Поршень дизельного двигателя: Поршни дизельного двигателя – это сердце системы внутреннего сгорания

Содержание

Поршни дизельных двигателей

Чугунная вставка в канавку первого компрессионного кольца

 Такая мера увеличения эффективности и надежности компрессионных колец применяется с 1931 года, чаще такая вставка располагалась только на первом компрессионном кольце, в некоторых случаях и второе.

Вставки изготавливаются из аустенитного чугуна (обладает высокой кислотостойкостью, щелочестойкостью и жаропрочностью)к тому же имеет подобный коэффициент теплового расширения, особо стойкие к изнашиванию. В этой оправке из чугуна находится первое компрессионное кольцо, работающее в самых суровых условиях, а это очень высокая температура и давление так распространенное в дизельных двигателях.

Канал охлаждения в поршне

Чтобы охладить область вокруг камеры сгорания наиболее эффективно, учитывая высокие температуры вытекающими из высокой выходной мощности применяют различные типы охлаждающих каналов.


Вариант с отрытым каналом в поршне через который впрыскивается масло из головки шатуна

Поршни со втулками в бобышках

Бобышки одни из высоко нагруженных областей поршня, в дизельных двигателях температура бобышек может подниматься до 240°C , при такой температуре алюминиевый сплав значительно теряет свою прочность. Для предотвращения обрыва бобышек или изменения их формы на овальную на высокой нагрузке устанавливают кремниево-латуниевые втулки, сплав: CuZn31Si1. Значительно увеличивающих прочность.

FERROTHERM поршни

В поршнях FERROTHERM® рисунок вверху справа, днище поршня кольцевой пояс и часть бобышек сделанна из сплава стали несущая основную нагрузку, вторая отдельная часть это юбка из легкого алюминиевого сплава связанная с поршнем через бобышки. Охлаждающий канал головки поршня закрыт стальной пластиной. Такой тип поршня показывает отличные характеристики, низкое линейное расширение, низкий расход масла, повышенные нагрузки, из за высокой температуры днища поршня происходит лучшее сжигание топлива снижая токсичность выхлопа.

поршень MONOTHERM®

Оптимизированный поршень MONOTHERM®

Поршни MONOTHERMR

Поршень MONOTHERM® появился в результате развития THERM®. Эти поршни дизелей полносттью изготовлены из сплава стали с очень точно оптимизированным весом. Применяются в двигателях с очень маленькой высотой сжатия меньше 50% от диаметра цилиндра. Качество обработки на высшем уровне. Масса поршня близка к массе аналогичного поршня из алюминиевого сплава, рассчитанного на такую же нагрузку. Используются в дизельных двигателях с пиковым давлением в цилиндре до 20Мпа.

Оптимизированный MONOTHERM поршень

В оптимизированных поршнях MONOTHERM®, поршневая юбка связана с бобышками со всех сторон, верхний край юбки так же имеет связь с головкой поршня, что увеличивает его устойчивость к нагрузкам. Выдерживает давление в цилиндре до 25 МПа.

Поршни MonoXcompR

Чтобы противостоять еще большему давлению на поршень и выдерживать еще большую температуру в камере сгорания компания MAHLE разработала поршень MonoXcomp®; имеющий сложное строение и состоит из нескольких частей.

Головка поршня и его юбка изготавливается из различных металлов, что позволяет выбирать необходимые значения прочности и стойкости к температуре и окислительным реакциям подбираю необходимые материалы и возможность производить эти части кованными.

Такая компоновка поршня позволяет выдерживать давление больше чем 25 Мпа, тонкие стенки в области стержня так же образуют охлаждающий канал с циркулирующим маслом и эффективно отводят тепло от высоко нагруженных температурных зон, не распространяя высокую температуру на остальные части поршня.

Две части поршня позволяют выполнить большой канал для охлаждения, таким образом получается 2 контура охлаждения- в области стержня(в середине поршня) и в кольцевом поясе, эти каналы соединены между собой.

Соединительный элемент двух деталей поршня(стержень) в состоянии выдерживать инерционные нагрузки даже при 3000 об/мин, в другом случае, когда происходит такт рабочего хода, вся нагрузка передаётся через опорные элементы, не нагружая соединительные детали. Высота поршня может составлять менее 60% от его диаметра.

Поршень MonoXcomp® для грузовика

Поршни MonoWeld®

Детали стального поршня сварены трением и носят название MonoWeld®
Структура более жесткая, чем поршень MONOTHERM®. По сравнению с MonoXcomp®, поршень MonoWeld® так же имеет обширные каналы охлаждения, но не имеет дополнительного канала в центре. Рассчитаны на нагрузку до 25 МПа.

Поршень MonoWeld® для грузовика

 

Поршни для двухтактных двигателей

Поршни двухтактных двигателей подвержены более высокой температуре потому что за два оборота коленчатого вала происходит два рабочих хода, в четырех тактных в этом же промежутке совершается всего один рабочий ход. К тому же поршень управляет фазами газообмена, клапанов там нет. Поршни делают из гиперэвтектического сплава AlSi.

 

 

Какой тип поршня используется в двигателе, конечно имеет большое значение, он рассчитан для определенных режимов и должен соответствовать некоторым критериям, проще говоря Сила поршня способность эффективно отводить тепло, выдерживать переменную нагрузку и многое другой.

 

конструкция, функции, причины износа и способы его предотвращения

Поршень двигателя – один из основных составных элементов цилиндро-поршневой группы. Он воспринимает давление газов, образующихся при сгорании топливно-воздушной смеси, а затем передает его на шатун.

Экстремальные условия эксплуатации поршней – высокие давления, инерционные нагрузки и температуры – требуют использования для их изготовления материалов с особыми параметрами:

  • Высокой механической прочностью
  • Хорошей теплопроводностью
  • Малой плотностью
  • Незначительным коэффициентом линейного расширения
  • Антифрикционными свойствами
  • Коррозионной устойчивостью

Такими свойствами обладают специальные алюминиевые сплавы, отличающиеся легкостью и термостойкостью. Реже в изготовлении поршней используются серые чугуны и сплавы стали.

Поршни могут быть литыми или коваными. Первые производятся путем литья под давлением, вторые – методом штамповки из алюминиевого сплава с небольшим добавлением кремния (около 15 %). Это значительно увеличивает их прочность и снижает степень расширения материала в диапазоне рабочих температур.


Устройство поршня

Стандартный поршень автомобильного двигателя состоит из трех основных частей: днища, поршневых колец и направляющей (юбки).


Рассмотрим каждый компонент подробнее.


Днище поршня


Форма днища зависит от типа двигателя, особенностей камеры сгорания и многих других факторов. Поршень может иметь плоское, вогнутое или выпуклое днище.

Детали с плоским днищем наиболее просты в производстве, используются как в бензиновых, так и дизельных двигателях вихрекамерного и предкамерного типа.

Поршни с вогнутым днищем свойственны для дизельных двигателей. Они обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако способствуют большему образованию отложений при сгорании топлива.

Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.

Днище поршня принимает на себя основную термонагрузку, в связи с чем имеет самую большую, по сравнению с другими деталями, толщину: 7-9 мм в обычных бензиновых двигателях, 11 мм – в турбомоторах, 10-16 мм – в дизельных двигателях.

Существуют также автомобили, в которых установлены поршни с толщиной днища меньше стандартной – например, в некоторых моделях Honda она составляет всего 5,5-6 мм.

Днища некоторых поршней в целях увеличения прочности, снижения вероятности перегрева и прогорания подвергаются твердому анодированию: на верхний слой алюминия накладывается керамическое покрытие толщиной 8-12 мкм.

Уплотняющая часть


К уплотняющей части поршня относятся поршневые кольца, установленные в специальных канавках. В большинстве современных двигателей используется три кольца – одно маслосъемное и два компрессионных.


Маслосъемные кольца, как следует из названия, предназначены для удаления излишков масла со стенок цилиндра и предотвращения их попадания в камеру сгорания. Для этих целей служат сквозные отверстия, расположенные по периметру кольца.

Сквозь них масло поступает внутрь поршня, а затем отводится в поддон картера двигателя.


Компрессионные кольца предотвращают попадание отработавших газов из камеры сгорания в картер. По форме они могут быть трапециевидными, коническими или бочкообразными. Некоторые виды колец оснащены пружинным расширителем.

Наибольшие нагрузки воспринимает первое (верхнее) компрессионное кольцо, поэтому для увеличения ресурса данной детали ее канавку укрепляют при помощи стальной вставки.

Диаметр уплотняющей части поршня меньше диаметра его направляющей части. Это связано с неодинаковым нагревом этих зон – в районе колец он больше. Минимальный диаметр жарового пояса позволяет избежать задиров и заклинивания колец в канавках.

Качество колец имеет огромное значение для уплотнения поршня. В этом отношении чугунные маслосъемные кольца намного надежнее составных, так как при их установке возникает меньше ошибок.


Направляющая часть


Направляющая (тронковую) часть поршня называют юбкой. С внутренней стороны она имеет бобышки, в которых находится отверстие под поршневой палец.

Нижняя кромка юбки предназначена для расточки и подгонки поршня. На ней имеется специальный буртик, с внутренней стороны которого в процессе механической обработки снимается часть металла.

В местах отверстий под поршневой палец с наружной части юбки вырезаются специальные углубления, вследствие чего стенки этих зон не взаимодействуют со стенками цилиндра, образуя так называемые «холодильники».



Стенки юбки предназначены для восприятия бокового давления. Естественно, что трение поршня о стенки цилиндра и нагрев обеих деталей при этом увеличивается.

Чтобы обеспечить свободное перемещение поршня в цилиндре, между юбкой и стенками гильзы предусмотрен зазор. Его величина зависит от линейного расширения металла поршня и цилиндра при нормальной работе двигателя. При слишком маленьком зазоре возникает перегрев, грозящий образованием задиров на поверхностях и заклиниванием поршня в цилиндре. Большой зазор также не рекомендован, так как поршень при этом не выполняет своих уплотняющих свойств.

