Tipuri de pistoane Un piston este o parte a motorului unei mașini

Cel mai faimos și utilizat pe scară largă în întreaga lume dispozitive mecanice sunt motoarele combustie interna(denumit în continuare DVS). Gama lor este extinsă și diferă într-o serie de caracteristici, de exemplu, numărul de cilindri, al căror număr poate varia de la 1 la 24, combustibilul utilizat.

Funcționarea unui motor cu ardere internă cu piston

Motor cu combustie internă cu un singur cilindru poate fi considerată cea mai primitivă, dezechilibrată și neuniformă cursă, în ciuda faptului că este punctul de plecare în crearea unei noi generații de motoare cu mai multe cilindri. Astăzi sunt folosite în modelarea aeronavelor, în producția de unelte agricole, de uz casnic și de grădină. Folosit pe scară largă în industria auto motoare cu patru cilindriși dispozitive mai solide.

Cum funcționează și în ce constă?

Motor alternativ cu ardere internă are o structură complexă și constă din:

• Carcasă, inclusiv un bloc cilindric, o chiulasă;
• mecanism de distribuție a gazelor;
• Mecanism manivelă (denumit în continuare KShM);
• O serie de sisteme auxiliare.

KShM este o legătură între energia eliberată în timpul arderii amestecului combustibil-aer (denumit în continuare FA) în cilindru și arborele cotit, care asigură mișcarea mașinii. Sistemul de distribuție a gazelor este responsabil pentru schimbul de gaze în timpul funcționării unității: accesul ansamblurilor de oxigen și combustibil atmosferic la motor și îndepărtarea în timp util a gazelor formate în timpul arderii.

Dispozitivul celui mai simplu motor cu piston

Sunt prezentate sistemele auxiliare:

• Admisie, furnizând oxigen motorului;
• Combustibil, reprezentat de un sistem de injecție de combustibil;
• Aprindere, care asigură o scânteie și aprinderea ansamblurilor de combustibil pentru motoarele care funcționează pe benzină (motoarele diesel sunt caracterizate prin autoaprinderea amestecului de la temperatură ridicată);
• Un sistem de lubrifiere care reduce frecarea și uzura pieselor metalice în contact folosind ulei de mașină;
• Sistem de racire, care previne supraincalzirea partilor de lucru ale motorului, asigurand circulatia lichide speciale tip antigel;
• Un sistem de evacuare care asigură eliminarea gazelor în mecanismul corespunzător, format din supape de evacuare;
• Un sistem de control care asigură monitorizarea funcționării motorului cu ardere internă la nivel electronic.

Este luat în considerare principalul element de lucru din nodul descris pistonul motorului cu ardere internă, care în sine este o piesă prefabricată.

Dispozitiv cu piston ICE

Diagrama de funcționare pas cu pas

Funcționarea unui motor cu ardere internă se bazează pe energia gazelor în expansiune. Sunt rezultatul arderii ansamblurilor de combustibil din interiorul mecanismului. Acest proces fizic forțează pistonul să se miște în cilindru. Combustibilul în acest caz poate fi:

• Lichide (benzină, motorină);
• gaze;
• Monoxid de carbon ca urmare a arderii combustibililor solizi.

Funcționarea motorului este un ciclu închis continuu format dintr-un anumit număr de cicluri. Cele mai comune motoare cu ardere internă sunt de două tipuri, care diferă prin numărul de cicluri:

1. În doi timpi, producând compresie și cursă;
2. În patru timpi - sunt caracterizate de patru etape de aceeași durată: admisie, compresie, cursă de lucru și eliberarea finală, aceasta indică o schimbare de patru ori a poziției elementului principal de lucru.

Începutul cursei este determinat de locația pistonului direct în cilindru:

• Centru mort superior (denumit în continuare TDC);
• Punct mort inferior (denumit în continuare BDC).

Studiind algoritmul eșantionului în patru timpi, puteți înțelege temeinic principiul de funcționare al unui motor de mașină.

Principiul de funcționare al unui motor de mașină

Admisia are loc prin trecerea din punctul mort superior prin întreaga cavitate a cilindrului pistonului de lucru cu retragerea simultană a ansamblului combustibil. Bazat pe caracteristici structurale, amestecarea gazelor de intrare poate avea loc:

• În colector sistem de admisie, acest lucru este valabil dacă motorul este pe benzină cu injecție distribuită sau centrală;
• În camera de ardere, dacă vorbim despre un motor diesel, precum și despre un motor care funcționează pe benzină, dar cu injecție directă.

