Поршень.
Поршень совершает возвратно-поступательное движение в цилиндре автомобильного двигателя. Основная конструкция поршня может быть разделена на верхнюю часть, головку и юбку. Верхняя часть поршня является основной частью камеры сгорания, и её форма зависит от выбранной формы камеры сгорания. В бензиновых двигателях чаще всего используются поршни с плоской верхней частью, преимуществом которых является малая площадь поглощения тепла. В дизельных двигателях верхняя часть поршня часто имеет различные выемки, их конкретная форма, положение и размер должны соответствовать составу топливной смеси и требованиям сгорания дизельного двигателя.
Верхняя часть поршня является компонентом камеры сгорания, поэтому она часто изготавливается различной формы. В бензиновых двигателях поршни чаще всего имеют плоскую или вогнутую верхнюю часть, что позволяет сделать камеру сгорания компактной, уменьшить площадь теплоотвода и упростить процесс изготовления. Поршни с выпуклой головкой обычно используются в двухтактных бензиновых двигателях. Верхние части поршней дизельных двигателей часто имеют различные выемки.
Поршневая головка — это часть, расположенная над седлом поршневого пальца, и на ней установлено поршневое кольцо, предотвращающее попадание высокотемпературных и высоконапорных газов в картер и попадание масла в камеру сгорания; большая часть тепла, поглощаемого верхней частью поршня, также передается в цилиндр через поршневую головку, а затем через охлаждающую среду.
На головке поршня имеется несколько канавок для крепления поршневых колец, а количество поршневых колец зависит от требований к герметизации, которые, в свою очередь, зависят от частоты вращения двигателя и давления в цилиндре. В высокоскоростных двигателях колец меньше, чем в низкооборотных, а в бензиновых двигателях — меньше, чем в дизельных. В обычных бензиновых двигателях используется 2 газовых кольца и 1 маслосъемное кольцо; в дизельных двигателях — 3 газовых кольца и 1 маслосъемное кольцо; в низкооборотных дизельных двигателях — 3–4 газовых кольца. Для снижения потерь на трение следует максимально уменьшить высоту ременной части и количество колец при условии обеспечения герметичности.
Все части поршневого кольца ниже канавки называются юбками поршня. Их роль заключается в направлении поршня в цилиндре для возвратно-поступательного движения и противостоянии боковому давлению. Во время работы двигателя под воздействием давления газа в цилиндре поршень изгибается и деформируется. После нагрева поршня величина расширения больше, чем в других местах, из-за металла на поршневом пальце. Кроме того, под действием бокового давления поршень подвергается экструзионной деформации. В результате этой деформации сечение юбки поршня приобретает эллипсоидную форму в направлении длинной оси, перпендикулярной поршневному пальцу. Кроме того, из-за неравномерного распределения температуры и массы вдоль оси поршня, тепловое расширение каждого участка велико сверху и мало снизу.
Основные неисправности поршневого узла и их причины следующие:
1. Абляция верхней поверхности поршня. Абляция поршня проявляется на его верхней части, в легких случаях — в виде рыхлой точечной коррозии, в тяжелых — локального оплавления. Основная причина абляции верхней поверхности поршня — аномальное сгорание, в результате которого верхняя часть подвергается чрезмерному нагреву или работает под большой нагрузкой после заклинивания и поломки поршневого кольца.
2. Трещины на верхней поверхности поршня. Направление трещины на верхней поверхности поршня обычно перпендикулярно оси отверстия для поршневого пальца, что в основном вызвано усталостными трещинами, возникающими из-за термического напряжения. Причина: перегрузка двигателя приводит к чрезмерной деформации поршня, что вызывает усталостное растрескивание верхней поверхности поршня;
3. Износ боковой стенки канавки поршневого кольца. При движении поршня вверх и вниз поршневое кольцо должно совершать радиально телескопическое движение вслед за деформацией цилиндра, особенно в условиях высокой температуры первой канавки кольца, на которую воздействуют «удары» газа и масляного клина, поэтому в канавке кольца возникают трение и вибрация, вызывающие износ;
4. Засорение поршневых колец нагаром в канавках. Засорение поршневых колец нагаром является результатом окисления смазочного масла или потери свободы движения колец в канавках, что очень опасно. Основные причины: перегрев дизельного двигателя или длительная перегрузка, приводящие к образованию нагара на смазочном масле, повреждению поршневых колец и цилиндра; серьезное загрязнение смазочного масла, низкое качество смазочного масла; неисправная работа системы вентиляции картера, вызывающая чрезмерное отрицательное давление или плохую герметичность цилиндра, что приводит к утечке масла. Поэтому необходимо использовать качественное масло, чтобы предотвратить перегрев дизельного двигателя.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Компания Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. занимается продажей автозапчастей MG и MAUXS. Приглашаем к сотрудничеству!
