ICE поршені. Құрылғы және мақсаты

Қозғалтқыш цилиндрінде жанатын отын қоспасы жылу энергиясын шығарады. Содан кейін ол иінді білікті айналдыратын механикалық әрекетке айналады. Бұл процестің негізгі элементі поршень болып табылады.

Бұл егжей-тегжей бірінші көзқараста көрінетіндей қарапайым емес. Оны қарапайым итеруші деп санау үлкен қателік болар еді.

Поршень цилиндрде орналасқан, онда ол өзара әрекет етеді.

Жоғарғы өлі нүктеге (TDC) қарай жылжыған кезде поршень отын қоспасын қысады. Бензинді іштен жану қозғалтқышында ол максималды қысымға жақын сәтте жанады. Дизельді қозғалтқышта тұтану жоғары қысу салдарынан тікелей орын алады.

Жану кезінде пайда болған газдардың жоғары қысымы поршеньді кері бағытта итереді. Поршеньмен бірге онымен біріктірілген шатун қозғалады, бұл оны айналдырады. Сонымен сығылған газдардың энергиясы айналу моментіне айналады, беріліс арқылы автомобильдің дөңгелектеріне беріледі.

Жану кезінде газдардың температурасы 2 мың градусқа жетеді. Жану жарылғыш болғандықтан, поршень күшті соққы жүктемелеріне ұшырайды.

Төтенше жүктеме және экстремалды жұмыс жағдайлары оны жасау үшін қолданылатын конструкция мен материалдарға ерекше талаптарды талап етеді.

Поршеньдерді жобалау кезінде бірнеше маңызды нюанстарды ескеру қажет:

• ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету қажеттілігі, демек, бөлшектің тозуын барынша азайту;
• жоғары температурада жұмыс істегенде поршеньдің күйіп қалуын болдырмау;
• газдың шығуын болдырмау үшін максималды тығыздауды қамтамасыз ету;
• үйкелістен болатын шығындарды барынша азайту;
• тиімді салқындатуды қамтамасыз етеді.

Поршеньдік материал бірқатар ерекше қасиеттерге ие болуы керек:

• елеулі күш;
• максималды мүмкін болатын жылу өткізгіштік;
• ыстыққа төзімділік және температураның күрт өзгеруіне төтеп беру қабілеті;
• жақсы тығыздауды қамтамасыз ету үшін термиялық кеңею коэффициенті аз болуы және цилиндрдің сәйкес коэффициентіне мүмкіндігінше жақын болуы керек;
• коррозияға төзімділік;
• үйкеліске қарсы қасиеттері;
• бөлігі тым ауыр болмайтындай төмен тығыздық.

Осы талаптардың барлығына толық жауап беретін материал әлі жасалмағандықтан, ымыраға келу нұсқаларын қолдануға тура келеді. Іштен жанатын қозғалтқыштардың поршеньдері сұр шойыннан және кремниймен (силумин) алюминий қорытпаларынан жасалған. Дизельдік қозғалтқыштарға арналған композициялық поршеньдерде басы болаттан жасалған.

Шойын жеткілікті берік және тозуға төзімді, күшті ыстыққа жақсы төзеді, үйкеліске қарсы қасиеттерге және шағын термиялық кеңеюге ие. Бірақ төмен жылу өткізгіштікке байланысты шойын поршені 400 ° C дейін қызады. Бензин қозғалтқышында бұл қабылданбайды, өйткені ол алдын ала тұтануды тудыруы мүмкін.

Сондықтан көп жағдайда автомобиль іштен жану қозғалтқыштарына арналған поршеньдерді штамптау немесе құрамында кемінде 13% кремний бар силуминнен құю арқылы жасайды. Таза алюминий жарамайды, өйткені ол қызған кезде тым көп кеңейеді, бұл үйкеліс пен сызудың жоғарылауына әкеледі. Бұл күмәнді жерлерде қосалқы бөлшектерді сатып алу кезінде кездесетін жалған болуы мүмкін. Бұған жол бермеу үшін сенімді адамдарға хабарласыңыз.

Алюминий қорытпасының поршені жеңіл және жылуды жақсы өткізеді, сондықтан оны қыздыру 250 ° C-тан аспайды. Бұл бензинмен жұмыс істейтін ішкі жану қозғалтқыштары үшін өте қолайлы. Силуминнің үйкеліске қарсы қасиеттері де өте жақсы.

Сонымен қатар, бұл материал кемшіліктерсіз емес. Температура көтерілген сайын оның төзімділігі төмендейді. Ал қыздырылған кезде айтарлықтай сызықтық кеңеюге байланысты бастың периметрі бойынша тығыздағышты сақтау және қысуды азайтпау үшін қосымша шаралар қабылдау қажет.

Бұл бөлік шыны пішінді және бас және бағыттаушы бөліктен (юбка) тұрады. Баста, өз кезегінде, түбін және тығыздағыш бөлігін ажыратуға болады.