Многие автопроизводители еще на этапе производства поршней наносят на юбки специальные антифрикционные покрытия. Это позволяет защитить их поверхности от преждевременного износа и облегчить приработку.

В последнее время большую популярность не только в промышленности, но и в частном использовании приобрело антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.
Оно предназначено не только для поршней, но и для других деталей двигателя: коренных подшипников коленчатого вала, втулок пальцев, распредвалов, дроссельной заслонки.

Данное покрытие эффективно снижает износ и трение, предотвращает скачкообразное движение сопряженных поверхностей, появление на них задиров и заклинивание поршня в цилиндре.

Средство устойчиво к длительному воздействию моторного масла, сохраняет работоспособность двигателя в режиме масляного голодания.

Полимеризация покрытия MODENGY Для деталей ДВС возможна как при комнатной температуре (за 12 часов), так и при нагреве до +200 °С (за 20 минут).

Удобная аэрозольная упаковка с тщательно настроенными параметрами распыления упрощает процесс нанесения состава.


Перед использованием покрытия производитель рекомендует провести предварительную подготовку деталей Специальным очистителем-активатором MODENGY.

Это гарантирует отличную адгезию материала и его долговременную работу.

MODENGY Для деталей ДВС и Специальный очиститель-активатор MODENGY доступны в одном наборе. Поэтапное использование этих средств не требует особых навыков и дополнительного оборудования.


Причины износа поршней

При ежедневной эксплуатации транспортного средства двигатель работает стабильно лишь до определенного момента. Поршни, как и любые другие элементы двигателя, подвержены износу и возникновению неисправностей.

О некорректной работе поршневой группы свидетельствуют:

  • Повышенный расход моторного масла и топлива
  • Выделение из выхлопной трубы синего дыма
  • Нестабильная работа двигателя на холостых оборотах (вибрация рычага КПП)
  • Снижение мощности двигателя и т. д.
  • Нагар на свечах зажигания

При демонтаже ЦПГ могут наблюдаться проблемы, требующие срочного решения и определения причин.


Так, задиры на днище поршня возникают вследствие его перегрева, к которому, в свою очередь, могли привести нарушения процесса сгорания топливно-воздушной смеси, деформация или засорение масляной форсунки, установка поршней неправильного размера и параметров, неисправности в системе охлаждения.

Следы от ударов на днище свидетельствуют о слишком большом выступе детали, неправильной посадке клапана, отложениях масляного нагара, неподходящем уплотнении ГБЦ и др. проблемах.


К появлению трещин на днище приводят недостаточная компрессия в цилиндрах, плохое охлаждение поршня, неисправность впрыскивающей форсунки.

Поршневые кольца могут повреждаться вследствие неправильной установки поршней. В таких случаях кольца подвергаются вибрации и сильному износу в области канавок.

Радиальный износ поршней возникает вследствие избыточного количества топлива в камере сгорания: из-за сбоев в приготовлении смеси, нарушения процесса сгорания, недостаточного давления сжатия, неправильного размера выступов поршней.

Осевой износ происходит в результате загрязнения поршней продуктами износа, образующимися во время приработки двигателя.


Повреждения юбки поршня могут возникать по многим причинам. Например, вследствие ассиметричного пятна контакта, которое вызвано скручиванием и/или деформацией шатуна, большим люфтом шатунного подшипника.

Задиры, расположенные под углом, образуются из-за слишком тесной посадки поршней, ошибок при монтаже шатуна горячим прессованием, недостаточной смазки при первом пуске двигателя.


Поверхности юбки подвергаются усиленному трению из-за переобогащения топливно-воздушной смеси, ее недостаточного сжатия, неисправности пускового устройства холодного двигателя, перебоев в зажигании и т. д.

Основной причиной выхода из строя гильз является кавитация, вызванная недостаточным охлаждением, применением некачественной охлаждающей жидкости, неправильной или неточной посадкой гильз цилиндров, а также использованием неподходящих уплотнительных колец с круглым сечением.

Блестящие места в верхней части цилиндра – не что иное как масляный нагар. Он возникает вследствие неисправности некоторых деталей и проникновения масла вместе с газами во всасывающий тракт.

Возникновение вышеописанных проблем, особенно в комплексе, требует серьезного внимания и безотлагательных действий. Промедление в таких случаях грозит дорогостоящим ремонтом или полной заменой двигателя.


«Потянутый» поршень – очевидное невероятное

Дизельные двигатели прочно вошли в нашу жизнь. Современные электронные системы позволяют использовать дизельные двигатели во всех отраслях и производствах.

Но как и любой механизм, дизельный двигатель нуждается в уходе и ремонте. Правильная эксплуатация и ремонт, залог успешной и долговременной службы дизельного двигателя.

Но всегда ли правильно осуществляется эксплуатация и ремонт?

«Качественный» ремонт

Рассмотрим конкретный случай на примере дизельного двигателя грузового автомобиля Камаз. Почему именно данный автомобиль? Потому что Камаз является одним из самых распространенных, грузовых автомобилей эксплуатируемых в нашей стране.

По каким-то причинам дизельному двигателю потребовалась замена поршня. Ремонт был произведен в соответствии с техническим регламентом в специальной мастерской автомобильного парка.

Был заменен один поршень и на него установлены новые компрессионные и маслосъемные кольца. Произведен ремонт топливной дизельной аппаратуры, настройка и регулировка форсунок. Двигатель установлен на автомобиль и произведен первый запуск.

Первый блин

Двигатель запустился легко и проработал 4 часа на небольших оборотах. Через некоторое время грузовик вышел на линию и отправился в первую поездку.

 Во время движения водитель все время внимательно контролировал температуру охлаждающей жидкости и давление масла в системе смазки двигателя. Все было в пределах нормы.

Вернулся грузовик в парк на буксире. Причина — неизвестный стук в двигателе.

После разборки двигателя оказалось, что у двигателя «потянуло» замененный поршень.

Справка – потянутым поршнем называется поршень с измененной геометрией. Чаще всего поршень принимает геометрию овала.

Кто виноват?

Моторист, выполнявший замену поршня, выставил претензии водителю, указав на главную причину — перегрев двигателя вследствие его перегрузки.

Водитель в свою очередь уверил, что внимательно следил за температурным режимом и не перегружал двигатель.

Попытка номер два

Было принято решение о неисправности температурного датчика. При проверке температурного датчика, указателя температуры, термостата и радиатора, неисправностей не выявлено.

Для того чтобы уравновесить баланс цилиндров, помимо «потянутого» поршня, был заменен поршень противоположного цилиндра. Поршня тщательно подобраны и сбалансированы.

Двигатель обкатан в течение 8 часов, после чего грузовик вернулся на линию. Через два дня эксплуатации, грузовик на буксире вернулся в автопарк с заклинившим двигателем.

Виновные есть?

После демонтажа и разборки силового агрегата нашлась причина. Потянутыми оказались уже два новых, замененных поршня.

Опять виновником всего был признан водитель за несоблюдение температурного режима и перегрузки двигателя.

Есть ответ

Но так ли это? Давайте разбираться с самого начала.

Что произошло с двигателем после первого ремонта? Ответ довольно прост – перегрев и перегрузка.

 Но как же так, ведь водитель уверен в том что температура двигателя во время работы не превышала 90 градусов?

Причины и следствие

Для того чтобы понять, необходимо рассмотреть работу дизельного двигателя в целом.

 В нашем случае мы имеем 8-ми цилиндровый дизельный двигатель. При работе, все 8 цилиндров работают вместе, нагрузка равномерно распределяется на все цилиндры. Соответственно и температура цилиндров относительно одинакова у всех.

Но что произойдет, если мы, в рабочем двигателе, заменим один поршень? Правильно, у нас появится один новый поршень и 7 рабочих. Естественно в цилиндре с новым поршнем компрессия и сгорание топлива будет намного лучше, чем во всех остальных.

2Х2=4

Простым языком это выглядит так – мы имеем 8 опор установленных вертикально. Все опоры одинакового размера. Каждая опора может выдержать нагрузку не более 10 кг. На них укладывается груз весом 80 кг, все нормально, опоры стоят.

Но что произойдет, если одна опора окажется немного выше всех остальных?

Все 80 кг окажутся на одной опоре, она согнется до одного уровня с остальными. Так как она все время будет испытывать большую нагрузку, она в конечном итоге деформируется, или сломается. И даже если мы уменьшим нагрузку до 40 кг, т.е. вдвое, эффект будет тот же.

Другими словами, этот цилиндр будет намного мощней всех.

Что произойдет, если мы даже немного, нагрузим такой двигатель? Ответ понятен каждому, вся нагрузка ляжет на самый мощный цилиндр. Остальные будут работать с наименьшей нагрузкой.

Даже незначительная нагрузка на автомобиль, превысит допустимую норму нагрузки на один цилиндр. Естественно, такой цилиндр, имея большую нагрузку и меньшую выработку, будет перегреваться.

Не Чернышевский – но что делать?

Как это можно определить по указателю температуры? Никак, так как датчик указывает температуру двигателя в целом и не может определить температуру отдельного цилиндра.

 Итог, даже соблюдая осторожность и не перегружая двигатель, происходит перегрев и деформация поршня.

  • После замены двух поршней ситуация не улучшилась.
  • Заклинившие, от перегрева поршня, привели к остановке двигателя.

Что же нужно было сделать, чтобы избежать подобных проблем?

Все предельно просто

Ответ прост, произвести ремонт в специализированной мастерской с последующей качественной обкаткой и диагностикой. Ведь если двигатель качественно обкатался, не возникло бы проблем с перегрузкой и деформацией.

Правильная диагностика, обкатка и настройка двигателя важный этап в его последующей эксплуатации.

Поэтому для ремонта своего грузовика обращайтесь только в проверенные, профессиональные компании.

Ремонт грузовых автомобилей – мы №1 по праву.

