Главная » Как все устроено » Элементы поршня — Реферат, страница 1

Элементы поршня — Реферат, страница 1

1. Перечислите элементы поршня и объясните их назначение, объясните условия работы поршня.

В конструкции поршня принято выделять следующие элементы:

головку 1 и юбку 2. Головка включает днище З, огневой (жаровой) 4 и

уплотняющий 5 пояса. Юбка поршня состоит из бобышек б и направляющей части.

Сложная конфигурация поршня, быстро меняющиеся по величине и направлению тепловые потоки, воздействующие на его элементы, приводят к неравномерному распределению температур по его объему и, как следствие, к значительным переменным по времени локальным термическим напряжениям и деформациям

Теплота, подводимая к поршню через его головку, контактирующую с рабочем телом в цилиндре двигателя, отводится в систему охлаждения через отдельные его элементы в следующем соотношении, %: в охлаждаемую стенку цилиндра через компрессионные кольца — 60. 70, через юбку поршня — 20. 30, в систему смазки через внутреннюю поверхность днища поршня — 5. 10. Поршень также воспринимает часть теплоты, выделяющейся в результате трения цилиндра и поршневой группы.

Элементы поршня - Реферат, страница 1

Канавка под первое компрессионное кольцо

Канавка под второе компрессионное кольцо

Канавка под маслосъемное кольцо

Выборка для слива масла

Бобышка под пальцевое отверстие

Канавка для стопорного кольца

Отверстие под палец

Поршень — одна из важнейших деталей двигателя внутреннего сгорания. Он передает энергию сгорания топлива через палец и шатун коленчатому валу. Он вместе с кольцами уплотняет цилиндр от попадания продуктов сгорания в картер. Во время работы на поршень действуют высокие механические и тепловые нагрузки.

Максимальное давление в цилиндре, возникающее при сгорании топливно-воздушной смеси, может достигать 65-80 бар в бензиновом двигателе и 80-160 бар в дизеле. Это эквивалентно силе в несколько тонн, действующей на поршень двигателя легкового автомобиля и в десятки тонн — на поршень тяжелого дизеля.

Во время работы поршень совершает возвратно-поступательное движение, периодически ускоряясь до скорости более 100 км/час, а затем замедляясь до нуля. Такой цикл происходит с удвоенной частотой вращения коленвала, т.е. при 6000 об/мин цикл ускорение-замедление происходит с частотой 200 Гц.

Максимальная величина ускорений, приходящаяся на верхнюю и нижнюю мертвые точки, может достигать 15000-20000 м/с 2 , что соответствует перегрузке 1500-2000g. Космонавт при выводе ракеты в космос кратковременно испытывает перегрузки в 150 раз меньше. От действия ускорений возникают инерционные силы по величине соизмеримые с теми, что действуют от давления при сгорании.

Сгорание топливовоздушной смеси происходит при температуре 1800-2600°С. Эта температура значительно превышает температуру плавления поршневого сплава на основе алюминия (

700°С). Чтобы не расплавиться, поршень должен эффективно охлаждаться, передавая тепло от камеры сгорания через кольца, юбку, стенки цилиндра, палец и внутреннюю поверхность охлаждающей жидкости и маслу. При нагревании поршня происходит снижение предела прочности материала, 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.

Чтобы поршень противостоял этим воздействиям, он должен быть легким, прочным, износостойким, хорошо проводить тепло. Все перечисленные условия должны быть учтены при проектировании. Форма внутренних поверхностей и конструктивных элементов поршня должна обеспечивать заданную прочность и работоспособность за счет рационального распределения и использования материала.

Особое внимание уделено форме наружной поверхности. Внешний профиль боковой поверхности поршня формируется с учетом деформаций от механических нагружений (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.

Температура поршня в зоне камеры сгорания (на днище) выше, чем на юбке, температурное расширение головки больше чем юбки, поэтому поршень в холодном состоянии – бочкообразный, с уменьшением диаметра от юбки к головке.

