Tłok silnika służy do konwersji Reakcja chemiczna paliwo w Praca mechaniczna wał korbowy... Działa w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia, dlatego jest wykonany ze szczególnie wytrzymałych materiałów, które mogą wytrzymać tak agresywne działanie przez długi czas bez zmiany swoich właściwości.
Jak działa tłok
Zewnętrznie tłok jest cylindrem składającym się z takich elementów jak:
pasek uszczelniający;
ucha;
Wkład termostatyczny ze stali.
Na dole
Ta część tłoka przejmuje główne obciążenie cieplne i dlatego ma dość dużą grubość. Im grubsze dno, tym mniejsze jego nagrzewanie temperatury, ale większa masa samego tłoka. Zwykle grubość dna wynosi około 7-9 mm, dla silników z doładowaniem 11 mm, diesel 10-16 mm. Chociaż na przykład włączony Modele Hondy grubość denka tłoka wynosi 5,5-6 mm.
W niektórych typach tłoków dolny i pierwszy rowek pierścienia dociskowego, w celu zapewnienia odporności na zużycie, są pokryte warstwą żeliwa, stosuje się również twarde anodowanie - przekształcenie cienkiej warstwy aluminium w ceramikę (0,008- 0,012 mm). Powłoka wzmacnia denko tłoka, zmniejszając ryzyko przegrzania i przepalenia.
Pasek uszczelniający
Część tłoka, w której wykonane są rowki na pierścienie tłokowe.
Końcówki
Służy do montażu sworznia tłokowego w tłoku. W wielu tłokach występy mogą mieć żebra powstałe w wyniku ich podcięcia do środka tłoka, tak zwane „chłodnice”, aby równomiernie rozprowadzać strumień ciepła. Tłoki z „lodówkami” mają zwiększoną wytrzymałość i sztywność, co jest ważne przy wysokich silniki obrotowe szczególnie doładowany.
Spódnica
Część prowadząca tłoka, która służy do wyrównania sił bocznych podczas przesuwania tłoka w górnej i dno martwe punkt. We współczesnych tłokach spódnica lekko zwęża się ku dołowi, podobnie jak taśma uszczelniająca, takie tłoki mają kształt beczkowaty.
Wkładka termostatyczna
Znajduje się wewnątrz płaszcza i po podgrzaniu działa jak bimetal na różnicę współczynników rozszerzalności stali i aluminium i zapobiega dużemu rozszerzaniu płaszcza tłoka.
Materiał tłoka
Tłoki wszystkich nowoczesnych silników seryjnych są wykonane ze stopu aluminium. Wcześniej na silnikach montowano tłoki żeliwne (szare i sferoidalne), które następnie zostały zastąpione tłokami wykonanymi ze stopu aluminiowo-krzemowego, którego udział wynosił około 12% -13%. Tłoki zostały odlane w specjalnej formie – kokilowej.
Obecność krzemu w stopie umożliwiła zmniejszenie zużycia tłoków, a także zmniejszenie rozszerzalności liniowej, co pozwoliło zmniejszyć luz termiczny tłoka w cylindrze.
Wraz ze wzrostem przyspieszenia silnika znacznie wzrosły wymagania dotyczące niezawodności tłoków, a udział krzemu w stopie aluminium wzrósł do 18% i więcej, co stało się szczególnie ważne w przypadku silników wysokoprężnych i silników z doładowaniem. Takie tłoki są wykonywane przez tłoczenie.
Aby skrócić czas szlifowania cylindra, korpus tłoka jest cynowany z metali niskotopliwych, takich jak cyna, ołów lub stop cynowo-ołowiowy (grubość 0,005 - 0,002 mm).
W ostatnim czasie pojawiły się również tłoki ze stali żaroodpornych, na etapie rozwoju i częściowe zastosowanie... Tłoki stalowe mają mniejszą wagę, z wytrzymałością samej konstrukcji. Mniejsza waga jest osiągana więcej cienka grubość spódnica i dolna wysokość od dołu do osi palca.
Ze względu na niższą wysokość tłoka na zwykłej wysokości bloku, możliwe staje się zainstalowanie przedłużonych korbowodów, co zmniejsza obciążenia boczne w parze ciernej tłok-korbowód.
Jednak takie tłoki mają kilka wad. Jest to droższy koszt obróbki i zwiększone zużycie otworu cylindra.
Zasada działania
Gdy mieszanina miga w komorze spalania, powstaje wysoka temperatura rzędu 1800-2000 stopni, uwalniana w tym czasie energia tworzy wielka presja na głowicę tłoka, powodując jego ruch w dół korpusu cylindra.
Tłok przez korbowód, w ruchu posuwisto-zwrotnym, przenosi siłę na czop wału korbowego, wymuszając jego obrót.
Awarie tłoka
Topienie lub wypalenie dna;
Pęknięcia działowe między rowkami;
Zużycie rowka (duża szczelina między rowkiem a pierścieniem);
Pęknięcia lub deformacje korpusu tłoka;
Ratunek
Ten wskaźnik zależy od różnych czynników i może wynosić 200-250-300 tys. km dla silniki domowe oraz 500-600 tysięcy kilometrów lub więcej dla samochodów zagranicznych.