 

Как отличить поршень дизельного двигателя от карбюраторного двигателя

Altarena.ru — технологии и ответы на вопросы » Детали

Опубликовано

Просмотров 820

Содержание

  1. Поршень двигателя: конструктивные особенности
  2. Экстремальные условия обуславливают материал изготовления поршней
  3. Конструктивные особенности поршня определяются его предназначением
  4. Поршневые кольца: виды и состав
  5. Состав поршневой группы
  6. Отвод излишков тепла от поршня
  7. Видео

Поршень двигателя: конструктивные особенности

Поршень двигателя представляет собой деталь, имеющую цилиндрическую форму и совершающую возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Он принадлежит к числу наиболее характерных для двигателя деталей, поскольку реализация термодинамического процесса, происходящего в ДВС, происходит именно при его помощи. Поршень:

Экстремальные условия обуславливают материал изготовления поршней

Поршень эксплуатируется в экстремальных условиях, характерными чертами которых являются высокие: давление, инерционные нагрузки и температуры. Именно поэтому к основным требованиям, предъявляемым материалам для его изготовления относят:

Поршни могут быть:

Конструктивные особенности поршня определяются его предназначением

Основными условиями, определяющими конструкцию поршня, являются тип двигателя и форма камеры сгорания, особенности процесса сгорания, проходящего в ней. Конструктивно поршень представляет собой цельный элемент, состоящий из:

Отличается ли поршень бензинового двигателя от дизельного? Поверхности головок поршней двигателей бензинового и дизельного конструктивно отличаются. В бензиновом двигателе поверхность головки — плоская или близкая к ней. Иногда в ней выполняются канавки, способствующие полному открытию клапанов. Для поршней двигателей, оборудованных системой непосредственного впрыска топлива (СНВТ), свойственна более сложная форма. Головка поршня в дизельном двигателе значительно отличается от бензинового, — благодаря выполнению в ней камеры сгорания заданной формы, обеспечивается лучшее завихрение и смесеобразование.

Поршневые кольца: виды и состав

Уплотняющая часть поршня включает в себя поршневые кольца, обеспечивающие плотность соединения поршня с цилиндром. Техническое состояние двигателя определяется его уплотняющей способностью. Зависимости от типа и предназначения двигателя выбирается число колец и их расположение. Наиболее распространенной схемой является схема из двух компрессионных и одного маслосъемного колец.

Изготавливаются поршневые кольца, в основном, из специального серого высокопрочного чугуна, имеющего:

На маслосъемное кольцо возлагается функция удаления излишков масла со стенок цилиндра и препятствование его проникновению в камеру сгорания. Оно отличается наличием множества дренажных отверстий. В конструкциях некоторых колец предусмотрены пружинные расширители.

Форма направляющей части поршня (иначе, юбки) может быть конусообразной или бочкообразной, что позволяет компенсировать его расширение при достижении высоких рабочих температур. Под их воздействием форма поршня становится цилиндрической. Боковую поверхность поршня с целью снижения вызванных трением потерь покрывают слоем антифрикционного материала, в этих целях используется графит или дисульфид молибдена. Благодаря отверстиям с приливами, выполненным в юбке поршня, осуществляется крепление поршневого пальца.

Состав поршневой группы

Пальцы, установленные по третьему варианту, называются плавающими. Они являются наиболее популярными, поскольку их износ по длине и окружности является незначительным и равномерным. При их использовании опасность заедания сведена к минимуму. Кроме того, они удобны при монтаже.

Отвод излишков тепла от поршня

Наряду со значительными механическими нагрузками поршень также подвергается негативному воздействию экстремально высоких температур. Тепло от поршневой группы отводится:

Видео про четырёхтактный двигатель — принцип работы:

Источник

Видео

Принцип работы дизельного двигателя

Бензиновый, или дизельный — что лучше? Сравнение двух типов двигателей.

291) МКК почему мощность карбюраторного двигателя всегда меньше мощности дизельного двигателя.

Выступание поршней в дизеле — важная величина!

БЕНЗИН ИЛИ ДИЗЕЛЬ? НАГЛЯДНО СРАВНИВАЕМ ДВА ТИПА ДВИГАТЕЛЕЙ.

Измерение выступа поршня — Motorservice Group

Как быстро проверить бензиновый двигатель, при выборе Б/У автомобиля?…

UAZOBAZA # 64 В чём отличие поршней для дизельных УАЗовских моторов от бензиновых собратьев

Измерение выступа поршней над блоком.Подбор прокладки ГБЦ.Капремонт двигателя 1.6D. Часть 5.

Почему прогорают поршни, если форсунки исправны

Поделиться или сохранить к себе:

Hарушения режима сгорания 1/3 · Technipedia · Motorservice

Установки

Назад к поиску

Информация о диагностике

Головка поршня полностью изношена? Перемычка между кольцами сломана между первым и вторым компрессионными поршневыми кольцами? Задиры на поршне или повреждения из-за перегрева, тем не менее, отсутствуют. Откуда берутся следы ударов на головке поршня? Масляный нагар почти отсутствует. Изношены поршневые кольца. Каковы причины этих повреждений? О наиболее вероятных причинах рассказывает эта статья.

Трещины в днище и в углублениях днища поршня (дизельный двигатель)

Описание повреждения

  • Трещины от напряжения по краю углубления.
  • Основная трещина до бобышки поршня.
  • Прожженный канал от углубления до области под маслосъемным поршневым кольцом, возникший под действием отработавших газов, протекавших через основную трещину.
Рис. 1 Рис. 2

Оценка повреждения

Материал поршня местами сильно нагревается: в предкамерных двигателях в местах попадания предкамерных струй (рис. 3 и рис. 4), а в двигателях с непосредственным впрыском – по краю углубления (рис. 1). В этих местах материал сильнее расширяется. Поскольку перегретые места окружены холодным материалом, материал подвергается здесь выходящей за пределы эластичности деформации. При остывании происходит противоположный процесс: в местах, в которых материал сначала подвергался обжатию и вытеснению, возникает нехватка материала.

В результате этого появляются напряжения при растяжении, которые вызывают трещины от напряжения. Если на напряжения от термической нагрузки накладываются напряжения от прогибания пальца, то из трещин от напряжения образуется очень широкая основная трещина, которая приводит к поломке и выходу поршня из строя.

Рис. 3 Рис. 4

Возможныe причины

  • Ошибки в приготовлении смеси из-за неподходящих впрыскивающих форсунок, нарушений в работе топливного насоса высокого давления и повреждений предкамеры.
  • Высокая температура из-за неисправностей в системеохлаждения.
  • Неисправности моторного тормоза или его чрезмерноеиспользование. Последствие: перегрев.
  • Недостаточное охлаждение поршней с охлаждающим каналом, например, из-за забитых или изогнутых форсунок охлаждающего масла.
  • Перепады температур в двигателях с часто меняющейся нагрузкой, например, в городских автобусах или землеройных машинах.
  • Использование поршней неверной спецификации,например, без охлаждающего канала, хотя нужно было использовать поршень с охлаждающим каналом.
  • Монтаж поршней других изготовителей, не усиленных волокнистыми вставками по краю углубления.
  • Монтаж поршней с неподходящей для двигателя формой углубления (см. главу «Задиры на головке поршня в результате использования неподходящих поршней»).

Поломки перемычек между канавками колец

Описание повреждения

  • Поломка перемычки между канавками первого и второго компрессионных поршневых колец на одной стороне поршня (рис. 1).
  • Повреждение начинается на дне верхней канавки и проходит под углом внутрь поршня, заканчиваясь на дне расположенной ниже канавки (рис. 2).
  • Повреждение распространяется по направлению вниз.
  • Задиры на поршне или проявления перегрева отсутствуют.
Рис. 1 + Рис. 2: Поперечное сечение места поломки Рис. 3

Оценка повреждения

Причиной поломок перемычек между канавками являются не дефекты материала, а чрезмерная нагрузка на материал. Различают 3 причины:

1. Детонационное сгорание:
Октановое число топлива не покрывает потребность двигателя во всех режимах работы и нагрузки (см. главу «Общая информация о повреждениях поршня из-за нарушений режима сгорания в двигателях с принудительным воспламенением смеси»). Поломки перемычек между канавками колец из-за детонационного сгорания возникают большей частью на нагруженной стороне. Причиной детонационного сгорания в дизельном двигателе является задержка зажигания.

2. Гидравлические удары:
В неработающем или работающем двигателе жидкость (вода, охлаждающее средство, масло или топливо) случайно попадает в камеру сгорания. Поскольку жидкости не поддаются сжатию, во время такта сжатия возникает огромная нагрузка на поршень и кривошипно-шатунный механизм. Последствие: поломки перемычек между канавками колец, поломки бобышек или повреждения шатунов и коленчатого вала. На рис. 3 показано прохождение трещины, образовавшейся в результате детонационного сгорания и гидравлических ударов: вызвавшее поломку усилие воздействовало сверху на перемычку между канавками колец, из-за чего концы трещины разошлись книзу.

Рис. 4

3. Ошибки при монтаже:
Из-за неправильно сжатых поршневых колец во время монтажа поршней требуется приложить больше усилий. В результате применения силы при вдавливании или вбивании поршня возникают повреждения перемычек между канавками колец в виде тонких трещин. Перемычки между канавками колец выламываются в обратном направлении, потому что в этом случае давление действует снизу (рис. 4).

Возможныe причины

Детонационное сгорание в двигателях с принудительным воспламенением смеси:

  • Использование топлива с недостаточной детонационной стойкостью. Качество топлива должно соответствовать степени сжатия двигателя, т.е. октановое число топлива должно обеспечивать требуемую детонационную стойкость для двигателя во всех рабочих состояниях.
  • Дизельное топливо в бензине и в результате этого понижение октанового числа топлива.
  • Слишком высокая степень сжатия, вызванная чрезмерным шлифованием торцевой поверхности блока цилиндров двигателя и головки блока цилиндров, например, в ходе ремонта или тюнинга двигателя.
  • Слишком большое опережение зажигания.
  • Слишком бедная смесь и в результате этого повышенная температура сгорания.
  • Слишком высокая температура всасываемого воздуха, например, из-за недостаточной вентиляции моторного отсека или несвоевременного переключения заслонки всасываемого воздуха на летний режим (особенно в старых карбюраторных двигателях).

