительного двигателя, эти поршни почти всегда являются рискованной покупкой.
Но, если вы строите двигатель с низкими оборотами для ежедневного вождения, это может быть именно то, что вы ищете.
Заэвтектический вариант, который многие считают несколько лучшим для применения, чем литые поршни. Слово заэвтектический получило свое название от алюминиевого сплава, используемого в процессе производства. В то время как в литых поршневых сплавах используется кремний, который повышает износостойкость, долговечность и тепловые характеристики алюминия, существует предел того, сколько кремния можно использовать, чтобы он равномерно распределялся без образования больших узлов кремния. Этот уровень, называемый точкой эвтектики, составляет около 12 процентов. Заэвтектический означает превышение этого уровня кремния над нормальным количеством, которое можно просто смешать с металлом. Заэвтектический алюминий обычно содержит 16-18 процентов кремния в сплаве. Хотя заэвтектические поршни по-прежнему представляют собой литые поршни, добавление этого дополнительного силиконового материала дает несколько преимуществ по сравнению с обычными литыми поршнями. Во-первых, поршень по своей природе прочнее, с повышенными тепловыми характеристиками, смазывающей способностью и стойкостью к истиранию. Он также более устойчив к коррозии, имеет более контролируемые характеристики расширения и лучшую жаропрочность. Хотя они прочнее обычного литого поршня, при выходе за предел прочности они сломаются так же, как и обычный литой поршень. Литые и заэвтектические поршни идеально подходят для двигателей, которые часто эксплуатируются на улицах, а лишь изредка посещают дрэг-стрип по выходным. При добавлении усилителя мощности, такого как закись азота, турбонаддув или нагнетатель, мы рекомендуем избегать использования литых или заэвтектических поршней.
Кованые поршни всегда считаются улучшенной версией литых и заэвтектических поршней. Они по своей природе имеют металлургические характеристики, которые отличаются от их литых аналогов. Причина этого в том, что вместо плавления и заливки в форму заготовки для кованых поршней создаются из заготовки экструдированного алюминиевого сплава. Эта заготовка подвергается очень сильному давлению, так как сплав прессуется в тяжелые ковочные штампы, которые создают грубую форму поршня — заготовку поршня. Этот процесс ковки приводит к более плотному и пластичному поршню. Но, поскольку штамп выполнен из двух зеркальных половинок, это исключает возможность оформления внутренней области в сырой поковке. Из-за этого кованая заготовка поршня требует гораздо большей обработки для создания настоящего поршня. Но этот более плотный и пластичный материал означает, что кованый поршень по своей природе прочнее и более щадящий, когда его пределы превышены.
Еще одно решение, которое следует учитывать, заключается в том, что в кованых поршнях используются различные сплавы. Наиболее распространены сплавы 2618 (алюминий с низким содержанием кремния) и 4032 (сплав с содержанием кремния около 11 процентов). Сплав 4032 является более жестким материалом и имеет меньшую теплопроводность и скорость расширения. Он также содержит большое сопротивление износу. 4032, как правило, является предпочтительным сплавом для уличного/полосного применения. Он выбран из-за возможности более плотного зазора между поршнем и стенкой, полученного за счет более низкой скорости расширения. Еще одним преимуществом является более длительный срок службы юбки и кольцевого ремня, обеспечиваемый большей износостойкостью сплава с более высоким содержанием кремния.
Сплав 2618 имеет низкое содержание кремния. Несмотря на то, что он отказывается от некоторых преимуществ, полученных от кремния, обычно считается лучшим материалом для поршней для жестоких тотальных гонок. Сплав с низким содержанием кремния имеет более высокую плотность и предел прочности на растяжение, чем 4032, и обладает гораздо большей пластичностью и сопротивлением разрушению. Поршень из сплава 2618 можно расплющить до того, как он сломается. Высокий показатель теплопроводности сплава 2618 позволит передавать больше тепла юбкам. Имейте в виду, что более высокая скорость расширения этого материала обычно означает значительно больший зазор отверстия (поршень-боковина). Поршень 2618 более подвержен износу в области колец и юбок. Поршни из сплава 2618 предназначены для гоночных поршней. Не устанавливайте их в свой автомобиль или грузовик и не рассчитывайте проехать более 100 000 миль. Если план требует серьезной закиси азота, наддува или оборотов, а пуленепробиваемость — это то, что вам нужно, поршень 2618 — правильный выбор. Современные технологии обработки и проектирования привели к созданию более сложных конструкций юбок. Производители, воспользовавшись этими достижениями, смогли значительно уменьшить зазор канала ствола по сравнению с традиционными требованиями.