Prima măsură funcționează cu supapele de admisie deschise ale mecanismului de distribuție a gazelor. Numărul supapelor de admisie și evacuare, timpul lor deschis, dimensiunea și starea lor de uzură sunt factori care afectează puterea motorului. Pistonul din stadiul inițial de compresie este plasat la BDC. Ulterior, începe să se miște în sus și să comprima ansamblul combustibil acumulat la dimensiunile determinate de camera de ardere. Camera de ardere este spațiul liber din cilindru care rămâne între vârful cilindrului și pistonul din partea de sus. centru mort.

A doua măsură presupune închiderea tuturor supapelor motorului. Densitatea potrivirii lor afectează în mod direct calitatea compresiei ansamblului de combustibil și aprinderea ulterioară a acestuia. De asemenea, calitatea compresiei TVS are influență mare nivelul de uzură al componentelor motorului. Se exprimă prin dimensiunea spațiului dintre piston și cilindru, în etanșeitatea supapelor. Nivelul de compresie al unui motor este principalul factor care influențează puterea acestuia. Se măsoară cu un dispozitiv special de măsurare a compresiei.

cursa de lucru începe când este conectat la proces sistem de aprindere care generează o scânteie. Pistonul este în poziția maximă superioară. Amestecul explodează, se eliberează gaze, creând tensiune arterială crescută iar pistonul este pus în mișcare. Mecanismul manivelă, la rândul său, activează rotația arborelui cotit, ceea ce asigură mișcarea mașinii. Toate supapele sistemului sunt în poziția închisă în acest moment.

cursa de absolvire este cel final din ciclul considerat. Tot supape de evacuare sunt în poziția deschisă, permițând motorului să „expuleze” produșii arderii. Pistonul revine la punctul de pornire și este gata să înceapă un nou ciclu. Această mișcare contribuie la eliberarea sistem de evacuare si apoi in mediu inconjurator, gaze reziduale.

Schema de funcționare a unui motor cu ardere internă, după cum sa menționat mai sus, se bazează pe ciclicitate. Luând în considerare în detaliu, Cum functioneazã motor cu piston , se poate rezuma că eficiența unui astfel de mecanism nu este mai mare de 60%. Acest procent se datorează faptului că la un moment dat, ciclul de lucru se realizează într-un singur cilindru.

Nu toată energia primită în acest moment este direcționată către mișcarea mașinii. O parte din el este cheltuită pentru menținerea volantului în mișcare, care, prin inerție, asigură funcționarea mașinii în timpul celorlalte trei cicluri.

O anumită cantitate de energie termică este cheltuită involuntar pentru încălzirea carcasei și a gazelor de eșapament. De aceea, puterea motorului unei mașini este determinată de numărul de cilindri și, ca urmare, de așa-numita dimensiune a motorului, calculată conform unei anumite formule ca volumul total al tuturor cilindrilor de lucru.

Pistoanele trebuie să reziste la temperaturi foarte ridicate și presiune ridicata pe parcursul tuturor celor patru cicluri. Pistoanele sunt testate sarcini mari, mai ales la motoarele upprated și de curse. motor turbo, supraalimentatoare mecanice sau injectarea de protoxid de azot, sunt mai pretențioase cu privire la rezistența pistonului. Adăugați la asta posibilitatea unei explozii și cereți prea mult de la acești melci. La impuls mare motor, unde sarcina este de a obține puterea maximă, utilizarea pistoanelor turnate nu este suficientă. Toate părțile pistonului sunt prezentate în figura de mai jos.

Un exemplu este un piston de motor diesel.

Productie pistoane

De obicei, pistoanele OEM sunt fabricate dintr-un aliaj eutectic turnat cu precizie și sunt formulate cu un conținut ridicat de silice. Aceste pistoane sunt mult mai puternice și mai stabile decât pistoanele turnate convenționale și pot fi folosite până la aproximativ 400 de cai putere.

Pistoanele forjate au o tehnologie de producție mai complexă, dar au și cea mai bună performanță. În prima etapă, o bucată de aliaj de aluminiu fierbinte este forjată și apoi prelucrată în formă. Piesa de prelucrat cu piston intră în mașina CNC, după care se obține o piesă de înaltă precizie. Pistoanele forjate sunt mai scumpe, în principal din cauza cantității de deșeuri și a prelucrării CNC.