Детонационное сгорание в дизельных двигателях:

  • Впрыскивающие форсунки плохо распыляют топливо или негерметичны.
  • Слишком низкое давление впрыска впрыскивающих форсунок.
  • Слишком низкое давление сжатия из-за использования неподходящих уплотнений головки блока цилиндров, слишком малые выступы поршней, негерметичные клапаны, поврежденные или изношенные поршни.
  • Неисправные уплотнения головки блока цилиндров.
  • Повреждения предкамеры.
  • Ненадлежащее или чрезмерное применение средств для облегчения пуска (пусковая жидкость в аэрозольнойупаковке) при запуске холодного двигателя.
  • Неисправный турбонагнетатель.

При гидравлических ударах:

  • Случайное всасывание воды при переезде через скопления воды или из-за попадания большого количества брызг от движущихся впереди или проезжающих мимо транспортных средств.
  • Заполнение цилиндра при неработающем двигателе:
    • водой из-за негерметичности уплотнения головки блока цилиндров или трещин в деталях.
    • топливом из-за негерметичности впрыскивающих форсунок (только у двигателей с принудительным воспламенением смеси и системой впрыска). Остаточное давление в системе впрыска сбрасывается через негерметичную форсунку в цилиндр.

В обоих случаях описанное повреж- дение возникает при пуске.

Следы ударов на головке поршня (дизельный двигатель)

Описание повреждения

  • Следы сильных ударов на головке поршня (рис. 1). Масляный нагар почти полностью удален.
  • Царапины и вдавленные oтложения масляного нагара на днище поршня.
  • Сильный износ поршневых колец, особенно маслосъемного поршневого кольца.
  • Отпечаток вихревой камеры на передней кромке днища поршня (рис. 2).
  • Отпечаток клапана на правой стороне днища.
  • Первые признаки начинающегося места истирания от работы всухую на юбке поршня (рис. 4).
Рис. 1 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4

Оценка повреждения

Во время эксплуатации поршни ударялись о головку блока цилиндров или о вихревую камеру и один из клапанов. Данное воздействие силы еще пока не привело к поломкам. Однако следы износа поршневых колец и юбки поршня указывают на то, что в результате этих ударов возникло нарушение режима сгорания из-за избытка топлива в камере сгорания.

Удары поршня вызывают сотрясения головки блока цилиндров. Под действием этих сотрясений во впрыскивающей форсунке также возникают колебания. Поэтому форсункав закрытом состоянии не может поддерживать давление, из-за чего происходит бесконтрольное впрыскивание топлива в цилиндр. Следствием этого является избыток топлива в камере сгорания, приводящий к повреждению масляной пленки. В связи с этим усиливается полусухое трение, вызывающее износ поршневых колец, а также повышается расход масла. По мере разрушения масляной пленки под действием топлива, приводящего к недостатку смазки, образуются характерные места истирания от избытка топлива (см. главу «Места трения от работы всухую из-за избытка топлива в камере сгорания»).

В начальной стадии наблюдается незначительное повреждение юбки поршня, так как она регулярно снабжается кривошипно-шатунным механизмом свежим маслом, еще обладающим смазочными свойствами. Лишь после того, как абразивные частицы из зоны хода поршней перемешаются со смазочным маслом и смазочное масло утратит прочность из-за разбавления, происходит дальнейшее распространение износа.

Возможныe причины

  • Неверный размер выступа поршня. Выступ поршня не был проверен или откорректирован в рамках ремонта двигателя.
  • Несоосно просверленное отверстие втулки нижней головки шатуна в ходе замены.
  • Эксцентрическое (несоосное) шлифование коленчатого вала.
  • Несоосная доработка отверстия под подшипник (при доработке крышек подшипников коленчатого вала).
  • Монтаж уплотнений головки блока цилиндров недостаточной толщины.
  • Отложения масляного нагара на головке поршня и в результате этого уменьшение или полное исчезновение зазора между днищем поршня в верхней мертвой точке и головкой блока цилиндров.
  • Неверные фазы газораспределения из-за неправильнойрегулировки, удлинения цепи, соскакивания зубчатыхремней.
  • Отклонение длины шатуна.
  • Чрезмерная доработка торцевой поверхности головки блока цилиндров и в результате этого смещение фаз газораспределения. (Изменяется расстояние между ведущим и ведомым колесами, которое иногда невозможно откорректировать из-за определенной настройки ремней или цепей, вызванной особенностями конструкции.)
  • При замене колец седел клапанов не обратили внимание на правильное положение седел клапанов. Если поверхность седел клапанов размещается в головке блока цилиндров недостаточно глубоко, то из-за неправильного расположения в головке блока цилиндров клапаны слишком далеко выступают за кромку.
  • Превышение максимально допустимого числа оборотов двигателя. Из-за повышенной силы инерции клапаны несвоевременно закрываются и сталкиваются с поршнем.
  • Слишком большой зазор в опорах шатунов или изношенный шатунный подшипник, особенно при движении на спуск на очень высоких оборотах.
Ключевые слова :
поршень , поршневое кольцо , комплект поршневых колец , поршневой палец , зазор поршневого кольца , кольцевая канавка , бобышка поршня
Группы продуктов :
Поршни и компоненты

Группы продуктов на ms-motorservice.

com

Это вас тоже могло бы заинтересовать

Информация о диагностике

Повреждения поршней и их причины

Только для специалистов. Мы сохраняем за собой право на изменения и несоответствие рисунков. Информацию об идентификации и замене см. в соответствующих каталогах или в системах, основанных на TecAlliance.

Использование куки и защита данных

Группа Motorservice использует на Вашем устройстве файлы куки с целью оптимального оформления и постоянного улучшения своих веб-страниц, а также в статистических целях. Здесь Вы найдете дополнительную информацию об использовании куки, наши Выходные данные и Указания по защите персональных данных.

Нажатием кнопки «OK» Вы подтверждаете, что Вы приняли к сведению информацию о файлах куки, заявление о защите данных и выходные данные. Ваши настройки в отношении файлов куки для данного веб-сайта Вы можете изменитьв любое время [ссылка]

Установки приватности

Мы придаем большое значение прозрачности в вопросе защиты персональных данных. На наших страницах Вы получите точную информацию о том, какие настройки Вы можете выбрать и какие функции они выполняют. Выбранную Вами настройку Вы можете изменить в любое время. Независимо от выбранной Вами настройки, мы не будем определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах). Информацию об удалении файлов куки Вы найдете в справке Вашего браузера. Дополнительная информация приводится вЗаявлении о защите данных.

Измените свои настройки приватности путем нажатия на соответствующие кнопки

  • Необходимость
  • Комфорт
  • Статистика
Необходимость

Файлы куки, необходимые для работы веб-сайта, обеспечивают его надлежащее функционирование. При отсутствии файлов куки возможно появление ошибок и сообщенийоб ошибках.

Данный веб-сайт будет выполнять следующее:
  • сохранять файлы куки, необходимые для работы веб-сайта.
  • сохранять настройки, выполненные Вами на данном сайте.

При этой настройке данный веб-сайт ни в коем случае не будет выполнять следующее:
  • сохранять Ваши настройки, например, выбор языка или баннер куки, чтобы Вы не выполняли их заново.
  • анонимно анализировать посещаемость нашего веб-сайта и использовать эту информацию для его оптимизации.
  • определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах).
Комфорт

Файлы куки делают посещение Вами веб-сайта более удобным и комфортным, сохраняя, например, определенные настройки, чтобы Вам не приходилось заново выполнятьих каждый раз при посещении сайта.

Данный веб-сайт будет выполнять следующее:
  • сохранять файлы куки, необходимые для работы веб-сайта.
  • сохранять Ваши настройки, например, выбор языка или баннер куки, чтобы Вы не выполняли их заново.

При этой настройке данный веб-сайт ни в коем случае не будет выполнять следующее:
  • анонимно анализировать посещаемость нашего веб-сайта и использовать эту информацию для его оптимизации.
  • определять Вашу личность (за исключением тех случаев, когда Вы однозначно ввели свои данные, например, в контактных формах).

Разумеется, что мы всегда согласны с настройкой Do Not Track (DNT) Вашего браузера. В этом случае не устанавливаются отслеживающие файлы куки и не загружаются функции отслеживания.

Поршень для двухтактного дизельного двигателя с крейцкопфом

 

Поршень для двухтактного двигателя с крейцкопфом имеет ряд канавок для поршневых колец. По меньшей мере у некоторых из колец поршень имеет каналы для снижения давления, при этом удается избежать наталкивания осей каналов на поршневое кольцо на протяжении от выходных отверстий. Выраженная в мм2 полная площадь поперечного сечения каналов для снижения давления, взаимосвязанных с отдельным поршневым кольцом, находится в интервале от D2/68000 до D2/10000, где D — диаметр цилиндра, выраженный в мм. Поршень, согласно изобретению, обеспечивает контролируемый поток ограниченного количества газа, просачивающегося по меньшей мере за одно поршневое кольцо для уменьшения износа кольца, и в то же время защищает кольца от чрезмерных воздействий. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к поршню двухтактного дизельного двигателя с крейцкопфом, имеющему определенное количество канавок для поршневых колец, которые имеют меньшую высоту в осевом направлении поршня, чем высота канавки, взаимосвязанной с кольцом, при этом поршень по меньшей мере у некоторых из колец имеет каналы для снижения давления, формирующие соединения для потока газа между кольцевыми пространствами, расположенными выше и ниже поршневого кольца у наружной поверхности поршня, причем каналы для снижения давления по меньшей мере частично образованы в поршне.