Tak więc, nie terminowa wymiana oleju, filtr powoduje zakleszczanie się pierścieni w rowkach tłoka, gwałtownie pogarszając jego chłodzenie, w wyniku przegrzania tłoka i pojawienia się zatarcia na jego korpusie.
Żywotność tłoków zmniejszają takie wady, jak powstanie otworu w otworze pod sworzeń korbowodu, a także zużycie, gdy maleje ich wysokość i zaczynają pękać rowki tłoka.
Najczęściej problemy z tłokami są powodowane przez silnik, na skutek awarii termostatu, pompy lub rozprężania układu chłodzenia, a także w przypadku awarii wentylatora chłodnicy, samej chłodnicy lub jej czujnika.
Jak przedłużyć żywotność tłoków
Aby tłok osiągnął swoje zasoby, zaleca się stosowanie tylko oleju zalecanego przez producenta, aby wymienić go ściśle według przepisów. Jeśli to możliwe, nie osiągaj zalecanego przebiegu tysiąca dwóch tysięcy i wymieniaj olej. Używaj paliwa zalecanego przez producenta. silnik przed jazdą, szczególnie w zimowy czas... Monitoruj tryb pracy silnika, aby zapobiec przegrzaniu.
Kiedy zasiądziemy za kierownicą samochodu, przekręcimy kluczyk w stacyjce i wciśniemy pedał gazu, pod maską zaczyna działać wiele bardzo skomplikowanych mechanizmów, które wytwarzają ruch. Wszystkie te mechanizmy wcale nas nie interesują, najważniejsze jest to, że samochód powinien się poruszać. Ale kiedy nastąpi awaria, zaczynamy zastanawiać się, co jest przyczyną i musimy opanować całość niezbędne informacje o strukturze i funkcjonowaniu poszczególnych części. Aby jednak nie tracić na to czasu, kiedy nie masz tego czasu, zanim zasiądziesz za kierownicą, powinieneś dobrze zrozumieć cechy części samochodowych.
W szczególności dzisiaj porozmawiamy z Tobą o tłoku. W końcu ten szczegół ma kluczowe znaczenie w procesie przekształcania energii paliwa w energię cieplną i mechaniczną. Zastanówmy się z tobą, czym jest tłok, jego przeznaczeniem, głównymi wymaganiami dla niego i jego cechami konstrukcyjnymi.
1. Tłok silnika i jego główne cechy
Mamy nadzieję, że doświadczonych kierowców nie trzeba długo wyjaśniać, czym jest tłok silnika. Jeśli jednak wśród naszych czytelników są „początkujący”, to specjalnie dla nich wyjaśnimy, że tłok jest częścią samochodu, która zamienia zmiany ciśnienia gazu, pary i cieczy wewnątrz silnika na siłę mechaniczną. Tłok ma kształt walca, wewnątrz którego stale wykonywane są ruchy posuwisto-zwrotne, dzięki czemu wytwarzana jest siła mechaniczna.
Obowiązek tego szczegółu jest bardzo odpowiedzialny, a jego skuteczność zależy od tego, jak dobrze sobie z nim poradzi. W rzeczywistości jest to najtrudniejsza część samochodu, niewytrenowanemu umysłowi dość trudno jest zrozumieć jego cechy i sprzeczne właściwości. Mało kto wie, ale praktycznie żaden koncern samochodowy niezaręczony własna produkcja tłoki do swoich samochodów i zamawiają je specjalnie do swoich silników. Komplikuje sytuację dla zwykli kierowcy oraz fakt, że dzisiaj jest ich bardzo dużo Różne formy i rozmiary tłoków. Dlatego konserwację i naprawę tej części zawsze można przeprowadzić na różne sposoby.
Jakie są wymagania dotyczące niezawodnego tłoka?
1. Przemieszczając się wewnątrz cylindra, to tłok silnika zapewnia rozprężanie sprężonych gazów, będących produktem spalania paliwa. Dzięki temu gazy mogą wykonywać pracę mechaniczną - aktywować wszystkie inne mechanizmy samochodu. W konsekwencji głównym wymaganiem stawianym tłokom jest odporność na wysokie temperatury, w których zachodzą wszystkie te procesy, wysokie ciśnienie gazy i dobrze uszczelnić otwór butli (w przeciwnym razie nie będzie w stanie wpłynąć na ciśnienie gazu).
2. Tłok nie jest pojedynczym urządzeniem, pracuje w połączeniu z cylindrem i pierścieniami tłokowymi. Razem te części tworzą liniowe łożysko ślizgowe. W związku z tym łożysko musi koniecznie spełniać wszystkie wymagania i cechy pary ciernej. Jeśli wszystkie wymagania zostaną uwzględnione z najwyższą dokładnością, pomoże to nie tylko zminimalizować straty mechaniczne podczas spalania paliwa, ale także zużycie wszystkich części.
3.
Tłok jest stale pod dużym obciążeniem, z których najsilniejsze są obciążenia z komory spalania paliwa, a reakcje wynikające z jego konstrukcji muszą koniecznie uwzględniać wszystkie te czynniki i wytrzymywać tak silne naprężenia mechaniczne.
4. Pomimo tego, że tłok podczas pracy porusza się dość wysoka prędkość, nie powinien mocno obciążać mechanizmu korbowego samochodu siłami bezwładności, w przeciwnym razie może doprowadzić do uszkodzenia.