Aceste machete arată grosimea pistonului pentru turbocompresor (stânga) și pentru injectarea de protoxid de azot (dreapta)

Construirea unui motor cu compresie ridicată sau supraalimentat înseamnă utilizarea pistoanelor forjate care pot rezista mai bine la temperaturi ridicate și presiuni mari.

Găuri verticale de gaz

Aceste găuri mici, verticale din coroana pistonului de jur împrejur permit presiunii de ardere a amestecului de combustibil să pătrundă dincolo de primul inel de compresie. Aceasta crește etanșeitatea camerei de ardere dar crește și uzura inelului (presiunea apasă puternic inelul pe pereții cilindrului). În timpul funcționării, pe lângă cursa de putere, primul inel de compresie este supus unei presiuni normale, ca în piston convenționalși, în consecință, o forță de frecare mai mică; de fapt, în aceste moduri nu este nevoie să apăsați puternic inelul pe cilindru.

Astfel de scheme de piston sunt adesea folosite în cursele de tragere.

Găurile verticale, datorită presiunii în modul de cursă, permit ca inelul de compresie superior să fie apăsat pe cilindru pentru a asigura o etanșare mai bună.

Găuri laterale de gaz în canelurile inelelor

Acestea sunt adâncituri foarte puțin adânci făcute în partea superioară a canelurii superioare a inelului pistonului în jurul întregii circumferințe a pistonului, care permit gazelor să preseze inelul pe planul inferior al canelurii segmentului pistonului și, prin urmare, să mărească etanșeitatea.

Acest tip este adesea folosit în circuitul de curse.

Caneluri mici de la inelul superior până la marginea inferioară a pistonului - zonă de căldură.

Caneluri mari, unele fac un teren de vârf abia vizibil.

Unele pistoane au o serie de caneluri înguste în jurul pistonului, între primul inel de compresie și marginea inferioară a pistonului. Aceste adâncituri sunt realizate pentru a reduce zona de contact cu cilindrul atunci când pistonul este în vârf sau fund mort punct. De asemenea, aceste șanțuri servesc la stingerea flăcării în drum spre inel.

canelura de compensare

Canelura de compensare se face pe jumperul dintre inelele de compresie. Această adâncitură creează un volum suplimentar pentru ca gazele să străpungă primul inel, reducând astfel presiunea dintre inele și acest lucru asigură o fluctuație mai mică a primului inel, este mai bine păstrat în partea de jos a canelurii sale, menținând în același timp etanșeitatea camerei de ardere. .

Consultați și următoarele articole caracteristici de proiectare

1. Enumerați elementele pistonului și explicați scopul lor, explicați condițiile de lucru ale pistonului.

În proiectarea pistonului, se obișnuiește să se distingă următoarele elemente:

capul 1 și fusta 2. Capul include fundul Z, foc (flacără) 4 și

etanșare 5 curele. Fusta pistonului este formată din boșe b și o parte de ghidare.

Configurația complexă a pistonului, care se schimbă rapid în mărime și direcție a fluxurilor de căldură care acționează asupra elementelor sale, duce la o distribuție neuniformă a temperaturilor pe volumul său și, ca urmare, la tensiuni și deformații termice locale semnificative care variază în timp.

Căldura furnizată pistonului prin capul său, care este în contact cu fluidul de lucru din cilindrul motorului, este îndepărtată către sistemul de răcire prin elementele sale individuale în următorul raport,%: în peretele răcit al cilindrului prin inele de compresie - 60 ... 70, prin manta pistonului - 20 ...30, în sistemul de lubrifiere prin suprafața interioară a fundului pistonului - 5...10. De asemenea, pistonul percepe o parte din căldura degajată ca urmare a frecării dintre cilindru și grupul de piston.

Elementele principale ale designului pistonului

Canelură pentru primul inel de compresie

Canelură pentru al doilea inel de compresie

Îngropare săritori

Groove sub inel racletor de ulei

Probă de scurgere de ulei

"Frigider"

Fusta piston

Seful gaurii degetelor

Se descarcă preluarea

Canelura inelului de reținere

gaura pentru degete

Fusta piston

Cap de piston

Inserție Ni-rezist

Cavitate răcită cu ulei

Camera de ardere

deplasator conic

Cap de piston

Pistonul este una dintre cele mai importante părți ale unui motor cu ardere internă. Transferă energia de ardere a combustibilului prin știft și biela către arborele cotit. Împreună cu inelele, etanșează cilindrul de pătrunderea produselor de ardere în carter. În timpul funcționării, pistonul este supus unor sarcini mecanice și termice mari.