В патенте Великобритании GB-A-2104621 и японской заявке 2-48737 описаны поршни с канавками для поршневых колец, в которых каналы для потока газа выполнены в материале поршня между канавками для колец в форме прямолинейных сверлении, начинающихся позади кольца в самой удаленной во внутреннем направлении части канавки и проходящих вниз и наклонно в наружном направлении, так что эти сверления выходят приблизительно в середине верхней поверхности нижележащей канавки для кольца. Это означает, что поршневые кольца в нижележащих канавках подвергаются неблагоприятным тепловым воздействиям просачивающегося газа с появляющейся в результате этого опасностью повреждения материала поршневого кольца и потерей усилий, создаваемых кольцом, которые удерживают наружную поверхность кольца в контакте с внутренней поверхностью гильзы.

В патенте Германии DE-A 19514918 описан поршень для четырехтактного двигателя. Цель этого известного изобретения заключается в ослаблении проблемы, состоящей в том, что смазочное масло из корпуса кривошипа собирается в канавке для кольца, когда поршневое кольцо упирается в верхнюю поверхность канавки, после чего смазочное масло подводится к камере сгорания с последующим смещением положения кольца для контакта с нижней поверхностью канавки. Канавки для колец взаимосвязаны посредством соединительного канала, имеющего один осевой участок и два радиальных участка. Согласно описанию, приведенному в германской публикации, в течение хода всасывания соединительный канал приводит к более раннему перемещению поршневого кольца из состояния контакта с верхней поверхностью канавки в состояние контакта с нижней поверхностью канавки, что приводит к прерыванию потока смазочного масла в канавку для кольца, так что улучшается уплотняющее действие для препятствования перемещению смазочного масла вверх в камеру сгорания. К двигателю с крейцкопфом упомянутая проблема перемещения смазочного масла не относится и, кроме того, в двухтактном двигателе отсутствует такт всасывания. Помимо этого, затруднительно изготовить осевой участок соединительного канала.

Известны различные примеры поршневых колец, образованных с углублениями, приводящими к просачиванию газа за поршневое кольцо для уменьшения падения давления по кольцу, а следовательно, и износа кольца; в публикации WO 94/12815, например, описаны пути просачивания, образованные в виде канавок в контактной поверхности кольца у стенки цилиндра, то есть эти пути проходят от верхней поверхности к нижней поверхности кольца.

Задача настоящего изобретения заключается в создании поршня, который обеспечивает контролируемый поток ограниченного количества газа, просачивающегося по меньшей мере за одно поршневое кольцо для уменьшения износа кольца, и в то же время защищает кольца от чрезмерных воздействий.

В свете этого поршень согласно изобретению отличается тем, что выходные отверстия каналов снижения давления, предназначенных для горячего газа, текущего из кольцевого пространства сверху к кольцевому пространству снизу поршневого кольца, имеют такое расположение и такую ориентацию, что на протяжении от выходных отверстий удается избежать наталкивание осей каналов на поршневое кольцо, и что полная площадь Atot поперечного сечения этих каналов для снижения давления находится в интервале от D2/68000 до D2/10000, при этом D представляет собой диаметр поршня, выраженный в мм, а Atot представляет собой площадь, выраженную в мм2.

Когда просачивающийся горячий газ вытекает из каналов, служащих для снижения давления, это происходит в виде концентрированных струй горячего газа, которые создают точки с очень концентрированным нагревом материала, на который они наталкиваются, поскольку в точках соударения не может быть сохранен защищающий от воздействия тепла пограничный слой значительной толщины. Конструкция согласно изобретению защищает весьма нагруженные поршневые кольца от точечного нагрева выходными струями, поэтому кольца могут лучше выполнять их главную функцию предотвращения проникновения высоких давлений в камере сгорания под поршень. Это особенно предпочтительно в современных двухтактных двигателях с крейцкопфом, которые имеют весьма высокую мощность цилиндра.

Для работы двигателя с крейцкопфом важно то, чтобы износ колец контролировался в определенных пределах с учетом надлежащего сведения к минимуму расхода топлива и, с другой стороны, с обеспечением желаемой долговечности компонентов цилиндра. Если площадь становится меньше D2/68000, то перепад давления по поршневому кольцу будет неблагоприятно высок, а с этим взаимосвязан сильный износ кольца. Верхний предел площади, составляющий порядка D2/10000, представляет собой приемлемый компромисс между значительным уменьшением износа кольца и незначительным ухудшением условий сгорания, а следовательно, и удельного расхода топлива. Указанный интервал предпочтительно обеспечивает большую долговечность кольца в сочетании с хорошими условиями работы двигателя в целом. Верхний предел площади также предотвращает весьма быстрое понижение давления под поршневыми кольцами непосредственно после открытия выпускного клапана, так что поршневые кольца не перемещаются вверх в кольцевых канавках.

По сравнению с известными поршневыми кольцами, которые обеспечены путями для утечек, находящимися в боковой поверхности, в случае поршня согласно настоящему изобретению представляется возможным использовать поршневые кольца, которые не ослаблены механически посредством путей для утечек, полностью или частично выполненных механической обработкой в наружной поверхности кольца. Этим обеспечивается значительное преимущество, поскольку уровень усилий, создаваемых кольцом, значителен у наружной поверхности, а даже незначительные зоны с канавками могут вызвать неблагоприятные концентрации напряжений в материале у наружной поверхности.

В одном из вариантов осуществления конструкции отверстия каналов для снижения давления расположены радиально к внутренней стороне задней поверхности поршневого кольца, при этом каналы для снижения давления проходят параллельно осевому направлению поршня. Эти каналы для снижения давления могут быть рассверлены в ряд от нижней поверхности поршня на всем пути к верхней кольцевой канавке одной сверлильной операцией с пересечением всех канавок для колец. Если желательно не использовать определенное количество участков сверлении, они могут быть закупорены. Поскольку рассверленные каналы расположены в донной части кольцевой канавки позади поршневого кольца, предотвращается удар выходящих струй просачивающегося газа непосредственно о поршневое кольцо. Этот вариант осуществления конструкции обеспечивает возможность преимущественного простого изготовления поршня.

В альтернативном варианте осуществления конструкции отверстия каналов для снижения давления расположены в периферийной поверхности поршня, при этом выходные струи просачивающегося газа ударяют о внутреннюю поверхность гильзы цилиндра. Поскольку поршень перемещается в гильзе, выходные струи все время действуют на новые зоны, что препятствует перегреву. В отличие от поршневого кольца гильза также подвергается непосредственному охлаждению охладителем, который отводит тепло, передаваемое просачивающимся газом.

Если желательно, чтобы поршневое кольцо и канавка совсем не содержали путей просачивания, то каждый канал для снижения давления может содержать по меньшей мере два участка, которые проходят внутрь от цилиндрической наружной поверхности поршня и сообщены друг с другом посредством потока внутри поршня, причем предпочтительно через участки, имеющие прямолинейное сходящееся направление и встречающиеся в точке пересечения.

Если сделать так, чтобы по меньшей мере часть каналов для снижения давления проходила от углубления в канавке для кольца фактически параллельно верхней или нижней поверхности этой канавки и выходила у периферийной поверхности поршня, то можно облегчить выполнение каналов, поскольку при их выполнении инструмент продвигается в радиальном направлении поршня.

В предпочтительном варианте осуществления конструкции каналы для снижения давления проходят в части поршня, которую с возможностью удаления вставляют в углубление в канавке для кольца. В каждой кольцевой канавке может находиться съемная поршневая часть. Поршневая часть может быть образована из определенного количества частей, собираемых при монтаже в кольцевой канавке с получением целиковой поршневой части. Отдельная поршневая часть значительно меньше, чем весь поршень, и поэтому ею легче манипулировать при выполнении каналов для снижения давления. Кроме того, поршневая часть может быть заменена независимо от других частей поршня, что следует считать преимуществом, поскольку материал вокруг каналов для снижения давления может иметь тенденцию к разъеданию.

Предпочтительно, чтобы нижняя поверхность канавки для кольца была снабжена покрытием из определенного материала, например хрома, который тверже основного материала поршня, а каналы для снижения давления представляли собой открытые вверх каналы в нижней поверхности канавки для кольца, при этом каналы для снижения давления имеют большую высоту в осевом направлении поршня, чем толщина более твердого материала покрытия. Давление просачивающегося газа в открытых в верхнем направлении каналах оказывает воздействие на нижнюю поверхность поршневого кольца с силой, направленной вверх, которая способствует быстрому отрыву поршневого кольца от нижней поверхности канавки, когда поршень находится в конце рабочего хода. Этот отрыв с сопровождающимся движением вверх и вниз поршневого кольца в канавке важен для сохранения кольцевой канавки свободной от образований кокса. Преимуществом также является и то, что каналы глубже, чем толщина более твердого материала, поскольку он может быть более восприимчивым к теплу, чем нижележащий основной материал. Когда обеспечивается прохождение канала через более твердый материал на всем его протяжении, лишь весьма незначительная часть более твердого материала будет подвергаться воздействию тепла от просачивающихся газов.

Можно обеспечить, чтобы каналы для снижения давления содержали несколько участков, проходящих через поршневое кольцо от его верхней поверхности к нижней поверхности, при этом участки канала в поршневом кольце выходят по меньшей мере в один открытый в верхнем направлении кольцевой участок канала, который образован в нижней поверхности канала для кольца и который через участки канала, проходящие радиально наружу, сообщается с кольцевым пространством под поршневым кольцом. Этот вариант осуществления конструкции позволяет избежать прохождения большей части горячих газов через полость в кольцевой кунавке позади поршневого кольца, при этом они проходят вниз через поршневое кольцо на приемлемом расстоянии от передней и задней поверхностей последнего к участку открытого вверх канала, откуда газы текут вверх под поршневое кольцо. Кольцевой, открытый вверх участок канала распределяет действие сил, создаваемых газом, на нижней поверхности поршневого кольца, так что воздействие на кольцо предпочтительно осуществляется равномерно.