2. Cel tłoków lub ich funkcje funkcjonalne
Już kilka razy wspominaliśmy, że tłok spisuje się bardzo ważna rola we wszystkich pracach silnika samochodowego. Tak więc głównym celem tłoków jest:
- pobrać ciśnienie gazów z komory spalania i przenieść te ciśnienia na silnik w postaci siły mechanicznej;
Uszczelnij komorę cylindra silnika nad tłokiem. W ten sposób chroni całość mechanizm samochodowy od przenikania gazów do krateru i penetracji oleju smarowego.
Co więcej, ważniejsza jest druga funkcja, ponieważ dzięki niej tłok zapewnia sobie sam siebie normalne warunki do pracy. Nawet o których stan techniczny silnik jest zlokalizowany, eksperci wyciągają wnioski dopiero po zbadaniu grupy tłoków i sprawdzeniu jej szczelności. W końcu, jeśli zużycie oleju przekracza 3% zużycia paliwa (a dzieje się to z powodu jego marnotrawstwa, gdy wchodzi do komory spalania), to wszystko silnik samochodowy należy go pilnie wysłać do naprawy, w przeciwnym razie można go całkowicie wycofać z eksploatacji. Możesz zrozumieć, że coś jest nie tak z twoim silnikiem po dymie spalin. Ale najlepiej tego unikać.
Zapewne czytając o tym, że tłok i jego elementy pracują w warunkach o bardzo wysokich temperaturach, zastanawiasz się, jak to urządzenie samo z siebie nie zawodzi? Dodajemy do tego, że oprócz trudnych warunków temperaturowych pracy tłoka stale towarzyszą cykliczne, gwałtownie zmieniające się obciążenia. Przy tym wszystkim elementy opisywanej części nie zawsze mają wystarczające smarowanie. Ale oczywiście wszyscy projektanci i twórcy tłoków myśleli o tym.
Najpierw, są projektowane z uwzględnieniem przeznaczenia i rodzaju silnika, na którym będą montowane (stacjonarny, wysokoprężny, dwusuwowy, wymuszony lub transportowy), dlatego używa się do tego tylko najbardziej stabilnych materiałów.
Po drugie, istnieje kilka sposobów chłodzenia tej części. Ale najpierw trochę o tym, jak i gdzie ciepło (lub nawet ciepło) wypływa z komory spalania. Wychodzi w otoczenie zimne powietrze, który myje chłodnicę i silnik oraz blok cylindrów. Ale w jaki sposób tłok dostarcza ciepło do bloku i zapobiega zamarzaniu?
1. Przez pierścienie tłokowe. Najważniejszym z nich jest pierwszy, ponieważ znajduje się najbliżej denka tłoka. Ponieważ pierścienie są jednocześnie dociskane zarówno do rowków tłoka, jak i do ścianki cylindra, dzięki nim uwalniane jest około 50% całkowitego strumienia ciepła z tłoka.
2. Dzięki drugiemu „chłodziwcu”, którego rolę odgrywa olej silnikowy... Ponieważ olej unosi się do najgorętszych części silnika, to on jest w stanie przenieść bardzo dużą ilość ciepła do miski z najgorętszych punktów. Jednak, aby olej schłodził tłoki, musi on również zostać schłodzony, w przeciwnym razie będzie musiał wkrótce zostać wymieniony.
3. Ciepło przechodzi przez występy do sworznia, do korbowodu i do oleju. Jednak mniej wydajna trasa i odgrywa ważną rolę.
4.
Co dziwne, paliwo pomaga również schłodzić tłok i cały silnik. Tak więc, gdy świeża mieszanka paliwa i powietrza dostanie się do komory spalania, sama pobiera dość dużo ciepła, choć potem oddaje je w jeszcze większych ilościach. Jednak ilość mieszanki i ciepło, które może pochłonąć, zależy bezpośrednio od trybu pracy samochodu i stopnia otwarcia przepustnicy. Zaletą tej trasy jest to, że mieszanina pochłania ciepło dokładnie od strony, z której tłok jest najbardziej nagrzany.
Trochę jednak wyprzedziliśmy siebie, ponieważ zaczęliśmy mówić o funkcjonowaniu tłoka bez pełnego zrozumienia cechy konstrukcyjne ta część. Temu poświęcimy następną sekcję.
3. Konstrukcja tłoka: wszystko, co zwykły entuzjasta samochodów musi wiedzieć o części
Ogólnie rzecz biorąc, mówienie o samym tłoku jest jak mówienie o chlebie, omawianie tylko właściwości mąki. Bardziej logiczne jest zapoznanie się z całą grupą tłoków silnika, którą reprezentują następujące szczegóły:
- sam tłok;
Pierścienie tłokowe;
Sworzeń tłokowy.
Ta konstrukcja grupy tłoków pozostała niezmieniona od czasu pojawienia się pierwszych silników. wewnętrzne spalanie... Dlatego, podany opis będą wspólne dla prawie wszystkich silników.
