ICE piston. Device at layunin

Ang pinaghalong gasolina na nasusunog sa silindro ng makina ay naglalabas ng enerhiya ng init. Pagkatapos ito ay nagiging isang mekanikal na pagkilos na nagpapaikot sa crankshaft. Ang pangunahing elemento ng prosesong ito ay ang piston.

Ang detalyeng ito ay hindi kasing primitive na tila sa unang tingin. Isang malaking pagkakamali na ituring siyang isang simpleng pusher.

Ang piston ay matatagpuan sa silindro, kung saan ito gumaganti.

Habang lumilipat ito patungo sa top dead center (TDC), pinipiga ng piston ang pinaghalong gasolina. Sa isang gasoline internal combustion engine, ito ay nag-aapoy sa sandaling malapit sa pinakamataas na presyon. Sa isang diesel engine, ang pag-aapoy ay nangyayari nang direkta dahil sa mataas na compression.

Ang tumaas na presyon ng mga gas na nabuo sa panahon ng pagkasunog ay nagtutulak sa piston sa tapat na direksyon. Kasama ng piston, gumagalaw ang connecting rod na kasama nito, na nagpapaikot dito. Kaya ang enerhiya ng mga naka-compress na gas ay na-convert sa metalikang kuwintas, na ipinadala sa pamamagitan ng paghahatid sa mga gulong ng kotse.

Sa panahon ng pagkasunog, ang temperatura ng mga gas ay umabot sa 2 libong degrees. Dahil ang pagkasunog ay sumasabog, ang piston ay sumasailalim sa malakas na pag-load ng shock.

Ang matinding paglo-load at malapit sa matinding mga kondisyon sa pagpapatakbo ay nangangailangan ng mga espesyal na kinakailangan para sa disenyo at mga materyales na ginamit para sa paggawa nito.

Kapag nagdidisenyo ng mga piston, mayroong ilang mahahalagang punto na dapat isaalang-alang:

• ang pangangailangan upang matiyak ang isang mahabang buhay ng serbisyo, at samakatuwid, upang mabawasan ang pagsusuot ng bahagi;
• maiwasan ang pagkasunog ng piston sa mataas na temperatura na operasyon;
• tiyakin ang pinakamataas na sealing upang maiwasan ang pagbagsak ng gas;
• bawasan ang mga pagkalugi dahil sa alitan;
• tiyakin ang mahusay na paglamig.

Ang materyal ng piston ay dapat magkaroon ng ilang partikular na katangian:

• makabuluhang lakas;
• maximum na posibleng thermal conductivity;
• paglaban sa init at ang kakayahang makatiis ng mga biglaang pagbabago sa temperatura;
• ang koepisyent ng thermal expansion ay dapat maliit at mas malapit hangga't maaari sa kaukulang coefficient ng silindro upang matiyak ang mahusay na sealing;
• paglaban sa kaagnasan;
• mga katangian ng antifriction;
• mababang density para hindi masyadong mabigat ang bahagi.

Dahil hindi pa nagagawa ang materyal na perpektong nakakatugon sa lahat ng mga kinakailangang ito, kailangang gumamit ng mga opsyon sa kompromiso. Ang mga piston para sa internal combustion engine ay gawa sa gray cast iron at aluminum alloy na may silikon (silumin). Sa mga composite piston para sa mga diesel engine, nangyayari na ang ulo ay gawa sa bakal.

Ang bakal na bakal ay medyo malakas at lumalaban sa pagsusuot, pinahihintulutan ang malakas na init, may mga katangian ng anti-friction at maliit na thermal expansion. Ngunit dahil sa mababang thermal conductivity, ang cast iron piston ay maaaring magpainit ng hanggang 400°C. Sa isang makina ng gasolina, ito ay hindi katanggap-tanggap, dahil maaari itong maging sanhi ng pre-ignition.

Samakatuwid, sa karamihan ng mga kaso, ang mga piston para sa automotive internal combustion engine ay ginawa sa pamamagitan ng pag-stamp o paghahagis mula sa silumin na naglalaman ng hindi bababa sa 13% na silikon. Ang purong aluminyo ay hindi angkop, dahil lumalawak ito nang labis kapag pinainit, na humahantong sa pagtaas ng alitan at scuffing. Ang mga ito ay maaaring mga pekeng kung saan maaari kang makatagpo kapag bumibili ng mga ekstrang bahagi sa mga kahina-hinalang lugar. Upang maiwasang mangyari ito, makipag-ugnayan sa mga mapagkakatiwalaan.

Ang aluminyo haluang metal piston ay magaan at mahusay na nagsasagawa ng init, upang ang pag-init nito ay hindi lalampas sa 250 ° C. Ito ay lubos na angkop para sa panloob na combustion engine na tumatakbo sa gasolina. Ang mga katangian ng anti-friction ng silumin ay mahusay din.

Kasabay nito, ang materyal na ito ay walang mga kakulangan. Habang tumataas ang temperatura, nagiging hindi gaanong matibay. At dahil sa makabuluhang linear expansion kapag pinainit, ang mga karagdagang hakbang ay dapat gawin upang mapanatili ang selyo sa paligid ng perimeter ng ulo at hindi mabawasan ang compression.

Ang bahaging ito ay may hugis na salamin at binubuo ng ulo at bahagi ng gabay (palda). Sa ulo, sa turn, posible na makilala ang ilalim at ang bahagi ng sealing.