Presiunea maximă în cilindru care apare în timpul arderii amestecului combustibil-aer poate ajunge la 65-80 bar la un motor pe benzină și 80-160 bar la un motor diesel. Aceasta este echivalentă cu o forță de câteva tone care acționează asupra pistonului unui motor de mașină și cu zeci de tone asupra pistonului unui motor diesel greu.

În timpul funcționării, pistonul are o mișcare alternativă, accelerând periodic la viteze mai mari de 100 km/h și apoi decelerând până la zero. Un astfel de ciclu are loc cu o viteză dublă a arborelui cotit, adică. la 6000 rpm, ciclul accelerare-decelerare are loc la o frecventa de 200 Hz.

Valoarea maximă a acceleraţiilor atribuibile punctelor moarte superioare şi inferioare poate ajunge la 15000-20000 m/s 2 , ceea ce corespunde unei supraîncărcări de 1500-2000g. Când lansează o rachetă în spațiu, un astronaut experimentează pentru scurt timp supraîncărcări de 150 de ori mai puține. Din acțiunea accelerațiilor apar forțe inerțiale în mărime proporțională cu cele care acționează din presiunea în timpul arderii.

Arderea amestecului aer-combustibil are loc la o temperatură de 1800-2600°C. Această temperatură este mult mai mare decât punctul de topire al aliajului de piston pe bază de aluminiu (~700°C). Pentru a nu se topi, pistonul trebuie răcit eficient prin transferul căldurii din camera de ardere prin inele, manta, pereții cilindrului, bolț și suprafața interioară a lichidului de răcire și a uleiului. Când pistonul este încălzit, rezistența la tracțiune a materialului scade, tensiunile termice apar din scăderile de temperatură de-a lungul corpului său, care sunt suprapuse tensiunilor de la forțele de presiune a gazului și forțele de inerție. Astfel, condițiile de funcționare ale pistonului pot fi definite ca fiind foarte dificile.

Pentru ca pistonul să reziste acestor influențe, acesta trebuie să fie ușor, durabil, rezistent la uzură și să conducă bine căldura. Tot condițiile enumerate trebuie luate în considerare în proiectare. Forma suprafețelor interne și a elementelor structurale ale pistonului trebuie să ofere rezistența și performanța specificate datorită distribuției și utilizării raționale a materialului.

O atenție deosebită este acordată formei suprafeței exterioare. Profilul exterior al suprafeței laterale a pistonului este format ținând cont de deformațiile de la sarcini mecanice (presiunea gazului și forțele de inerție) și efect termic de la arderea amestecului aer-combustibil în așa fel încât, în niciun caz, blocarea în cilindru, pătrunderea gazelor fierbinți în carter, arderea camerei de ardere să nu aibă loc.

Temperatura pistonului în zona camerei de ardere (pe partea inferioară) este mai mare decât pe mantă, dilatarea termică a capului este mai mare decât manta, prin urmare pistonul în stare rece este în formă de butoi, cu scăderea diametrului de la fustă la cap.

Forța de presiune a gazului, forțele de inerție și forța laterală deformează pistonul astfel încât fusta se ovalizează. Pentru a compensa această deformare, pistonul este realizat inițial cu o „antielipsă”, a cărei axă majoră este situată perpendicular pe axa orificiului știftului.

Distanța dintre piston și cilindru trebuie menținută la minimum pentru a preveni zgomotul, în special la un motor rece. Dar acestea ar trebui să fie suficiente pentru a preveni blocajele atunci când motorul funcționează cald.

Forma în formă de butoi și ovală a suprafeței exterioare, pe lângă compensarea deformărilor corespunzătoare din forța și efectele termice, asigură formarea unei pelicule de ulei între piston și cilindru (ungere hidrodinamică)

Caracteristicile de proiectare ale pistonului

Detaliile legate de elementele structurale ale pistoanelor vor oferi o înțelegere mai profundă a complexității provocărilor cu care se confruntă producătorii.