Төменгі

Бұл поршеньдің негізгі жұмыс беті, ол кеңейетін газдардың қысымын қабылдайды. Оның беті қондырғының түрімен, саптамалардың, шамдардың, клапандардың және нақты CPG құрылғысының орналасуымен анықталады. Бензинді пайдаланатын ICE үшін ол клапан ақауларын болдырмау үшін қосымша ойықтармен тегіс немесе ойыс етіп жасалады. Дөңес түбі күшті береді, бірақ жылу беруді арттырады, сондықтан сирек қолданылады. Шұңқыр шағын жану камерасын ұйымдастыруға және жоғары қысу коэффициентін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді, бұл әсіресе дизельдік қондырғыларда маңызды.

Тығыздау бөлігі

Бұл бастың жағы. Оның ішінде шеңбер бойымен поршеньдік сақиналарға арналған ойықтар жасалады.

Компрессиялық сақиналар тығыздағыш рөлін атқарады, сығылған газдардың ағып кетуіне жол бермейді, ал май қырғыштары қабырғадан майлау материалын алып тастап, оның жану камерасына түсуіне жол бермейді. Май поршень астына ойықтағы саңылаулар арқылы ағады, содан кейін май жинағышқа оралады.

Төменгі жақтың шеті мен үстіңгі сақина арасындағы бүйір жағының бөлімі өрт немесе жылу аймағы деп аталады. Ол максималды жылу әсерін сезінеді. Поршеньдің күйіп қалуын болдырмау үшін бұл белдік жеткілікті кең етіп жасалған.

Нұсқаулық бөлігі

Поршеньді кері қозғалыс кезінде бұрмалауға жол бермейді.

Термиялық кеңеюді өтеу үшін юбка қисық немесе конус тәрізді етіп жасалады. Бүйір жағында әдетте үйкеліске қарсы жабын қолданылады.

Ішінде бастықтар бар - поршеньдік түйреуіштерге арналған саңылаулары бар екі ағын, оның үстіне басы салынған.

Бүйірлерде, бастықтар аймағында термиялық деформациялар мен баллдардың пайда болуын болдырмау үшін шағын ойықтар жасалады.

Поршеньдің температуралық режимі өте стресстік болғандықтан, оны салқындату мәселесі өте маңызды.

Поршеньдік сақиналар жылуды кетірудің негізгі әдісі болып табылады. Олар арқылы артық жылу энергиясының кем дегенде жартысы жойылады, ол цилиндр қабырғасына, содан кейін салқындатқыш күртеге беріледі.

Жылу қабылдағыштың тағы бір маңызды арнасы - майлау. Цилиндрдегі май тұманы, шатундағы саңылау арқылы майлау, май шүмегімен мәжбүрлеп бүрку және басқа әдістер қолданылады. Жылудың үштен бірінен астамын майды айналдыру арқылы жоюға болады.

Сонымен қатар, жылу энергиясының бір бөлігі цилиндрге түскен жанғыш қоспаның жаңа бөлігін қыздыруға жұмсалады.

Сақиналар цилиндрлердегі қысудың қажетті мөлшерін сақтайды және жылудың арыстандық үлесін алып тастайды. Және олар іштен жанатын қозғалтқыштағы барлық үйкеліс шығындарының шамамен төрттен бірін құрайды. Сондықтан іштен жанатын қозғалтқыштың тұрақты жұмыс істеуі үшін поршеньдік сақиналардың сапасы мен күйінің маңыздылығын асыра бағалау мүмкін емес.

Әдетте үш сақина бар - жоғарғы жағында екі қысу сақинасы және төменгі жағында бір май қырғыш. Бірақ сақиналардың әртүрлі саны бар опциялар бар - екіден алтыға дейін.

Силуминдегі жоғарғы сақинаның ойығы Ол тозуға төзімділікті арттыратын болат кірістіру арқылы жасалады.

Сақиналар шойынның арнайы сорттарынан жасалған. Мұндай сақиналар жоғары беріктігімен, серпімділігімен, тозуға төзімділігімен, үйкеліс коэффициентінің төмендігімен ерекшеленеді және ұзақ уақыт бойы өз қасиеттерін сақтайды. Молибден, вольфрам және кейбір басқа металдардың қоспалары поршеньдік сақиналарға қосымша ыстыққа төзімділік береді.

Жаңалары ұсақтауды қажет етеді. Егер сіз сақиналарды ауыстырған болсаңыз, қарқынды жұмыс жағдайларын болдырмай, іштен жану қозғалтқышын біраз уақыт іске қосуды ұмытпаңыз. Әйтпесе, ашылмаған сақиналар қызып кетуі және икемділігін жоғалтуы мүмкін, ал кейбір жағдайларда тіпті сынуы мүмкін. Нәтиже тығыздағыштың бұзылуы, қуаттың жоғалуы, жану камерасына майлаудың түсуі, поршеньдің қызып кетуі және жануы болуы мүмкін.