Ibaba

Ito ang pangunahing gumaganang ibabaw ng piston, ito ang nakikita ang presyon ng pagpapalawak ng mga gas. Ang ibabaw nito ay tinutukoy ng uri ng yunit, ang paglalagay ng mga nozzle, kandila, balbula at ang partikular na CPG na aparato. Para sa mga ICE na gumagamit ng gasolina, ginagawa itong patag o malukong na may karagdagang mga ginupit upang maiwasan ang mga depekto sa balbula. Ang convex bottom ay nagbibigay ng mas mataas na lakas, ngunit pinatataas ang paglipat ng init, at samakatuwid ay bihirang ginagamit. Pinapayagan ka ng concave na ayusin ang isang maliit na silid ng pagkasunog at magbigay ng isang mataas na ratio ng compression, na lalong mahalaga sa mga yunit ng diesel.

Sealing bahagi

Ito ang gilid ng ulo. Ang mga grooves para sa mga piston ring ay ginawa sa loob nito sa paligid ng circumference.

Ang mga compression ring ay gumaganap ng papel ng isang selyo, na pumipigil sa pagtagas ng mga naka-compress na gas, at ang mga scraper ng langis ay nag-aalis ng pampadulas mula sa dingding, na pumipigil sa pagpasok nito sa silid ng pagkasunog. Ang langis ay dumadaloy sa ilalim ng piston sa pamamagitan ng mga butas sa uka at pagkatapos ay babalik sa oil sump.

Ang seksyon ng lateral side sa pagitan ng gilid ng ibaba at ang itaas na singsing ay tinatawag na apoy o init zone. Siya ang nakakaranas ng maximum na thermal effect. Upang maiwasan ang pagkasunog ng piston, ang sinturong ito ay ginawang sapat na lapad.

Gabay na bahagi

Hindi pinapayagan ang piston na mag-warp sa panahon ng reciprocating motion.

Upang mabayaran ang thermal expansion, ang palda ay ginawang curvilinear o hugis-kono. Sa gilid, karaniwang inilalapat ang isang anti-friction coating.

Sa loob ay may mga boss - dalawang pag-agos na may mga butas para sa piston pin, kung saan inilalagay ang ulo.

Sa mga gilid, sa lugar ng mga boss, ang mga maliliit na indentasyon ay ginawa upang maiwasan ang mga thermal deformation at ang paglitaw ng pagmamarka.

Dahil ang temperatura ng rehimen ng piston ay napaka-stress, ang isyu ng paglamig nito ay napakahalaga.

Ang mga singsing ng piston ay ang pangunahing paraan upang alisin ang init. Sa pamamagitan ng mga ito, hindi bababa sa kalahati ng labis na thermal energy ang tinanggal, na inililipat sa cylinder wall at pagkatapos ay sa cooling jacket.

Ang isa pang mahalagang heat sink channel ay pagpapadulas. Ang ambon ng langis sa silindro, pagpapadulas sa pamamagitan ng butas sa connecting rod, sapilitang pag-spray gamit ang isang nozzle ng langis at iba pang mga pamamaraan ay ginagamit. Mahigit sa isang katlo ng init ay maaaring alisin sa pamamagitan ng pagpapalipat-lipat ng langis.

Bilang karagdagan, ang bahagi ng thermal energy ay ginugugol sa pagpainit ng sariwang bahagi ng nasusunog na halo na pumasok sa silindro.

Ang mga singsing ay nagpapanatili ng nais na dami ng compression sa mga cylinder at inaalis ang bahagi ng leon ng init. At isinasaalang-alang nila ang halos isang-kapat ng lahat ng pagkalugi ng friction sa panloob na combustion engine. Samakatuwid, ang kahalagahan ng kalidad at kondisyon ng mga piston ring para sa matatag na operasyon ng panloob na combustion engine ay halos hindi ma-overestimated.

Kadalasan mayroong tatlong singsing - dalawang compression ring sa itaas at isang oil scraper sa ibaba. Ngunit may mga pagpipilian na may ibang bilang ng mga singsing - mula dalawa hanggang anim.

Ang uka ng itaas na singsing sa silumin Nangyayari ito na ginagawa ito sa isang insert na bakal na nagpapataas ng paglaban sa pagsusuot.

Ang mga singsing ay ginawa mula sa mga espesyal na grado ng cast iron. Ang ganitong mga singsing ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lakas, pagkalastiko, pagsusuot ng paglaban, mababang koepisyent ng alitan at panatilihin ang kanilang mga katangian sa loob ng mahabang panahon. Ang mga pagdaragdag ng molibdenum, tungsten at ilang iba pang mga metal ay nagbibigay ng karagdagang init na pagtutol sa mga singsing ng piston.

Ang mga bago ay nangangailangan ng paggiling. Kung pinalitan mo ang mga singsing, tiyaking patakbuhin ang panloob na engine ng pagkasunog nang ilang panahon, na iwasan ang matinding kundisyon sa pagpapatakbo. Kung hindi, ang mga unlapped na singsing ay maaaring mag-overheat at mawalan ng pagkalastiko, at sa ilang mga kaso kahit na masira. Ang resulta ay maaaring pagkabigo ng selyo, pagkawala ng kapangyarihan, pampadulas na pumapasok sa silid ng pagkasunog, sobrang init at pagkasunog ng piston.