В каждом поршневом кольце приемлемым образом может наxoдиться по меньшей мере четыре, а предпочтительно от семи до шестнадцати активных каналов для снижения давления, фактически равномерно распределенных вдоль периферии поршня. Чем больше количество каналов, тем более равномерно тепловая нагрузка распределяется по материалу вокруг каналов для снижения давления. Помимо распределения тепла также могут быть учтены и другие обстоятельства, когда определяется наиболее приемлемое количество каналов, например, опасность отложений кокса в кольцевой канавке. Просачивающийся газ будет течь вниз за несколько колец на поршне, и, если каналы для снижения давления смещены относительно друг друга в окружном направлении между разными кольцевыми канавками, газ должен течь в окружном направлении поршня для прохождения от путей просачивания у кольцевой канавки к путям просачивания в нижележащем поршневом кольце. Газ может тянуть остатки масла, а также остатки, образованные при его сгорании, при этом опасность осаждения остаточного материала, которым может быть кокс, возрастает с удлинением пути прохождения газа. Из соображений противодействия осаждению кокса в кольцевом пространстве позади поршневого кольца поршневое кольцо предпочтительно имеет от восьми до шестнадцати путей просачивания в его нижней поверхности.

Примеры вариантов осуществления изобретения ниже будут разъяснены более подробно со ссылками на схематические фигуры, на которых: на фиг. 1 представлен боковой вид поршня с канавками для поршневых колец; на фиг. 2а и 2b в продольном сечении и в поперечном сечении представлены очертания первого варианта осуществления конструкции каналов для снижения давления у кольцевых канавок в поршне; на фиг. 3а и 3b соответственно представлены боковой вид и вид в вертикальном поперечном сечении канавки для кольца со вторым вариантом осуществления каналов для снижения давления; на фиг. 4а представлен вид в поперечном сечении третьего варианта осуществления конструкции; на фиг. 4b и 4с представлены боковые виды двух модификаций третьего варианта осуществления конструкции; на фиг. 5а и 5b представлены вид в поперечном сечении и боковой вид канавки для кольца с четвертым вариантом осуществления конструкции каналов для снижения давления, причем фиг. 5b выполнена в большем масштабе; на фиг. 6а представлен вид в поперечном сечении пятого варианта осуществления конструкции; на фиг. 6b, 6c, 6d и 6е представлены боковые виды разных модификаций пятого варианта осуществления конструкции; на фиг. 7а и 7b соответственно представлены вид в поперечном сечении и боковой вид канавки для кольца с шестым вариантом осуществления конструкции каналов для снижения давления.

На фиг. 1 представлен поршень 1 для большого двухтактного дизельного двигателя с крейцкопфом. Посредством поршневого штока и крейцкопфа, а также шатуна, которые не показаны, поршень соединен с коленчатым валом. В зависимости от размера двигателя поршень может иметь диаметр, например, находящийся в интервале от 240 до 1000 мм. Поршень имеет определенное количество отстоящих друг от друга в осевом направлении канавок 2-4, в которые могут быть установлены поршневые кольца. Обычно на поршень устанавливают четыре кольца, но, безусловно, может быть использовано и иное количество, например от двух до восьми поршневых колец.

В последующем описании одни и те же номера позиций, используемые в разных вариантах осуществления конструкции, относятся к элементам одного типа.

Поршень, показанный на фиг. 1, имеет относительно удлиненную часть, так называемый высокий верхний пояс 5, расположенный над канавкой для верхнего поршневого кольца. Он обеспечивает определенную защиту верхнего поршневого кольца, поскольку образующиеся при сгорании горячие газы вначале должны проходить через кольцевое пространство между внутренней поверхностью цилиндра и высоким верхним поясом, перед тем как они достигнут поршневого кольца. Высокий верхний пояс 5 может, например, иметь такую протяженность в осевом направлении, что верхнее поршневое кольцо располагается на расстоянии, составляющем более пяти, а предпочтительно более десяти высот поршневого кольца от самой верхней точки поршня. Поршень также может быть образован так, как показано на фиг. 2, где канавка 2 для верхнего поршневого кольца находится вблизи от самой верхней точки поршня.

В нижней части кольцевой канавки 2 расположено довольно большое количество каналов 6 для снижения давления, которые соединяют ее с нижележащей кольцевой канавкой 3. Соответственно, кольцевая канавка 3 соединена с лежащей ниже нее канавкой, и так далее вниз до нижней кольцевой канавки 4. Каналы 6 для снижения давления могут быть рассверлены параллельно центральной оси 7 поршня на радиусе, обеспечивающем расположение каналов у нижней части кольцевых канавок, за счет чего каналы выходят в радиальном направлении на внутренней стороне задней поверхности поршневого кольца, которая не показана, так что вытекающий путем просачивания газ не наталкивается непосредственно на поршневое кольцо. Участки 10 сверления, расположенные под нижней кольцевой канавкой 4, отсечены пробкой 8, уплотнением, перегораживаются посредством сварки или иным способом, который предотвращает течение газа через участки 10 вниз под поршень. Желательно, чтобы газ тек в окружном направлении канавки для кольца, перед тем как он потечет вниз к нижележащей канавке, при этом может быть выполнено количество сверлений, большее количества разгрузочных каналов, после чего некоторые сверления перекрывают у одной канавки, а другие сверления у другой канавки.

Во втором варианте осуществления конструкции каждый из каналов 11 для снижения давления выполняют в виде двух участков 12, 13, расположенных так, что полностью находятся вне канавки (2 или 3), с которой они взаимодействуют и в которую устанавливают поршневое кольцо 14. Усилия, создаваемые поршневым кольцом 14, удерживают его наружную поверхность 15 в контакте с внутренней поверхностью 16 стенки цилиндра или гильзы 17. Участок 12 канала просверлен под наклоном вниз в поршень от цилиндрической наружной поверхности 18 поршня в зоне выше кольцевой канавки, а участок 13 канала просверлен под наклоном вверх в поршень от наружной поверхности 18 в зоне под кольцевой канавкой, при этом участки 12, 13 имеют сходящееся направление и пересекают друг друга в точке пересечения 19, которая может быть надлежащим образом расположена в радиальном направлении с внутренней стороны кольцевой канавки.

Вариант осуществления конструкции может быть изменен за счет содержания нескольких участков каждого канала. Например, поршень 1 может быть образован с внутренней кольцевой полостью, расположенной с внутренней стороны кольцевой канавки, причем эта кольцевая полость может образовывать участок каждого канала, так что участки просто сверлят от наружной поверхности поршня во внутреннюю кольцевую полость. Это, во-первых, означает, что сверления могут быть выполнены с меньшей точностью, поскольку нет необходимости в том, чтобы они попадали в точку пересечения, и, во-вторых, просачивающийся газ может быть распределен между несколькими каналами посредством кольцевой полости. Если такое распределение нежелательно, внутренняя полость может быть разделена между каждым из каналов для снижения давления.

В течение сгорания, происходящем в камере сгорания над поршнем, горячий просачивающийся газ течет в участок 12 над поршневым кольцом и выходит через отверстие 20 участка 13 под поршневым кольцом.

Третий вариант осуществления конструкции представлен на фиг. 4 и связан со второй от донной части кольцевой канавкой 3, где каналы 21 для снижения давления проходят от нижней части кольцевого пространства 3′ позади задней поверхности 22 поршневого кольца и наклонно вниз к наружной поверхности 18 поршня под поршневым кольцом 14. В течение рабочего хода поршневое кольцо 14 прижато вниз для обеспечивающего уплотнение контакта с нижней поверхностью 23 кольцевой канавки. Поскольку поршневое кольцо имеет меньшую высоту, чем высота кольцевой канавки, образуется значительный зазор между верхней поверхностью поршневого кольца и верхней поверхностью 24 кольцевой канавки, и этот зазор приводит к тому, что кольцевое пространство 3′ позади поршневого кольца в значительной степени находится под тем же самым давлением, что и кольцевое пространство 25 над поршневым кольцом у наружной поверхности поршня.

Горячий просачивающийся газ течет из кольцевого пространства 3′ по каналам 21 и выходит через отверстия 20, откуда газовые струи проходят через кольцевое пространство 26 под поршневым кольцом и наталкиваются на внутреннюю поверхность 16 гильзы цилиндра, причем в то же самое время создается давление в кольцевом пространстве 26 благодаря поступающему потоку просачивающегося газа. Выходные отверстия 20 расположены на наружной поверхности поршня и, следовательно, непрерывно перемещаются относительно внутренней поверхности 16, так что последняя не подвергается тепловому повреждению. Очевидно, что кольцевое пространство 3′ запитывается горячим газом, соответствующим величине выходного потока просачивающегося газа, однако подача происходит через зазор между верхней поверхностью кольца и верхней поверхностью 24, где площадь потока во много раз больше площади поперечного сечения каналов 21, и потоки газа соответственно медленнее и спокойнее.

Каналы 21 могут иметь разные формы поперечного сечения, например простое круглое поперечное сечение, которое показано на фиг. 4b, или удлиненное поперечное сечение, которое показано на фиг. 4с. Удлиненное поперечное сечение имеет большую площадь, приходящуюся на канал, что приводит к меньшему количеству каналов на кольцевую канавку при определенной суммарной площади просачивания. Можно использовать каналы с несколькими разными формами поперечного сечения применительно к одной и той же кольцевой канавке.

В четвертом варианте осуществления конструкции каналы 30 для снижения давления проходят параллельно нижней поверхности 23 кольцевой канавки от нижней части кольцевого пространства 3′ позади поршневого кольца и радиально наружу к отверстию 20 в наружной поверхности 18. Нижняя и верхняя поверхности кольцевой канавки снабжены покрытием 31 из твердого материала, например хрома. Каналы 30 для снижения давления представляют собой открытые вверх каналы и имеют большую глубину d, чем толщина t покрытия 31. Этим обеспечивается преимущество, заключающееся в том, что покрытие лишь в незначительной степени подвергается влиянию горячих просачивающихся газов. Естественно, каналы 30 могут быть образованы с разными площадями поперечного сечения, как описано применительно к каналу 21.