Oczywiście najbardziej ważne funkcje jest wykonywany przez tłok, którego konstrukcja nie zmieniła się od ponad 150 lat. Jeśli nie chcesz zostać profesjonalnym mechanikiem, wystarczy wiedzieć o tak ważnych obszarach tłoka i ich funkcjonalnym przeznaczeniu:
1. Dno tłoka. Powierzchnia części, która jest zwrócona bezpośrednio do komory spalania silnika. Dno swoim profilem wyznacza dolną powierzchnię tej właśnie komory. Forma ta może pozazdrościć: kształtu komory spalania, jej objętości, charakterystyki doprowadzania do niej paliwa i masy powietrza, usytuowania zaworów. Zdarza się, że na dnie znajduje się zagłębienie, przez co zwiększa się objętość komory spalania. Ale ponieważ nie jest to pożądane, w celu zmniejszenia objętości komory konieczne jest zastosowanie specjalnych wypychaczy - pewnej objętości metalu znajdującej się nad płaszczyzną dna.
2. „Pas ciepła (ognia)”. Termin ten oznacza odległość, jaka biegnie od dna tłoka do jego pierwszego pierścienia. Ważne jest, aby wiedzieć, że im mniejsza odległość od dna do pierścieni, tym większe obciążenie cieplne spadnie na te same elementy i tym bardziej się zużyją.
3. Obszar uszczelniania. Są to rowki, które znajdują się na bocznej powierzchni tłoka w kształcie cylindra. Te rowki prowadzą bezpośrednio do pierścieni, co z kolei umożliwia przesuwanie się uszczelki. Ponadto w rowku pierścienia zgarniającego olej musi znajdować się otwór, dzięki któremu nadmiar oleju może być odprowadzany do wewnętrznej wnęki tłoka.
Inną funkcją obszaru uszczelnienia jest odprowadzenie części ciepła z tłoka silnika za pomocą, jak już wspomnieliśmy, pierścieni tłokowych. Jednak w celu skutecznego odprowadzania ciepła bardzo ważne jest, aby pierścienie tłokowe były ściśle dopasowane zarówno do rowków, jak i do powierzchni cylindra. Tak więc luz końcowy pierwszego pierścienia dociskowego powinien wynosić około 0,045 do 0,070 milimetra, dla drugiego - od 0,035 do 0,06 milimetra, a dla pierścienia zgarniającego olej - od 0,025 do 0,005 milimetra. Ale między pierścieniami i rowkami wskaźnik luzu promieniowego może wynosić od 1,2 do 0,3 milimetra. Ale nawet te wskaźniki nie mają znaczenia dla ludzkiego oka, można je określić tylko za pomocą specjalnego sprzętu.
4. Głowica tłoka. Jest to uogólniony obszar, który obejmuje dolną i uszczelniającą część już opisaną powyżej.
5. Wysokość kompresji tłoka. Odległość liczona od osi sworznia tłokowego do denka tłoka.
6. „Spódnica”. Dolna część tłoka. Zawiera kołki otworowe do umieszczenia sworznia tłokowego. Zewnętrzna powierzchnia tego obszaru jest powierzchnią podporową i prowadzącą dla tłoka. Podziękowania dla niej, prawidłowy stosunek oś tłoka i oś cylindra silnika. Równie ważną rolę odgrywa boczna powierzchnia „spódnicy”, dzięki której na cylinder przenoszone są siły boczne, występujące okresowo w grupie tłoków silnika. A konkretnie w celu polepszenia urabialności powierzchni spódnicy i zmniejszenia tarcia pokryta jest specjalną ochronną powłoką cynową (jako podstawę powłoki można również zastosować grafit i dwusiarczek molibdenu. Siła hydrodynamiczna zapobiegająca kontaktowi z ściany cylindra.
Jak iz czego: cechy produkcji tłoków samochodowych
Oczywiste jest, że do wykonywania takich funkcji, które wykonuje tłok, wymagany jest wystarczająco „twardy” metal. Jest to jednak dalekie od stali. Tłoki wykonane są ze stopów aluminium, do których zawsze dodawany jest krzem. Odbywa się to w celu zmniejszenia współczynnika rozszerzalności pod wpływem wysokie temperatury i zwiększyć odporność na zużycie części.
Jednak do produkcji tłoków można zastosować stop o innym procencie zawartości krzemu. Na przykład najczęściej do tego celu stosuje się 13% -stopy krzemu, które nazywane są eutektyczny. Istnieją stopy o wyższej zawartości krzemu, które nazywane są nadeutektyczny. A im wyższy wskaźnik tego procentu, tym wyższa charakterystyka przewodzenia ciepła przez stop. Ale to nie sprawia, że taki materiał jest idealny do produkcji tłoków.
Faktem jest, że po schłodzeniu taki materiał zaczyna uwalniać ziarna krzemu o wielkości od 0,5 do 1 milimetra. Oczywiście proces ten znajduje odzwierciedlenie w odlewniach i właściwości mechaniczne zarówno materiał, jak i część, która jest z niego wykonana. Z tego powodu, oprócz krzemu, do takich stopów wprowadza się następującą listę dodatków regulacyjnych:
- mangan;
Jak powstaje główny korpus tłoka samochodowego? Istnieją nawet dwa sposoby, dzięki którym można uzyskać lukę w tej części. Pierwsza z nich polega na wlewaniu gorącego stopu do specjalnej formy zwanej formą chłodzącą. Ta metoda jest najczęstsza. Drugą opcją wykonania przedmiotu obrabianego jest tłoczenie na gorąco. Ale potem obróbka mechaniczna kształt, przyszły tłok jest również poddawany różnym obróbkom cieplnym, co umożliwia zwiększenie twardości metalu, wytrzymałości i odporności na zużycie. Takie procedury pozwalają również usunąć naprężenia szczątkowe w metalu.