Сила давления газов, силы инерции и боковая сила деформируют поршень так, что юбка овализируется. Для компенсации этой деформации поршень изначально выполняется с «противоэллипсом», большая ось которого расположена в перпендикулярно оси пальцевого отверстия.

Зазоры между поршнем и цилиндром должны быть сведены к минимуму для предотвращения шума, особенно в холодном двигателе. Но они должны быть достаточными для предотвращения 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)

Конструктивные особенности поршня

Подробности, связанные с конструктивными элементами поршней, позволят глубже понять сложность задач, стоящих перед производителями.

Головка поршня — это его верхняя часть, которая включает днище и зону канавок под поршневые кольца. Вместе с головкой цилиндра днище поршня образует камеру сгорания. Камера сгорания может быть выполнена и в головке. На днище действуют давление газов и тепло от сгорания топлива. Головка поршня должна:

-обеспечивать хорошее смесеобразование и полноту сгорания топлива;

-сохранять прочность при высокой температуре;

-обеспечивать отвод тепла от днища;

-передавать усилие на поршневой палец и шатун через бобышки;

-обеспечивать заданный ресурс по износу канавок под поршневые кольца.

В дизельных двигателях с непосредственным впрыском камера сгорания, как правило, выполняется в поршне и оказывает большое влияние на процессы смесеобразования и горения.

В дизельных двигателях с предкамерным впрыскиванием и бензиновых двигателях днище поршня плоское или имеет небольшие выборки.

Головка алюминиевых поршней может быть анодирована (нанесено защитное окисное покрытие). В дизельных двигателях камера сгорания может быть упрочнена путем армирования металлокерамическим волокном в процессе литья под давлением.

Канавки под поршневые кольца располагаются на боковой поверхности головки поршня. Обычно их три: две под компрессионные и одна под маслосъемное кольца. Поршневые кольца образуют уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра, не допуская прорыва горячих газов в картер и масла в камеру сгорания.

Перемычки между канавками (особенно между первой и второй для компрессионных колец) подвергаются высоким механическим и тепловым нагрузкам — 50-60% тепла отводится в цилиндр через компрессионные кольца.

Неравномерный нагрев и тепловое расширение головки может привести к нарушению формы канавок. Это отрицательно влияет на расход масла и вызывает износ стенки цилиндра и самой канавки. Для устранения этого явления кольцевые канавки выполняются под небольшим углом так, чтобы наружные кромки были выше внутренних. Это препятствует появлению нежелательного наклона поперечного сечения канавки вниз на рабочих режимах.

К канавкам верхних компрессионных колец предъявляются особо жесткие требования, в особенности в дизельных двигателях с высокой степенью сжатия. Для упрочнения эти канавки часто армируются специальными вставками, изготовленными из нирезиста (легированный никелем чугун), или зона канавки упрочняется путем плазменного переплава с присадкой легирующих компонентов. Эти мероприятия повышают износостойкость и снижают шум в дизельном двигателе.

Имеются наиболее распространенные типы вставок с параллельными сторонами и вставки с конусообразными сторонами. Существуют нирезистовые вставки с одной канавкой или, в некоторых высокофорсированных дизельных двигателях, с двумя канавками под компрессионные кольца. Иногда к нижней торцевой поверхности канавки первого компрессионного кольца прикрепляется полоска из нержавеющей стали, выполняющая ту же функцию, что и нирезистовая вставка.

Через поршневой палец в процессе работы передаются значительные переменные усилия и тепловые потоки. Поэтому поверхности пальцевых отверстий в поршне должны быть обработаны с высокой точностью, при этом шероховатость поверхности может достигать 0,1 мкм. Для снижения напряжений на кромках бобышек и в пальце с внутренней стороны отверстий иногда выполняется конус с небольшим углом (менее 1 градуса).