Зазор между поршнем и стенкой цилиндра
Независимо от того, какой поршень вы выберете, зазор между поршнем и стенкой цилиндра является основным фактором при подгонке поршня к цилиндру. Рабочие характеристики как кованых, так и литых поршней значительно различаются в зависимости от конкретного материала и процессов, используемых при их изготовлении. Это означает, что не все литые поршни одинаковы. То же самое можно сказать и о кованых поршнях. При принятии решения о том, подходит ли определенный тип поршня для конкретного применения, стоит поговорить с производителем. Кованые поршни рекомендуются всякий раз, когда ожидаются высокие обороты, повышенная степень сжатия и будут использоваться усилители мощности. Юбки разной толщины будут расширяться с разной скоростью, даже в поршне одной и той же конструкции. Другими аспектами, влияющими на скорость расширения поршня, являются длина юбки поршня, толщина кольцевого ремня (область между верхней частью поршня и поршневым пальцем) и характеристики охлаждения двигателя. Все производители указывают номинальный зазор между поршнем и стенкой, которого они хотят придерживаться. В большинстве случаев производитель дорабатывает диаметр поршня, чтобы включить зазор для данного диаметра отверстия. Поршень диаметром 4,030 дюйма выйдет из коробки с диаметром 4,026 дюйма, если рекомендуемый зазор составляет 0,004 дюйма.
При рассмотрении сплавов и степени их теплового расширения помните, что все металлы имеют пороги. Хотя все поршни будут расширяться с заданной скоростью, есть также достижимые температуры, которых они могут достичь, что заставит их не следовать заданной «стандартной» скорости расширения. Поршни будут реагировать по-разному из-за различной массы, толщины и воздействия тепла. Хотя это и не заметно невооруженным глазом, большинство поршней не имеют «плоской» боковой стенки. Поршни имеют так называемую кулачковую форму или профиль. Форма кулачка — это конструкция юбки, которая делает ее продолговатой в том месте, где она скользит по стенке цилиндра. Если у вас более длинная юбка, это сделает форму вашего кулачка длиннее или короче в зависимости от используемой шкалы. По этой причине необходимо обязательно соблюдать рекомендации изготовителя по зазорам.
Покрытия поршней
Покрытия поршней помогают решить проблемы, связанные с износом, нагревом, трением и коррозией. Некоторые эксплуатационные покрытия включают керамические термобарьеры, сухую смазочную пленку, керамические покрытия для выхлопных газов, маслоотделяющие покрытия и несколько других покрытий для улучшения характеристик и/или долговечности высокопроизводительных деталей.
Поршни могут быть покрыты тремя различными типами покрытий: сухая смазка, термобарьер и маслоотталкивающее покрытие. Термические барьерные покрытия помогают защитить верхнюю часть поршня от вредного теплообмена, минимизируя количество тепла, удерживаемого на поверхности поршня. Это покрытие также позволяет теплу на поверхности более равномерно перемещаться по поверхности, уменьшая горячие точки или даже отражая тепло в камеру для более эффективного сгорания топлива и меньшего теплового расширения из-за уменьшения поглощаемого тепла. Сухое пленочное покрытие обычно наносится на юбку поршня. Эта сухая пленка поможет уменьшить трение, а также предотвратит заедание во время первоначальной обкатки. На нижнюю сторону поршня можно нанести масляное покрытие. Это покрытие предназначено для более быстрого отталкивания масла, чем необработанная деталь.
Определить степень сжатия
Нельзя построить двигатель и не учитывать степень сжатия. Затем вам нужно будет определить, какие поршни сжатия лучше всего подходят для ваших целей. В этом разделе давайте удалим литой, заэвтектический и кованый аспекты и просто сосредоточимся на использовании. Общее эмпирическое правило заключается в том, что вы можете использовать более высокую степень сжатия для полностью моторных приложений без наддува, а при добавлении усилителей мощности, таких как турбонаддув или нагнетатель, вам нужна более низкая степень сжатия.
Популярные коэффициенты сжатия для автомобилей без наддува варьируются от 9,5:1 и выше. Опять же, более высокая степень сжатия сделает двигатель более отзывчивым и мощным, но также более склонным к проблемам с детонацией, если настройка будет неточной. Кроме того, при переходе на поршни с более высокой степенью сжатия обычно требуется бензин с более высоким октановым числом для предотвращения детонации. Популярные коэффициенты сжатия для двигателей с турбонаддувом или наддувом варьируются от 8,0:1 до 9,5:1. Чем выше степень сжатия, тем лучше должна быть ваша настройка, чтобы двигатель не детонировал.