Pomimo tego, że zastosowanie kutego metalu zwiększa wytrzymałość części, mają one również swoje wady. Takie produkty wykonywane są zazwyczaj w wersji klasycznej z wysoką „spódnicą”, przez co są zbyt ciężkie. Ponadto takie produkty nie pozwalają na użycie z nimi pierścieni lub płytek termokompensacyjnych. Ze względu na zwiększoną masę takiego tłoka wzrasta również jego odkształcenie termiczne, w wyniku czego konieczne jest zwiększenie wielkości szczeliny między tłokiem a cylindrem.
Konsekwencje tego w ogóle nie ucieszą kierowcy, ponieważ są zwiększony hałas osiągi silnika, szybkie zużycie cylindrów i wysokie zużycie obrazy olejne. Stosowanie kutych tłoków usprawiedliwia się tylko w przypadkach, gdy samochód jest regularnie eksploatowany w najkorzystniejszych trybach.
Dziś projektanci i fizycy dokładają wszelkich starań, aby konstrukcja tłoków była jak najdoskonalsza i najdokładniejsza. W szczególności najważniejsze trendy skierowane są w stronę poniższej listy:
- zmniejszenie wagi części;
Używaj tylko "cienkich" pierścieni na tłoku;
Zmniejszenie wysokości kompresji tłoka;
Redukcja sworzni tłokowych i zastosowanie tylko najkrótszych w konstrukcji tłoka;
Poprawa powłoki ochronne i nałożenie ich na wszystkie powierzchnie części.
Podobne osiągnięcie można zobaczyć dzisiaj na konstrukcji tłoka w kształcie litery T. ostatnie pokolenie... są nazywane ten projekt W kształcie litery T właśnie ze względu na zewnętrzne podobieństwo części z literą „T”. Główną różnicą między tymi tłokami jest zmniejszona wysokość fartucha i powierzchnia jego części prowadzącej. Takie tłoki są wykonane ze stopu nadeutektycznego, który zawiera dość dużą ilość krzemu. A powstają głównie metodą hot-stampingu.
Jednak od wielu czynników zależeć będzie rodzaj konstrukcji tłoka silnika, który jego twórcy chcą zastosować w samochodzie. Taką decyzję zawsze poprzedza długi okres obliczeń i analizy zachowania wszystkich węzłów. grupa korbowód-tłok, pod wpływem Nowa część. Obliczenia wszystkich części są przeprowadzane przy ich najbardziej ekstremalnych możliwościach ich projektów i materiałów, z których są wykonane. Niestety, ale w tym przypadku producent nie przepłaci. Wybierze opcję, która „na czas” zapewni niezbędny zasób i nie będzie wydawać pieniędzy na jego zwiększenie.
Cokolwiek to było, ale zwykły kierowca musi zrozumieć i obsługiwać to, co już zostało zainstalowane w jego samochodzie. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Wam lepiej poznać, jak działają tłoki i jaki jest ich cel. Życzymy, aby nigdy nie mieli Państwo problemów z tą częścią, do której konieczne jest jej dostarczenie odpowiednie warunki eksploatacja - nie "jedź" za dużo i wymieniaj olej silnikowy na czas.
Subskrybuj nasze kanały w
Najbardziej znany i szeroko stosowany na całym świecie urządzenia mechaniczne- są to silniki spalinowe (dalej ICE). Ich asortyment jest szeroki, a różnią się one szeregiem cech, na przykład liczbą cylindrów, których liczba może wahać się od 1 do 24, wykorzystywanych przez paliwo.
Działanie tłokowego silnika spalinowego
Jednocylindrowy silnik spalinowy można uznać za najbardziej prymitywną, niezrównoważoną i o nierównym skoku, mimo że jest to punkt wyjścia w tworzeniu nowej generacji silników wielocylindrowych. Dziś wykorzystywane są w modelarstwie lotniczym, w produkcji narzędzi rolniczych, domowych i ogrodniczych. W przemyśle motoryzacyjnym są masowo wykorzystywane silniki czterocylindrowe i bardziej solidne urządzenia.
Jak to działa i z czego się składa?
Silnik tłokowy wewnętrzne spalanie ma złożoną strukturę i składa się z:
- Korpus, w skład którego wchodzi blok cylindrów, głowica cylindra;
- Mechanizm dystrybucji gazu;
- Mechanizm korbowy (dalej KShM);
- Szereg systemów pomocniczych.
KShM to łącznik pomiędzy energią uwalnianą podczas spalania mieszanki paliwowo-powietrznej (zwanej dalej FA) w cylindrze a wałem korbowym, który zapewnia ruch pojazdu. System dystrybucji gazu odpowiada za wymianę gazową podczas pracy jednostki: dostęp tlenu atmosferycznego i zespołów paliwowych do silnika oraz terminowe usuwanie gazów powstałych podczas spalania.