Важным конструктивным приемом для снижения шума, возникающего при перекладке поршня вблизи верхней мертвой точки, является смещение пальцевого отверстия от оси поршня в направлении той стороны юбки поршня, которая воспринимает боковую силу при рабочем ходе. В этом случае на поршень обязательно наносится метка для правильной установки в двигатель.

Для улучшения работы поршней в двигателе их поверхность часто подвергается различным видам обработки, в частности, на нее наносятся покрытия. Эти покрытия выполняют две главные функции:

— улучшение приработки поршня. Обычно их наносят на юбку, и они изнашиваются через определенное время на этапе обкатки двигателя;

— улучшение механических свойств поверхности поршня (твердость, износостойкость). Некоторые покрытия остаются на поршне на все время эксплуатации, предотвращая эрозию, растрескивание и улучшая антифрикционные свойства.

Головка поршня дизельных двигателей иногда подвергается анодированию (покрывается окисью алюминия) для уменьшения температуры основного материала и опасности растрескивания головки, вызываемого высокими термическими нагрузками при работе.

2.Устройство и принцип работы ТНВД распределительного типа.

Такой насос применяется для 3, 4, 5 и 6 цилиндровых дизельных двигателей легковых автомобилей, тракторов и грузовых автомобилей мощностью до 20 кВт на цилиндр. Насосы распределительного типа для двигателей с непосредственным впрыском обеспечивают давление до 700 бар при частоте вращения до 2400 мин-1.

Этот насос лопастного типа служит для подачи топлива из бака и вместе с нагнетательным регулирующим клапаном создает давление, которое возрастает прямо пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Насос распределительного типа включает только один плунжерновтулочный комплект для питания всех цилиндров.

О admin

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Check Also

Конструкция, техническое обслуживание и неисправности гидроусилителя руля ГАЗ-66

Конструкция, техническое обслуживание и неисправности гидроусилителя руля ГАЗ-66 Насос гидроусилителя рулевого управления (рис. 1) лопастного типа двойного действия, т. е. за один оборот ротора насоса ...

Поршни двигателя: устройство, назначение, размеры

Несмотря на растущую популярность электромобилей, двигатель внутреннего сгорания все же является основным видом автомобильного двигателя. Данный агрегат имеет аббревиатуру ДВС, и представляет собой тепловую машину, ...

Презентация на тему — Автомобили будущего

Выбранный для просмотра документ Автомобили будущего.pptx Описание презентации по отдельным слайдам: Введение Сегодня: автомобили полностью захватили крупные города. В XXI веке автомобиль ждут значительные изменения: ...

Датчик парктроника — как это работает

Датчик парктроника — как это работает Назначение парктроника Основные элементы парктроника Способы крепления датчиков на бампере Световые индикаторы для парктроников Преимущества и недостатки парктроников В ...

Система EBD: описание и принцип работы, плюсы и минусы

Аббревиатура EBD расшифровывается как «Electronic Brake Distribution», что в переводе означает «электронная система распределения тормозных усилий». EBD работает в комплексе с четырехканальной ABS и является ...

Что такое автомобильный тахометр

Автомобильный тахометр — что это такое? Принцип работы Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным тахометром, какие показатели он отображает на приборной панели и ...

Почему лучше избегать использования системы Старт-Стоп?

Почему лучше избегать использования системы Старт-Стоп? Если вы купили новый автомобиль 2,3- 5 лет назад и машина, которую вы приобретали была средней или высшей ценовой ...

Устройство и принцип работы карбюратора

До середины 80-х бензиновые двигатели внутреннего сгорания на легковых и легких грузовых автомобилях массово оснащались карбюраторами. Такие двигатели работают по принципу сгорания заранее приготовленной внешним ...

Кислородный датчик (лямбда-зонд): устройство и принцип работы

Кислородный датчик — устройство, предназначенное для фиксирования количества оставшегося кислорода в отработавших газах двигателя автомобиля. Он расположен в выпускной системе вблизи катализатора. На основе данных, ...

