November 7, 2016

Please reload

Недавние посты
Избранные посты

Конструктивные особенности поршня

August 21, 2017

 

Поршень — это одна из главнейших составляющих системы двигателя внутреннего сгорания. Его задача - передача энергии сгорания топлива через палец и шатун коленчатому валу. Совместно с кольцами поршень защищает цилиндр от попадания продуктов сгорания в картер. Во время работы на него воздействуют высокие механические и тепловые нагрузки.

 

Максимальное давление в цилиндре, которое возникает при работе двигателя, может достигать 65-80 бар в бензиновом и до 80-160 бар в дизельном варианте. Это соответствует нагрузке в 5 тонн, которая действует на поршень двигателя легкового автомобиля и в 10-20 тонн — на поршень дизельного двигателя.

 

В процессе работы двигателя поршень совершает возвратно-поступательные движения, с периодическими ускорениями до скорости более 100 км/час, а затем замедлениями до 0км/час. Данный цикл проходит с двойной частотой вращения коленвала, что означает, что при 6 000 об/мин он проходит с частотой 200 Гц.

 

Самое максимальное ускорение, которые приходятся на верхнюю и нижнюю мертвые точки, достигает 15 000-20 000 м/с2, соответствующей перегрузке 1 500 - 2 000g. При выводе ракеты в космос экипаж космического корабля находится под в сотни раз меньшей перегрузой . 

 

Сгорание топливо-воздушной смеси происходит при температуре 1 800-2 600 °С. Данная температура в несколько раз превышает точку плавления поршневого сплава на основе алюминия (около 700°С). Для того, чтобы сохранить работоспособность, поршень обязан иметь эффективные способы охлаждения. Например, передавать тепло от камеры сгорания через кольца, юбку, стенки цилиндра, палец и внутреннюю поверхность охлаждающей жидкости и маслу. При его нагреве происходит значительное снижение предела прочности материала, а также возникают термонапряжения от перепадов температуры по его телу, которые накладываются на напряжения от сил давления газов и инерционных сил. Таким образом, условия работы поршня можно определить как очень сложные.

 

Для противостояния данным воздействиям поршень обязан обладать низкой массой, высокой прочностью, износостойкостью, а также теплопроводностью. Все перечисленные условия обязательно учитываются в ООО АВТРАМАТ при проектировании. Также важную роль играет форма внутренних поверхностей и конструктивных элементов поршня. Она  обеспечивает заданную прочность и эксплуатационную износостойкость за счет рационального распределения и применения сплава.

 

Особое внимание уделено форме наружной поверхности. Внешний профиль боковой поверхности поршня формируется с учетом деформаций от механических нагрузок (давления газов и инерционных сил) и теплового воздействия от сгорания топливовоздушной смеси таким образом, чтобы ни при каких условиях не произошло заклинивание в цилиндре, прорыв горячих газов в картер, прогорание камеры сгорания.

 

Стоит отметить, что температура изделий на днище (в зоне камеры сгорания) выше, чем на юбке, следовательно температурное расширение головки будет больше. Именно поэтому поршень в холодном состоянии имеет бочкообразный силуэт и сужается  от юбки к головке. При работе двигателя, действующие на поршень силы деформируют его так, что юбка приобретает форму овала. По этой причине поршень изначально выполняется с «противоэллипсом», компенсируя данные изменения в форме. 

 

Зазоры между поршнем и цилиндром сводятся к минимуму для более тихой работы системы. Результат данного мероприятия особенно заметен в неразогретом двигателе. Но также зазоры обязаны быть достаточного размера для предотвращения технических неполадок, например, заклинивания при работе прогретого двигателя. Бочкообразная и овальная форма внешней поверхности, кроме компенсации соответствующих деформаций от силового и теплового воздействия, обеспечивает образование масляной пленки между поршнем и цилиндром (гидродинамическая смазка).

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

Please reload

Поиск по тегам
Please reload

Архив
Заказ продукции

По вопросам розничной реализации обращайтесь по телефонам: 

Отдел продаж:

Тел.: +38(095)-543-73-26
Тел.: +38(068)-396-20-11

Иномарки:

Тел.: +38(097) 535 56 18

Украина, 61031, г. Харьков ул. Ромашкина. 5

© 2016 AVTRAMAT  All rights reserved.