Urządzenie najprostszego silnika tłokowego
Przedstawiono systemy pomocnicze:
- wlot, który dostarcza tlen do silnika;
- Paliwo, reprezentowane przez układ wtrysku paliwa;
- Zapłon, zapewniający iskrę i zapłon zespołów paliwowych do silników zasilanych benzyną (silniki wysokoprężne wyróżniają się samozapaleniem mieszanki z wysokich temperatur);
- System smarowania, który zmniejsza tarcie i zużycie współpracujących części metalowych za pomocą oleju maszynowego;
- Układ chłodzenia zapobiegający przegrzewaniu się części roboczych silnika, zapewniający cyrkulację specjalne płyny typ przeciw zamarzaniu;
- Układ wydechowy, który zapewnia odprowadzanie gazów do odpowiedniego mechanizmu, składającego się z zaworów wydechowych;
- Układ sterowania, który monitoruje pracę silnika spalinowego na poziomie elektronicznym.
Rozważany jest główny element roboczy w opisywanym węźle tłok silnika spalinowego,, który sam w sobie jest częścią prefabrykowaną.
Urządzenie tłok silnika spalinowego,
Schemat działania krok po kroku
Działanie silnika spalinowego opiera się na energii rozprężających się gazów. Są wynikiem spalania zespołów paliwowych wewnątrz mechanizmu. Ten fizyczny proces wymusza ruch tłoka w cylindrze. Paliwem w tym przypadku może być:
- Płyny (benzyna, olej napędowy);
- gazy;
- Tlenek węgla w wyniku spalania paliw stałych.
Praca silnika to ciągły cykl zamknięty, składający się z określonej liczby suwów. Najczęstsze ICE są dwojakiego rodzaju, różniące się liczbą uderzeń:
- Dwusuwowy, wytwarzający sprężenie i skok roboczy;
- Czterosuwowy - charakteryzujący się czterema etapami o tym samym czasie trwania: wlotowym, sprężającym, roboczym i końcowym - zwalniającym, oznacza to czterokrotną zmianę położenia głównego elementu roboczego.
Początek skoku zależy od położenia tłoka bezpośrednio w cylindrze:
- Górny martwy punkt (zwany dalej TDC);
- Dolny martwy punkt (zwany dalej BDC).
Studiując algorytm próbki czterosuwowej, możesz dokładnie zrozumieć zasada silnika samochodowego.
Zasada działania silnika samochodowego
Pobieranie odbywa się poprzez przejście od góry martwy środek przez całą wnękę roboczego cylindra tłokowego z jednoczesnym wycofaniem zespołu paliwowego. Oparte na cechy konstrukcyjne, może wystąpić mieszanie wchodzących gazów:
- W kolektorze układ dolotowy, dotyczy to silników benzynowych z wtryskiem rozproszonym lub centralnym;
- W komorze spalania, jeśli chodzi o silnik wysokoprężny, a także silnik na benzynę, ale z bezpośrednim wtryskiem.
Pierwszy środek przechodzi z otwartymi zaworami wlotu mechanizmu dystrybucji gazu. Liczba zaworów dolotowych i wydechowych, czas ich otwarcia, ich wielkość i stan zużycia to czynniki, które wpływają na moc silnika. Tłok w początkowej fazie kompresji jest umieszczony w BDC. Następnie zaczyna poruszać się w górę i ściskać zgromadzony zespół paliwowy do wielkości określonej przez komorę spalania. Komora spalania to wolna przestrzeń w cylindrze, która pozostaje pomiędzy górą a tłokiem w górnym martwym punkcie.
Drugi środek polega na zamknięciu wszystkich zaworów silnika. Szczelność ich przyczepności bezpośrednio wpływa na jakość kompresji zespołu paliwowego i jego późniejsze spalanie. Wpływ na jakość kompresji zespołów paliwowych mają również: duży wpływ poziom zużycia elementów silnika. Wyraża się w wielkości przestrzeni między tłokiem a cylindrem, w szczelności zaworów. Stopień sprężania silnika jest głównym czynnikiem wpływającym na moc silnika. Mierzy się go za pomocą specjalnego urządzenia, kompresometru.
Skok roboczy rozpoczyna się, gdy proces jest podłączony sytem zapłonu generowanie iskry. W tym przypadku tłok znajduje się w maksymalnym górnym położeniu. Mieszanina wybucha, uwalniają się gazy, tworząc wysokie ciśnienie krwi a tłok jest napędzany. Mechanizm korbowy z kolei aktywuje obrót wału korbowego, co zapewnia ruch samochodu. Wszystkie zawory systemów znajdują się w tym czasie w pozycji zamkniętej.
Udar ukończenia szkoły jest ostatnim w rozważanym cyklu. Wszystko zawory wydechowe są w pozycji otwartej, umożliwiając silnikowi „wydychanie” produktów spalania. Tłok powraca do punktu wyjścia i jest gotowy do rozpoczęcia nowego cyklu. Ten ruch przyczynia się do usunięcia system wydechowy a potem w środowisko, gazy odlotowe.
Schemat pracy silnika spalinowego, jak wspomniano powyżej, opiera się na cykliczności. Po szczegółowym rozważeniu, jak działa silnik tłokowy, możemy podsumować, że sprawność takiego mechanizmu nie przekracza 60%. Procent ten wynika z faktu, że w danej chwili skok roboczy wykonywany jest tylko w jednym cylindrze.