В пятом варианте осуществления конструкции каналы 32 для снижения давления выполнены в отдельной части 33 поршня, образующей нижнюю границу канавки для поршневого кольца 14. Эта часть поршня имеет фланцевую часть 34, расположенную так, что она находится в зацеплении с углублением в нижней части кольцевой канавки, за счет чего эта часть поршня крепится к остальной части поршня. Часть 33 поршня может быть выполнена из стальной отливки, способной выдерживать длительное воздействие гораздо более высоких температур, как правило, составляющих по меньшей мере 450oС, чем обычный материал поршня — чугун, который более восприимчив к воздействию температуры. Кроме того, обеспечивается весьма важное преимущество за счет формирования каналов для снижения давления в отдельной заменяемой части 33 поршня, поскольку разные части поршня могут быть установлены на одной и той же основной части в соответствии с фактической выходной мощностью, выбранной для двигателя, в котором должен быть установлен поршень. Например, наиболее приемлемая площадь просачивания у кольцевой канавки, между прочим, зависит от максимального давления в конкретном двигателе, и посредством надлежащего выбора части поршня его основная часть может быть приспособлена к фактическим рабочим параметрам двигателя.

Общий отличительный признак описанных здесь различных вариантов осуществления конструкции заключается в том, что суммарная площадь Atot поперечного сечения каналов для снижения давления, взаимосвязанных с отдельным поршневым кольцом, находится в интервале от D2/68000 до D2/10000, а предпочтительно в интервале от D2/30000 до D2/20000. Для типичного двухтактного двигателя с крейцкопфом диаметр D поршня составляет порядка 600 мм, а Atot находится в интервале от 5,29 до 36 мм2, но предпочтительно в интервале от 12 до 18 мм2. Для весьма больших двигателей с диаметром D поршня порядка 1000 мм площадь Atot находится в интервале от 14,7 до 100 мм2, а предпочтительно в интервале от 33,3 до 50 мм2.

Из фиг. 6b и 6с видно, что каналы 32 для снижения давления могут иметь разные формы и разные поперечные сечения, а на фиг. 6d показано местоположение канала у верха части 33 поршня в соответствии с вариантом осуществления конструкции, показанным на фиг. 5b. Кроме того, как показано на фиг. 6е, каналы 32 могут быть расположены у нижней поверхности части 33 поршня, но этот вариант конструкции не является предпочтительным.

В шестом варианте осуществления конструкции, показанном на фиг. 7а,b, каналы для снижения давления содержат участки 35, которые проходят через поршневое кольцо 14, причем предпочтительно наклонно вниз из кольцевого пространства 25 к кольцевой части 36, которая образована в виде открытого вверх углубления в нижней поверхности 23 кольцевой канавки. Из участка 36 канала просачивающийся газ течет через идущие в радиальном направлении участки 37 к выходным отверстиям 20, при прохождении из которых газ наталкивается на внутреннюю поверхность 16 гильзы, движется с малой скоростью вниз и вызывает увеличение давления в кольцевом пространстве 26.

Различные варианты осуществления конструкции могут быть объединены в новые варианты, при этом детали вариантов конструкции также могут быть объединены друг с другом.


Формула изобретения

1. Поршень двухтактного дизельного двигателя с крейцкопфом, имеющий ряд канавок для поршневых колец, которые имеют меньшую высоту в осевом направлении поршня, чем высота канавки, взаимосвязанной с кольцом, при этом поршень по меньшей мере у некоторых из колец имеет каналы для снижения давления, формирующие соединение для потока газа между кольцевыми пространствами, расположенными выше и ниже поршневого кольца у наружной поверхности поршня, причем каналы для снижения давления по меньшей мере частично образованы в поршне, отличающийся тем, что выходные отверстия каналов снижения давления для горячего газа, текущего из кольцевого пространства сверху к кольцевому пространству снизу поршневого кольца, имеют такое местоположение и ориентацию, что на протяжении от выходных отверстий удается избежать наталкивания осей каналов на поршневое кольцо, а полная площадь Аtot поперечного сечения этих каналов для снижения давления находится в интервале от D2/68000 до D2/10000, где D — диаметр поршня, выраженный в мм, а Аtot — площадь, выраженная в мм2.

2. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что отверстия каналов для снижения давления расположены радиально к внутренней стороне задней поверхности поршневого кольца, и каналы для снижения давления параллельны осевому направлению поршня.

3. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что отверстия каналов для снижения давления расположены в периферийной поверхности поршня.

4. Поршень по п. 3, отличающийся тем, что каждый канал для снижения давления содержит по меньшей мере два участка, которые проходят внутрь от цилиндрической наружной поверхности поршня и сообщаются друг с другом внутри поршня посредством потока, предпочтительно через участки, имеющие прямолинейное сходящееся направление и встречающиеся в точке пересечения.

5. Поршень по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть каналов для снижения давления проходит от углубления в кольцевой канавке по существу параллельно верхней или нижней поверхности кольцевой канавки и выходит у периферийной поверхности поршня.

6. Поршень по п. 5, отличающийся тем, что каналы для снижения давления проходят в части поршня, которая с возможностью удаления вставлена в углубление в кольцевой канавке.

7. Поршень по п. 5, отличающийся тем, что нижняя поверхность кольцевой канавки обеспечена покрытием из материала, такого как хром, который тверже, чем основной материал поршня, а каналы для снижения давления представляют собой открытые вверх каналы в нижней поверхности кольцевой канавки, и каналы для снижения давления имеют большую высоту в осевом направлении поршня, чем толщина более твердого материала покрытия.

8. Поршень по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что каналы для снижения давления содержат участки, проходящие через поршневое кольцо от его верхней поверхности к его нижней поверхности, участки канала в поршневом кольце выходят по меньшей мере в один открытый вверх кольцевой участок, который образован в нижней поверхности кольцевой канавки и который через проходящие в радиальном направлении наружу участки сообщается с кольцевым пространством под поршневым кольцом.

9. Поршень по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что для отдельного поршневого кольца по меньшей мере четыре, а предпочтительно от семи до шестнадцати, активных каналов для снижения давления по существу равномерно распределены вдоль периферии поршня.

10. Поршень по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что полная площадь Atot поперечного сечения упомянутых каналов для снижения давления находится в интервале от D2/30000 до D2/20000.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7

Объяснение работы двигателей с воспламенением от сжатия

Дизельные двигатели — это рабочие лошадки как в промышленности, так и в производительности. Но чтобы по-настоящему оценить их, важно понять, как они работают.

Дизельные двигатели являются основными силовыми установками в промышленности. Для тяжелых условий эксплуатации, требующих высокого крутящего момента, долговечности и превосходной топливной экономичности, повсеместно используются дизельные двигатели. Автомобильные, морские и железнодорожные перевозки в значительной степени зависят от дизельных двигателей, а не от двигателей, работающих на бензине. Даже многие электростанции вырабатывают электроэнергию с помощью больших дизельных двигателей. И, конечно же, почти вся тяжелая строительная, сельскохозяйственная и горнодобывающая техника работает на дизельном топливе. Мировая торговля эффективно работает на дизельном топливе. Несмотря на внешнее сходство, критические различия отличают дизельные и бензиновые двигатели друг от друга и определяют, какой тип двигателя лучше всего подходит для любого конкретного применения, включая грузовики и автомобили.

В отличие от обычного бензинового двигателя, в дизельном двигателе топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр во время рабочего такта, после чего топливо воспламеняется из-за высокой температуры цилиндра.

Дизельные и бензиновые двигатели являются двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Топливо и воздух объединяются и сжигаются внутри двигателя для получения энергии. Как и бензиновый двигатель, дизельный двигатель имеет цилиндры, коленчатый вал, шатуны и поршни для передачи энергии топлива от линейного движения к вращательному. Основное различие заключается в способе воспламенения топливно-воздушной смеси. Бензиновые двигатели относятся к двигателям с искровым зажиганием, а дизельные двигатели — к двигателям с воспламенением от сжатия.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, циклы

  • Впуск
  • Сжатие
  • Горение (расширение)
  • Выхлоп

Эти циклы в основном одинаковы для обоих типов двигателей, за исключением цикла сгорания, когда бензиновый двигатель инициируется от искры, а дизельный двигатель от сжатия. Это различие играет центральную роль в превосходстве дизельного двигателя в условиях, требующих высокой эффективности и высокого крутящего момента при хорошей экономии топлива.

СГОРАНИЕ

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания всасывает предварительно смешанные топливо и воздух через систему впуска, сжимает их в каждом цилиндре с помощью поршня и воспламеняет смесь с помощью свечи зажигания. Топливо добавляется во время такта впуска, чтобы создать желаемую воздушно-топливную смесь, готовую к сгоранию. Последующий цикл сгорания расширяет горящую смесь и повышает давление в цилиндре, чтобы толкнуть поршень вниз и создать крутящий момент.

В дизельном двигателе воздух и топливо предварительно не смешиваются. Воздух подается в цилиндры и сжимается поршнем до гораздо более высокого давления, чем в бензиновом двигателе; до 25:1 в некоторых случаях. Это механическое или адиабатическое сжатие перегревает воздух до 400° и более. В этот момент топливо впрыскивается в горячий сжатый воздух, что приводит к мгновенному воспламенению. Создается более высокое давление в цилиндре, создавая больший крутящий момент для привода автомобиля.

Деталь, которой нет в дизельном двигателе. В отличие от бензиновых двигателей, которым требуется триггерное событие — сильный электрический разряд — для инициирования сгорания, дизельные двигатели полагаются исключительно на температуру сжатого воздуха в верхней мертвой точке.