Capul pistonului este partea superioară, care include partea inferioară și zona canelurilor pentru inelele pistonului. Împreună cu chiulasa, coroana pistonului formează camera de ardere. Camera de ardere poate fi realizată și în cap. Presiunea gazului și căldura de la arderea combustibilului acționează pe fund. Capul pistonului trebuie:

Asigurați o bună formare a amestecului și completitatea arderii combustibilului;

Mentine rezistenta la temperaturi ridicate;

Asigurați îndepărtarea căldurii din partea de jos;

Transferați forța către știftul pistonului și tija prin boșe;

Furnizați o resursă specificată pentru uzura canelurilor pentru segmentele pistonului.

V motoare diesel cu injecție directă, camera de ardere, de regulă, se realizează într-un piston și are o mare influență asupra proceselor de formare și ardere a amestecului.

La motoarele diesel cu injecție precamerală și motoarele pe benzină, coroana pistonului este plată sau are mici adâncituri.

Capul pistoanelor din aluminiu poate fi anodizat (aplicat un strat protector de oxid). La motoarele diesel, camera de ardere poate fi consolidată prin armarea cu fibre sinterizate într-un proces de turnare prin injecție.

Canelurile inelului pistonului sunt situate pe suprafața laterală a capului pistonului. De obicei, sunt trei dintre ele: două pentru compresie și unul pentru inele raclete de ulei. Inelele pistonului formează o etanșare între piston și peretele cilindrului, împiedicând gazele fierbinți să scape în carter și uleiul să intre în camera de ardere.

Punțile dintre caneluri (în special între prima și a doua pentru inelele de compresie) sunt supuse unor sarcini mecanice și termice mari - 50-60% din căldură este îndepărtată către cilindru prin inelele de compresie.

Încălzirea neuniformă și dilatarea termică a capului pot duce la deformarea canelurilor. Acest lucru afectează negativ consumul de ulei și provoacă uzura peretelui cilindrului și a canelurii în sine. Pentru a elimina acest fenomen, canelurile inelare sunt realizate la un unghi usor astfel incat marginile exterioare sa fie mai sus decat cele interioare. Acest lucru previne o înclinare nedorită în jos a secțiunii transversale a canelurii în timpul condițiilor de funcționare.

Canelurile inelelor de compresie superioare sunt supuse unor cerințe deosebit de stricte, în special la motoarele diesel cu un grad înalt comprimare. Pentru a întări aceste caneluri, acestea sunt adesea întărite cu inserții speciale din ni-rezist (fontă aliată cu nichel), sau zona canelurii este întărită prin retopire cu plasmă cu adăugarea de componente de aliere. Aceste măsuri cresc rezistența la uzură și reduc zgomotul în motorul diesel.

Cele mai comune tipuri de inserții sunt disponibile cu laturi paralele și inserții cu laturi conice. Inserțiile Ni-rezist sunt disponibile cu o singură canelură sau, la unele motoare diesel de mare putere, cu două caneluri pentru inele de compresie. Uneori, o bandă de oțel inoxidabil este atașată la suprafața de capăt inferioară a canelurii primului inel de compresie, care îndeplinește aceeași funcție ca și insertul ni-rezist.

Forțe variabile semnificative și fluxuri de căldură sunt transmise prin bolțul pistonului în timpul funcționării. Prin urmare, suprafețele orificiilor de știft din piston trebuie prelucrate cu mare precizie, în timp ce rugozitatea suprafeței poate ajunge la 0,1 µm. Pentru a reduce tensiunile pe marginile boșajelor și în știft, se face uneori un con cu un unghi mic (mai puțin de 1 grad) pe interiorul găurilor.

O tehnică de proiectare importantă pentru reducerea zgomotului care apare atunci când pistonul este deplasat în apropierea punctului mort superior este deplasarea orificiului știftului de pe axa pistonului în direcția laterală a mantalei pistonului care percepe forța laterală în timpul cursei de lucru. În acest caz, trebuie aplicat un marcaj pe piston pt instalare corectăîn motor.