Nie cała energia otrzymana w tym czasie jest kierowana na ruch samochodu. Część z nich przeznacza się na utrzymanie koła zamachowego w ruchu, które dzięki bezwładności zapewnia działanie samochodu podczas pozostałych trzech suwów.
Pewna ilość energii cieplnej jest mimowolnie zużywana na ogrzewanie mieszkania i spalin. Dlatego o mocy silnika samochodowego decyduje liczba cylindrów, a w konsekwencji tzw. objętość silnika, obliczona według pewnego wzoru jako całkowita objętość wszystkich pracujących cylindrów.
- zapewnia przeniesienie sił mechanicznych na korbowód;
- odpowiada za uszczelnienie komory spalania paliwa;
- zapewnia terminowe usuwanie nadmiaru ciepła z komory spalania
Praca tłoka odbywa się w sposób złożony i na wiele sposobów niebezpieczne warunki- z podwyższoną warunki temperaturowe i zwiększone obciążenia, dlatego szczególnie ważne jest, aby tłoki do silników wyróżniały się wydajnością, niezawodnością i odpornością na zużycie. Dlatego do ich produkcji wykorzystywane są lekkie, ale ultrawytrzymałe materiały – żaroodporne stopy aluminium lub stali. Tłoki wykonuje się dwoma metodami - odlewanie lub tłoczenie.
Konstrukcja tłoka
Tłok silnika ma dość prosty projekt, który składa się z następujących części:
Volkswagen AG
- ICE głowica tłoka
- Sworzeń tłokowy
- Pierścień ustalający
- Szef
- Korbowód
- Wkładka stalowa
- Najpierw pierścień dociskowy
- Pierścień kompresyjny drugi
- Pierścień zgarniający olej
Cechy konstrukcyjne tłoka w większości przypadków zależą od typu silnika, kształtu jego komory spalania i rodzaju stosowanego paliwa.
Na dole
Dno może mieć różny kształt w zależności od funkcji jakie pełni - płaska, wklęsła i wypukła. Wklęsłe dno zapewnia więcej efektywna praca komory spalania przyczynia się jednak do powstawania większej ilości osadów podczas spalania paliwa. Wypukły kształt dna poprawia wydajność tłoka, ale jednocześnie zmniejsza wydajność procesu spalania mieszanka paliwowa w celi.
Pierścienie tłokowe
Pod spodem znajdują się specjalne rowki (rowki) do montażu pierścienie tłokowe... Odległość od dna do pierwszego pierścienia dociskowego nazywana jest pasem ogniowym.
Pierścienie tłokowe odpowiadają za bezpieczne połączenie cylindra z tłokiem. Zapewniają niezawodną szczelność dzięki ścisłemu dopasowaniu do ścianek cylindra, czemu towarzyszy naprężony proces tarcia. Olej silnikowy służy do zmniejszenia tarcia. Do produkcji pierścieni tłokowych stosuje się stop żeliwa.
Liczba pierścieni tłokowych, które można zamontować w tłoku, zależy od typu zastosowanego silnika i jego przeznaczenia. Systemy z jednym pierścień zgarniający olej oraz dwa pierścienie zaciskowe (pierwszy i drugi).
Pierścień zgarniający olej i pierścienie zaciskowe
Pierścień zgarniający olej zapewnia terminową eliminację nadmiaru oleju z wewnętrznych ścian cylindra, a pierścienie kompresyjne zapobiegają przedostawaniu się gazów do skrzyni korbowej.
Pierwszy pierścień dociskowy pochłania większość sił bezwładności podczas pracy tłoka.
Aby zmniejszyć obciążenia w wielu silnikach, w rowku pierścieniowym zamontowana jest stalowa wkładka, która zwiększa wytrzymałość i stopień kompresji pierścienia. Pierścienie zaciskowe mogą być wykonane w formie trapezu, beczki, stożka, z wycięciem.
Pierścień zgarniający olej w większości przypadków jest wyposażony w wiele otworów do spuszczania oleju, czasami w sprężynę rozprężną.
Sworzeń tłokowy
Jest to część rurowa, która odpowiada za niezawodne połączenie tłoka z korbowodem. Wykonany ze stopu stali. Podczas instalowania sworznia tłokowego w występach jest on ciasno zamocowany za pomocą specjalnych pierścieni ustalających.
Tłok, sworzeń tłokowy i pierścienie tworzą razem tzw grupa tłoków silnik.
Spódnica
Część prowadząca urządzenia tłokowego, która może być wykonana w formie stożka lub beczki. Płaszcz tłoka jest wyposażony w dwa występy do połączenia ze sworzniem tłokowym.
Aby zmniejszyć straty tarcia, na powierzchnię osłony nakłada się cienką warstwę środka przeciwciernego (często stosuje się grafit lub dwusiarczek molibdenu). Dolna część spódnicy wyposażona jest w pierścień zgarniający olej.
Obowiązkowym procesem pracy urządzenia tłokowego jest jego chłodzenie, które można przeprowadzić następującymi metodami:
- rozpylanie oleju przez otwory w korbowodzie lub dyszy;
- ruch oleju wzdłuż cewki w głowicy tłoka;
- dostarczanie oleju do obszaru pierścieni przez kanał pierścieniowy;
- mgła olejowa
Część uszczelniająca
Część uszczelniająca i korona są połączone w formie głowicy tłoka. W tej części urządzenia znajdują się pierścienie tłokowe - zgarniacz oleju oraz pierścienie dociskowe. Kanały pierścieniowe mają małe otwory, przez które zużyty olej dostaje się do tłoka, a następnie spływa do skrzyni korbowej silnika.