Устройство тормозной системы автомобиля, как работает тормозная система

Устройство тормозной системы автомобиля. Дисковые и барабанные тормозные механизмы. Принцип работы тормозной системы Итак, что же вам необходимо знать об устройстве тормозной системы автомобиля? Для ...

Что такое Гибрид!

— Совершенствование двигателей внутреннего сгорания (ДВС) едва-едва поспевает за предъявляемыми к ним требованиями. С одной стороны, потребители с мечтами об одновременно мощном и экономичном моторе, ...

Почему скрипят и свистят тормозные колодки?

Временами случается, что тормозные колодки начинают издавать неприятный скрип и свист, причем такое бывает и в том случае, когда автомобиль еще совсем новый. Эффективность работы ...

Вариатор — принцип работы и как им пользоваться, вариаторная коробка передач

Вариатор представляет собой узел в машине или агрегат с внешним управлением, изменяющий передаточное число в автоматическом режиме, выбирающий оптимальное значение в соответствии с нагрузкой и ...

Для чего нужен воздушный фильтр автомобилю и когда его менять

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным воздушным фильтром, для чего он нужен, какие функции и задачи выполняет, а также когда необходимо производить замену ...

Автомобильный тахометр: электронный, механический, аналоговый — что показывает и как подключить

Что показывает автомобильный тахометр и зачем он нужен Поскольку показаниям автомобильного тахометра подавляющее большинство автовладельцев не придает особого значения, попробуем разобраться — что же это ...

Неисправности сцепления: способы устранения

Приветствую вас друзья на сайте ремонт авто ВАЗ своими руками. Одним из основных узлов в авто с «механикой» является сцепление. Его задача–отделить мотор от трансмиссии ...

Датчики системы управления двигателем

Сообщества › Лада Приора (Lada Priora Club) › Блог › Датчики системы управления двигателем Периодически в личке спрашивают, поэтому решил слить сюда. Материалы из сети. ...

Таблица жиклеров карбюратора Солекс и инструкция по замене Видео

Таблица жиклеров карбюратора Солекс – подбор и замена без СТО Если вам еще не приходилось расшифровывать таблицы жиклеров карбюраторов Солекс и подбирать по ним деталь, ...

Уменьшение и увеличение степени сжатия

Äëÿ îâëàäåíèÿ ìàñòåðñòâîì âîæäåíèÿ ìîòîöèêëà íà âûñîêèõ ñêîðîñòÿõ, óãëóáëåííîãî èçó÷åíèÿ ìîòîöèêëåòíîé òåõíèêè, ó÷àñòèÿ â ñîðåâíîâàíèÿõ, ñäà÷è ðàçðÿäíûõ ñïîðòèâíûõ íîðì ñ óñïåõîì øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ îòå÷åñòâåííûå ìîòîöèêëû ...

Выхлопная система автомобиля

Выхлопная система автомобиля (система отвода выхлопных газов) — это, что уже и так понятно из названия, система выпуска отработавших газов. Выхлопная система, вопреки частым мнениям, ...

Как работает система навигации ГЛОНАС-GPS

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, GLONASS) — советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Разработка ГЛОНАСС началась в СССР в ...

Устройство и принцип работы турбины

Турбина (турбокомпрессор) стала определяющим агрегатом в деле увеличения мощности моторов. Что такое турбина и для чего она нужна? Турбина — устройство в автомобиле, которое направлено ...

Торсионная подвеска: принцип работы, фото и видео

Определимся, что представляет собой автомобильная подвеска. Это устройство, обеспечивающее упругое сцепление автомобильных колес с несущей системой, а еще регулирующее положение кузова при движении, уменьшающее нагрузку ...

Все о развал схождении

Углы установки колес автомобиля. На что влияют и для чего нужны Общеизвестно, что любое вмешательство в ходовую часть автомобиля влечет за собой изменения углов установки ...