Acoperiri

Pentru a îmbunătăți performanța pistoanelor într-un motor, suprafața lor este adesea supusă diferitelor tipuri de procesare, în special, i se aplică acoperiri. Aceste acoperiri îndeplinesc două funcții principale:

Îmbunătățirea rulajului pistonului. De obicei se aplică pe fustă și se uzează după un anumit timp în timpul etapei de rodare a motorului;

Îmbunătățirea proprietăților mecanice ale suprafeței pistonului (duritate, rezistență la uzură). Unele acoperiri rămân pe piston pe toată durata funcționării acestuia, prevenind eroziunea, fisurarea și îmbunătățind proprietățile anti-fricțiune.

Capul pistonului motoarelor diesel este uneori anodizat (acoperit cu alumină) pentru a reduce temperatura materialului de bază și riscul de fisurare a capului cauzat de solicitările termice mari în timpul funcționării.

2. Dispozitivul și principiul de funcționare a pompei de injecție de combustibil de tip distribuție.

O astfel de pompă este utilizată pentru motoarele diesel cu 3, 4, 5 și 6 cilindri ale mașinilor, tractoarelor și camioanelor cu o putere de până la 20 kW per cilindru. Pompele de tip distribuție pentru motoarele cu injecție directă asigură presiuni de până la 700 bar la viteze de până la 2400 min-1.

Pompă de combustibil
Această pompă de tip palete este folosită pentru alimentarea cu combustibil din rezervor și, împreună cu supapa de control al livrării, creează o presiune care crește direct proporțional cu viteza. arbore cotit motor.

Pompa de inalta presiune
Pompa de tip distribuitor include un singur kit de piston și bucșă pentru a alimenta toți cilindrii cu piston. De aceea sistemul se numește...

Deci prima noastră sarcină este să înțelegem ce este motor. Rezultatul motorului este prezența cuplului pe acesta arbore cotit.

Motorul este format din doua mecanisme:

1- manivelă- biela mecanism (KShM, mecanism manivelă) conceput pentru a transforma mișcarea alternativă a pistonului din cilindru în mișcarea de rotație a arborelui cotit al motorului.

2 — Mecanism de distribuție a gazului (sincronizare, mecanism de distribuție a gazului) conceput pentru alimentarea la timp a motorului amestec combustibil, precum și pentru eliberarea gazelor de eșapament.

În această parte, vom analiza acele părți ale motorului care se referă la arborele cotit. Privind in viitor, voi anunta intreaga lista a acelor detalii care alcatuiesc KShM.

Asa de, mecanism manivelă este format din:

• Volant
• Pistoane cu inele și știfturi
• Bloc cilindri cu carter
• chiulasa,
• baia de ulei de motor

Dacă rezultatul lucrării este prezența cuplului pe arborele cotit, atunci una dintre părțile motorului este arborele cotit.

1. Arborele cotit (arborele cotit)

Arborele cotit este prezentat în figura de mai jos:

Arborele cotit al motorului cu volanta este format din:
1 - arborele cotit al motorului; 2 - volant cu un inel dințat;
3 - gat de biela; 4 - rădăcină (suport) gât; 5 - contragreutate

volant- Acesta este un disc metalic masiv care este montat pe arborele cotit al motorului. volantul incearca intotdeauna sa mentina starea din care este scos. El capătă avânt pentru o lungă perioadă de timp, netezind astfel salturile. De asemenea, încetinește mult timp. Pe scurt, datorită inerției sale, creează tranziții line de la o viteză la alta. În plus, inerția sa joacă rolul unui acumulator de energie. Ei bine, dacă rotiți volantul, în timp ce cheltuiți munca, este capabil să facă aceeași muncă până când se oprește. În linii mari, acesta este un fel de stabilizator care protejează motorul de supratensiuni și șocuri.

Acum să fim atenți manivelă. Are acest nume pentru că i se atașează o tijă.

2. Biela

biela- o parte mobilă a mecanismului manivelă al motorului, care conectează pistonul și arborele cotit și transmite forța de la piston la arborele cotit al motorului cu ardere internă (ICE), transformând mișcarea de translație a pistonului în mișcare de rotație a arborelui cotit.

Arborele cotit și piese biela și grupul de piston prezentat in poza de mai jos:

1 - arbore cotit; 2 - inserția lagărului de biela; 3 – un șurub de fixare a unui capac al unei tije; 4 - bolt piston; 5 - inel de reținere; 6 - bucșa capului bielei; 7 - biela; 8 - capac biela; 9 – o piuliță de fixare a unui capac al unei tije

Deci, înseamnă că o biela este atașată la arborele cotit. Și biela, la rândul său, este conectată la piston.