Ogólnie rzecz biorąc, tłok silnika spalinowego jest jedną z najbardziej obciążonych części, która poddawana jest silnym efektom dynamicznym i jednocześnie termicznym. Nakłada to zwiększone wymagania zarówno na materiały użyte do produkcji tłoków, jak i na jakość ich wykonania.
Tak więc naszym pierwszym zadaniem jest zrozumienie, co to jest silnik. Wynikiem pracy silnika jest obecność momentu obrotowego na jego wał korbowy.
Silnik składa się z dwa mechanizmy:
1- Korba- korbowód mechanizm (KShM, mechanizm korbowy) służy do zamiany ruchu posuwisto-zwrotnego tłoka w cylindrze na ruch obrotowy wału korbowego silnika.
2 — Mechanizm dystrybucji gazu (czas, mechanizm dystrybucji gazu) zaprojektowany z myślą o terminowej dostawie silnika mieszanina palna, a także do uwalniania spalin.
W tej części przeanalizujemy te części silnika, które odnoszą się do KShM. Patrząc w przyszłość, przeczytam całą listę tych części, które się składają KSzM.
Więc, mechanizm korbowy zawiera:
- Koło zamachowe
- Tłoki z pierścieniami i szpilkami
- Blok cylindrów ze skrzynią korbową
- Głowice cylindrów,
- miska olejowa
Jeżeli wynikiem pracy jest obecność momentu obrotowego na wale korbowym, to jedną z części silnika jest wał korbowy.
1. Wał korbowy (wał korbowy)
Wał korbowy pokazano na poniższym rysunku:
Wał korbowy silnika z kołem zamachowym składa się z:
1 - wał korbowy silnika; 2 - koło zamachowe z wieńcem zębatym;
3 - szyjka korbowodu; 4 - szyja korzeniowa (podporowa); 5 - przeciwwaga
Koło zamachowe To masywna metalowa tarcza przymocowana do wału korbowego silnika. koło zamachowe zawsze stara się utrzymać stan, z którego zostało wyjęte. Nabranie rozpędu zajmuje dużo czasu, wygładzając w ten sposób skoki. Spowalnia też na długi czas. Krótko mówiąc, dzięki swojej bezwładności tworzy płynne przejścia z jednej prędkości na drugą. Ponadto jego bezwładność pełni rolę akumulatora energii. Jeśli zakręciłeś kołem zamachowym i poświęciłeś trochę pracy, jest ono w stanie wykonać tę samą pracę, dopóki się nie zatrzyma. Z grubsza mówiąc jest to rodzaj stabilizatora, który chroni silnik przed skokami i wstrząsami.
Teraz zwróćmy uwagę dziennik korbowodu;... Ma taką nazwę, ponieważ jest do niego przymocowany korbowód.
2. Korbowód
Korbowód- ruchoma część mechanizmu korbowego silnika, łącząca tłok z wałem korbowym i przenosząca siłę z tłoka na wał korbowy silnika spalinowego (ICE), przekształcająca ruch translacyjny tłok w ruchu obrotowym wału korbowego.
Wał korbowy i części grupy korbowód-tłok pokazano na poniższym rysunku:
1 - wał korbowy; 2 - panewka łożyska korbowodu; 3 - śruba pokrywy korbowodu; 4 - sworzeń tłokowy; 5 - pierścień ustalający; 6 - tuleja głowicy korbowodu; 7 - korbowód; 8 - osłona korbowodu; 9 - nakrętka osłony korbowodu
Tak więc korbowód jest przymocowany do wału korbowego. Z kolei korbowód jest połączony z tłokiem.
3. Tłok (tłok)
Tłok - część mechanizmu korbowego silnika, która bezpośrednio odbiera ciśnienie ze spalania mieszaniny roboczej w cylindrze
Tłok pokazano na poniższym rysunku:
Głowica cylindra zawiera komory spalania, otwory dolotowe i wydechowe, gwintowane otwory na świece zapłonowe oraz kanały chłodziwa. Gniazda i prowadnice zaworów wykonane ze specjalnego żeliwa żaroodpornego są schładzane do podgrzanej głowicy zaworu, dzięki czemu po wyrównaniu temperatury zapewnione jest wysokie naprężenie w złączu.
Więc dowiedzieliśmy się, jak nazywa się część serca samochodu mechanizm korbowy... Teraz wiemy, że silnik składa się ze skrzyni korbowej, w której znajduje się wał korbowy z kołem zamachowym. Korbowody są przymocowane do wału korbowego, a tłoki są przymocowane do korbowodów. Z kolei tłoki poruszają się w tulejach cylindrowych. Cała ta konstrukcja jest pokryta głowicą cylindra. Ta ostatnia jest początkiem opowieści o drugiej stronie silnika – mechanizmie dystrybucji gazu. Napiszę o nim w kolejnej wiadomości.
Polecam film do przypinania:
PS Czekam na Państwa życzenia, sugestie, opinie i komentarze.