Прежде чем выбирать поршни, вы должны знать желаемую высоту сжатия указанного поршня, чтобы вы могли получить фактическую степень сжатия для двигателя. Компрессионная высота – это расстояние между осевой линией отверстия поршневого пальца и верхней частью поршня. При использовании поршня с плоской вершиной это может быть простая математика. Но добавьте выемки для клапанов или «всплывающий» купол, и теперь вам нужно использовать голову. Объем купола поршня, как правило, публикует производитель, но если по какой-то причине вы используете поршни из встречных источников, вам нужно будет разобраться во всем самостоятельно. Для этого объем состоит из купола (материал над поверхностью поршня) за вычетом прорезей клапана. Это окончательное число будет либо отрицательным, либо положительным. Если объем купола больше объема вырезов (типично), то у вас положительная высота купола. Куполообразные поршни уменьшат объем камеры сгорания, поскольку купол занимает пространство над поверхностью поршня и в камере головки цилиндров. Для поршней с плоской вершиной рассматриваемый объем — это просто зазор над прорезью клапана, если он есть. Если поршни были подвергнуты массированию с помощью специальной резки или профилирования куполов, то практически единственный способ точно получить кубический объем — это измерить купола напрямую.
Версия Speed Reading: Сравнение материалов поршней
Поршни из литого алюминия
- Лучше всего подходят для стандартных двигателей.
- Более низкая цена.
- Типовой литой поршень расплавляют, а затем заливают в форму, имеющую форму готового изделия. Поршневые пресс-формы представляют собой постоянные штампы, сложно изготовленные из стальных профилей, состоящих из нескольких частей. Полученная отливка требует минимальной механической обработки. Литые поршни стоят дешевле и поэтому разработаны как экономичный вариант замены. По этой причине они не очень подходят для высокопроизводительных приложений.
Заэвтектические (литые) алюминиевые поршни
- Лучше всего подходят для двигателей мощностью до 600-650 л.с. в двигателях без наддува.
- Средняя цена.
- Заэвтектический поршень также представляет собой литой поршень, но с добавлением кремния (примерно 16 процентов), что делает его более твердым и износостойким вариантом стандартного литого поршня. Кремний сам по себе расширяется меньше, чем алюминий, потому что он также действует как изолятор, не позволяя алюминию поглощать такое же количество рабочего тепла, как стандартный литой поршень. Еще одним преимуществом добавления кремния является то, что поршень становится более твердым и менее подверженным задирам. Кроме того, более высокое содержание кремния в заэвтектических поршнях позволяет уменьшить зазоры между поршнем и боковой стенкой, улучшая герметичность сгорания из-за уменьшения раскачивания поршня при его перемещении в цилиндре.
- Из-за более высокого содержания кремния заэвтектические сплавы являются менее пластичными и менее щадящими при использовании с наддувом и/или закисью азота, что делает их наиболее подходящими для двигателей без наддува.
4032 Поршни из кованого алюминия
- Лучше всего подходят для двигателей мощностью до 1000 л.с. без наддува.
- Более высокая цена.
- Кованые поршни являются самыми прочными на рынке. Производственный процесс отличается от литого поршня, потому что алюминий не расплавляется, как в литом поршне. Вместо этого горячий алюминиевый слиток вдавливается в простую форму. В результате заготовка поршня требует более окончательной обработки, чем литой поршень, прежде чем он станет поршнем. Кованый сплав 4032 представляет собой сплав с высоким содержанием кремния (примерно 11 процентов) и низкими характеристиками расширения. Поршни, изготовленные из этого сплава, могут использовать более узкий зазор между поршнем и стенкой, что обеспечивает более плотное уплотнение с меньшим шумом и меньшим задиром, чем его двоюродный брат 2618. Этот меньший допуск предотвращает раскачивание поршня, создавая более стабильный поршень.
- Из-за более высокого содержания кремния 4032 является менее пластичным сплавом. Это означает, что он менее щадящий при использовании с форсированными и/или азотными приложениями. Они имеют более низкую устойчивость к детонации, что делает их наиболее подходящими для двигателей с минимальным наддувом или двигателей без наддува.
2618 Поршни из кованого алюминия
- Лучше всего подходят для двигателей мощностью до 1200 л. с.
- Более высокая цена.
- Алюминиевый материал 2618 содержит мало кремния (примерно 2 процента). Этот сплав с низким содержанием кремния создает характеристики высокого расширения и является сплавом, который обычно используется в экстремальных условиях гонок. Из-за характеристики высокого расширения поршни 2618 спроектированы так, чтобы использовать больший зазор между поршнем и стенкой цилиндра. Это означает, что когда вы запускаете двигатель в холодном состоянии, можно услышать работу поршня, и это обычно называют «хлопком поршня». Как только двигатель прогревается, «хлопающий» шум стихает, когда поршень расширяется до нормального рабочего зазора.
- 2618 является более пластичным сплавом, и эта особенность обеспечивает более высокую стойкость к детонации. Эти характеристики позволяют поршню выдерживать некоторые из самых экстремальных условий, но долговечность в конечном итоге снижается после бесчисленных тепловых циклов.