3. Piston

Pistonul este o parte a mecanismului de manivelă al motorului care percepe direct presiunea din amestecul de lucru care arde în cilindru.

Pistonul este prezentat în imaginea de mai jos:

Chiulasa are camere de ardere, orificii de admisie si evacuare, orificii filetate pentru instalarea bujiilor si canale de racire. Scaunele si ghidajele supapelor, din fonta speciala termorezistenta, se introduc in capul preincalzit in timp ce sunt racite, ceea ce asigura o tensiune mare in racord dupa egalizarea temperaturii.

Așa că am învățat cum se numește partea din inima mașinii mecanism manivelă. Acum știm că motorul constă dintr-un carter în care este instalat un arbore cotit cu un volant. Bielele sunt atașate la arborele cotit, iar pistoanele sunt atașate la biele. Pistoanele, la rândul lor, rulează în căptușele cilindrilor. Toată această structură este acoperită de chiulasa. Acesta din urmă servește drept început pentru o poveste despre cealaltă parte a motorului - mecanismul de distribuție a gazului. Voi scrie despre asta în următoarea mea postare.

Recomand un videoclip pentru reparare:

P.S. Aștept cu nerăbdare urările, sugestiile, opiniile și comentariile voastre.

În grupul cilindru-piston (CPG), are loc unul dintre procesele principale, datorită căruia funcționează motorul cu ardere internă: eliberarea de energie ca urmare a arderii amestecului aer-combustibil, care este ulterior transformată în actiune mecanica- rotatia arborelui cotit. Componenta principală de lucru a CPG este pistonul. Datorită lui, se creează condițiile necesare arderii amestecului. Pistonul este prima componentă implicată în conversia energiei primite.

Piston motor cilindric. Este situat în căptușeala cilindrului motorului, este un element mobil - în procesul de funcționare efectuează mișcări alternative, datorită cărora pistonul îndeplinește două funcții.

1. La mișcare înainte pistonul reduce volumul camerei de ardere prin comprimare amestec de combustibil, care este necesar pentru procesul de ardere (în motoare diesel aprinderea amestecului are loc din cauza comprimarii sale puternice).
2. După aprinderea amestecului aer-combustibil din camera de ardere, presiunea crește brusc. În efortul de a crește volumul, împinge pistonul înapoi și funcționează mișcare de întoarcere transmis prin biela arborelui cotit.

PROIECTA

Dispozitivul piesei include trei componente:

1. Fund.
2. Partea de etanșare.
3. Fusta.

Aceste componente sunt disponibile atât în ​​pistoane solide (cea mai comună opțiune), cât și în piese compozite.

FUND

De jos - principal suprafata de lucru, deoarece acesta, pereții manșonului și capul blocului formează o cameră de ardere în care este ars amestecul de combustibil.

Principalul parametru al fundului este forma, care depinde de tipul de motor cu ardere internă (ICE) și de caracteristicile sale de proiectare.

V motoare în doi timpi se folosesc pistoane, în care partea inferioară a unei forme sferice este proeminența fundului, aceasta crește eficiența umplerii camerei de ardere cu un amestec și îndepărtarea gazelor de eșapament.

În patru timpi motoare pe benzină fundul este plat sau concav. În plus, la suprafață sunt realizate adâncituri tehnice - adâncituri pentru plăcile supapelor (elimină posibilitatea unei coliziuni între piston și supapă), adâncituri pentru a îmbunătăți formarea amestecului.

La motoarele diesel, adânciturile din partea inferioară sunt cele mai dimensionale și au formă diferită. Astfel de adâncituri sunt numite camere de ardere cu piston și sunt concepute pentru a crea turbulențe atunci când aerul și combustibilul sunt furnizate cilindrului pentru a asigura o mai bună amestecare.

Partea de etanșare este proiectată pentru a instala inele speciale (compresie și racletă de ulei), a căror sarcină este să elimine spațiul dintre piston și peretele căptușelii, prevenind pătrunderea gazelor de lucru în spațiul de sub piston și a lubrifianților în ardere. camera (acești factori reduc randamentul motorului). Acest lucru asigură că căldura este îndepărtată de la piston către manșon.

PARTEA DE ETANSARE

Partea de etanșare include caneluri în suprafața cilindrică a pistonului - caneluri situate în spatele fundului și punți între caneluri. La motoarele în doi timpi, în caneluri sunt plasate suplimentar inserții speciale, de care se sprijină încuietorile inelelor. Aceste inserții sunt necesare pentru a elimina posibilitatea ca inelele să se rotească și să-și introducă încuietorile în ferestrele de intrare și de evacuare, ceea ce poate provoca distrugerea lor.


Saritorul de la marginea fundului la primul inel se numeste zona de caldura. Această centură percepe cel mai mare impact asupra temperaturii, astfel încât înălțimea sa este selectată în funcție de condițiile de lucru create în interiorul camerei de ardere și a materialului pistonului.

Numărul de caneluri realizate pe partea de etanșare corespunde numărului inele de piston(și pot fi folosite 2 - 6). Cel mai comun design este cu trei inele - două de compresie și o racletă de ulei.

În canelura pentru inelul răzuitor de ulei, sunt făcute găuri pentru stiva de ulei, care este îndepărtată de inelul de pe peretele manșonului.

Împreună cu partea inferioară, partea de etanșare formează capul pistonului.

FUSTA

Fusta acționează ca ghid pentru piston, împiedicându-l să-și schimbe poziția față de cilindru și asigurând doar mișcarea alternativă a piesei. Datorită acestei componente, se realizează o legătură mobilă a pistonului cu biela.

Pentru conectare se fac orificii in manta pentru instalarea tijului pistonului. Pentru a crește rezistența în punctul de contact al degetului, pe interiorul fustei sunt realizate influxuri masive speciale numite boss.

Pentru a fixa bolțul pistonului în piston, în orificiile de montare pentru acesta sunt prevăzute caneluri pentru inelele de reținere.

TIPURI DE PISTONE

Există două tipuri de pistoane utilizate în motoarele cu ardere internă. dispozitiv constructiv- integrală și compusă.

Piesele dintr-o bucată sunt realizate prin turnare, urmată de prelucrare. În procesul de turnare, un semifabricat este creat din metal, căruia i se dă forma generală a piesei. În plus, la mașinile de prelucrare a metalelor, suprafețele de lucru sunt prelucrate în piesa de prelucrat rezultată, sunt tăiate caneluri pentru inele, se fac găuri și adâncituri tehnologice.

V elementele constitutive capul și fusta sunt separate și sunt asamblate într-o singură structură în timpul instalării pe motor. Mai mult, asamblarea dintr-o singură bucată se realizează prin conectarea pistonului la biela. Pentru aceasta, pe lângă orificiile pentru știftul pistonului din fustă, există niște urechi speciale pe cap.

Demnitate pistoane compozite- posibilitatea combinarii materialelor de fabricatie, care creste performanţă Detalii.

MATERIALE DE FABRICAȚIE

Aliajele de aluminiu sunt folosite ca material de fabricație pentru pistoanele solide. Piesele realizate din astfel de aliaje se caracterizează prin greutate redusă și conductivitate termică bună. Dar, în același timp, aluminiul nu este un material de înaltă rezistență și rezistent la căldură, ceea ce limitează utilizarea pistoanelor fabricate din acesta.

Pistoanele turnate sunt de asemenea din fontă. Acest material este durabil și rezistent la temperaturi ridicate. Dezavantajul lor este o masă semnificativă și o conductivitate termică slabă, ceea ce duce la o încălzire puternică a pistoanelor în timpul funcționării motorului. Din acest motiv, ele nu sunt utilizate la motoarele pe benzină, deoarece temperaturile ridicate provoacă aprindere strălucitoare ( amestec aer-combustibil se aprinde din contactul cu suprafețele fierbinți, nu de la o bujie).

Designul pistoanelor compozite vă permite să combinați aceste materiale între ele. În astfel de elemente, fusta este realizată din aliaje de aluminiu, care asigură o bună conductivitate termică, iar capul este din oțel termorezistent sau fontă.

Dar elementele tip compozit există dezavantaje, printre care:

• poate fi folosit numai la motoarele diesel;
• greutate mai mare comparativ cu aluminiul turnat;
• necesitatea de a folosi segmente de piston din materiale rezistente la căldură;
• pret mai mare;

Datorită acestor caracteristici, domeniul de aplicare al pistoanelor compozite este limitat, ele fiind utilizate numai pe motoarele diesel de dimensiuni mari.

VIDEO: PISTON. PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE A PISTONULUI MOTOR. DISPOZITIV