КАЧЕСТВО СМЕСИ

Дизельные двигатели обеспечивают более высокий уровень эффективности по нескольким причинам. Одна веская причина заключается в том, что более высокое давление в цилиндре во время впрыска топлива создает гораздо более плотную смесь, которая дает более сильный удар; плотность смеси имеет первостепенное значение для создания мощности. Более высокая степень сжатия также приводит к более полному сгоранию топлива, высвобождая больше энергии, поскольку дизельное топливо дает более высокую плотность энергии. Кроме того, уникальная способность дизеля впрыскивать топливо в течение более длинного такта рабочего хода помогает создать более высокое среднее давление в цилиндре, чем у сопоставимого бензинового двигателя. Дизельное топливо также содержит смазывающий компонент, который помогает уменьшить трение в цилиндрах.

Камера сгорания в головке поршня дизельного двигателя представляет собой неглубокую камеру с центральным конусом, помогающим распределять смесь из топлива под высоким давлением, впрыскиваемого непосредственно над ней. «В высокопроизводительных приложениях сочетание угла впрыска и конструкции тарелки имеет решающее значение», — отмечает Дж. Дж. Циммерман из Diamond Pistons. «Большая часть нашего инженерного времени уходит на эту конкретную арену, поскольку именно здесь выигрываются или проигрываются гонки».

Хотя инициирование сгорания отличается от типичного бензинового двигателя, принципиальное отличие также заключается в конструкции камеры сгорания для оптимизации распыления топлива. Большинство бензиновых двигателей имеют камеру сгорания в головке блока цилиндров, но в дизельном двигателе камера сгорания находится в центре днища поршня. Поршень дизельного двигателя имеет контурное углубление или чашу в центре днища поршня, где происходит сгорание. В центре чаши конусообразный выступ находится прямо под топливной форсункой.

Конус и захваченная поршневая камера под головкой блока цилиндров способствуют оптимизированному распылению топлива в камере сгорания высокого давления. Эта форма камеры «конус в короне» обычно называется конструкцией «мексиканской шляпы» (сомбреро), и она почти универсальна для дизельных поршней. Высокоэффективная камера в центре поршня концентрирует большую часть силы, создаваемой циклом расширения (сгорания), и направляет ее прямо вниз по шатуну к коленчатому валу.

Сменные поршни Diamond Pistons из кованого сплава 2618 для двигателей Cummins, Duramax и Power Stroke (на фото) заполняют нишу для ремонтников, которым требуются высококачественные сменные поршни, соответствующие степени сжатия OEM, с полным покрытием поршня и штифтами из инструментальной стали DLC h23.

Еще одно отличие заключается в том, что дизельный двигатель дросселируется за счет подачи топлива, а бензиновый двигатель дросселируется за счет подачи воздуха. Поскольку поток воздуха не дросселируется, дизельный двигатель также не создает вакуум. Подача топлива осуществляется непосредственным впрыском в цилиндр, направленным прямо в верхнюю часть поршня. Это имеет большое значение для качества топливной смеси и последующей эффективности сгорания.

Непосредственный впрыск делает процесс сгорания проще и эффективнее. Дизельные двигатели работают при значительно более обедненной смеси воздух-топливо, чем бензиновые двигатели, обычно от 25:1 до 40:1 по сравнению с нормальным бензиновым диапазоном от 12:1 до 15:1. Современные дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива впрыскивают топливо под давлением, приближающимся (или, в некоторых случаях, превышающим) 30 000 фунтов на квадратный дюйм. Это обеспечивает наилучшее возможное распыление не только для эффективного сжигания, но и для сжигания с низким уровнем отходящего тепла. А обедненные смеси являются ключевой причиной того, почему дизели настолько экономичны.

СИНХРОНИЗАЦИЯ

Еще одно интересное различие между дизельными и бензиновыми двигателями — синхронизация форсунок и синхронизация зажигания. В бензиновых двигателях синхронизация зажигания относится к моменту, когда сгорание инициируется свечой зажигания. В дизельном двигателе синхронизация относится к началу впрыска топлива, которое рассчитано на использование точки максимального сжатия смеси.

Несмотря на то, что дизельные двигатели в основном используются в грузовиках, они нашли большой успех и в драгкарах. 6,8-литровый двигатель Райана Милликена ’66 ​​Nova с двигателем Cummins — это автомобиль с радиальными шинами, который доказывает многогранность дизельного топлива. В двигателе используются алмазные поршни и турбонаддув Massive Garrett GTX5533R, что позволяет совершать дымные заезды на четверть мили.

ТУРБОНАДДУВ

Для дизельных двигателей требуются более прочные компоненты, главным образом из-за более высокого давления в цилиндрах и высокого крутящего момента. Давление в цилиндрах увеличивается до 3600 фунтов на квадратный дюйм в современных двигателях с турбонаддувом и более 8000 фунтов на квадратный дюйм в высокопроизводительных двигателях. Для 4-дюймового отверстия это может составлять 45 000 фунтов давления, толкающего поршень вниз. Следовательно, блок двигателя, коленчатый вал, шатуны, поршни, головки цилиндров и клапаны значительно прочнее, чем у бензинового двигателя. Поскольку они предназначены для работы под высоким давлением, большая часть дизельных двигателей оснащена турбонаддувом.

Турбокомпрессоры идеально подходят для дизелей, потому что они перенаправляют отработанные выхлопные газы для эффективного наддува двигателя, который уже предназначен для работы при высоком давлении в цилиндрах. Термический КПД дизельного двигателя эффективно улучшается за счет турбонаддува, поскольку он существенно увеличивает объем воздуха, поступающего в двигатель, что позволяет впрыскивать больше топлива. Топливо создает энергию, но для ее разблокировки требуется воздух.

Отношение крутящего момента к мощности дизельных двигателей обычно составляет около 2:1, но многие промышленные двигатели достигают соотношения 3:1 или 4:1, в отличие от типичного соотношения 1:1, генерируемого бензиновым двигателем. Дизели эффективны по крутящему моменту, потому что они создают высокое давление в цилиндре за счет очень эффективного сгорания и применяют его к длинному ходу коленчатого вала, что увеличивает рычаг. Турбокомпрессор добавляет совершенно новый фактор к уравнению крутящего момента, поскольку он снижает насосные потери во время такта впуска и резко увеличивает давление в цилиндре в такте рабочего хода. Дизели любят давление наддува. Давление наддува дизельных двигателей нередко в два, три или более раз превышает давление наддува, обычно используемое в бензиновых двигателях.

На внутреннем дизельном рынке доминируют двигатели GM Duramax, Dodge Cummins и Ford PowerStroke.

УПРАВЛЕНИЕ ВПРЫСКОМ

Среди других распространенных методов настройки удлинение события впрыска и его более раннее начало создает большее давление в цилиндре. Множественные события впрыска (пилотный впрыск) за цикл питания теперь также являются обычным явлением. Таким образом, сгорание инициируется и усиливается дополнительными впрысками во время каждого цикла. Это максимально использует преимущества более высоких уровней наддува с эффективностью сгорания для создания более высокого давления в цилиндрах.

Процесс сгорания в дизельном двигателе по своей природе не является плавным и однородным, главным образом из-за изменений нагрузки и температуры. Важнейшей целью ужесточения контроля над процессом впрыска является уменьшение колебаний сгорания от цикла к циклу. Современные датчики и система управления двигателем помогают сгладить ситуацию, а современные дизели работают тише и мощнее, чем когда-либо. Системы управления и система впрыска Common Rail под более высоким давлением теперь могут осуществлять до трех впрысков за один акт сгорания, и они могут варьировать каждый впрыск с большим или меньшим количеством топлива и более высоким или более низким давлением в зависимости от того, что необходимо для оптимального сгорания.

Diamond предлагает поршни для популярных дизелей в кованых конфигурациях 2618. Они также предлагают термическое покрытие и покрытие юбки и поршневые пальцы из инструментальной стали.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОРШНЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Все это делает поршень ответственным за повышение давления сгорания. В то время как дизели обычно имеют очень надежную конструкцию, поршень — это игрок, которому необходимо постоянно усиливать свою игру.

Diamond Pistons представляет полную линейку сменных кованых алюминиевых поршней для всех распространенных дизельных платформ последних моделей. Из них основными игроками являются Dodge Cummins, GM Duramax и Ford Power Stroke. Эти поршни поддерживают рынок восстановления дизельных двигателей благодаря стандартным и увеличенным поршням из сплава 2618, которые имеют твердое анодирование и поставляются с DLC (алмазоподобным покрытием) поршневыми пальцами из инструментальной стали h23 — большой шаг в обеспечении высококачественных поршней для соревнований и гоночных дизельных двигателей. Приложения.

Рынок дизельного топлива стремительно развивается уже более десяти лет. OEM-производители и энтузиасты развивают эту технологию с бешеной скоростью. Diamond быстро реагирует на растущий рыночный спрос, чтобы убедиться, что они могут поставлять поршни, которые удовлетворят все потребности клиентов.

Требования к дизельным поршням и гильзам

Дизельные двигатели предъявляют высокие требования к своим поршням. Такие факторы, как степень сжатия двигателя, давление в цилиндре и температура пламени, являются важными факторами при проектировании и конструкции дизельных поршней.

Поршни — одни из самых трудоемких компонентов дизельного двигателя.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительную информацию

Дизельные двигатели представляют собой высокотемпературные двигатели с высокой степенью сжатия, которые предъявляют высокие требования к своим поршням. Степень сжатия обычно находится в диапазоне от 16: 1 до 20: 1, что повышает тепловую эффективность и экономию топлива, но также создает большее давление.

Давление в цилиндрах многих серийных дизельных двигателей может варьироваться от 2200 до 2700 фунтов на квадратный дюйм или выше в зависимости от номинальной мощности двигателя, по сравнению с 1450 фунтов на квадратный дюйм для бензинового двигателя без наддува или 2100 фунтов на квадратный дюйм для газового двигателя с турбонаддувом.

Дизельным поршням также приходится бороться с большим количеством тепла, чем их бензиновым аналогам. Температура пламени может варьироваться от 2600 градусов по Фаренгейту до более 3600 градусов по Фаренгейту в камере сгорания поршня, создавая температуру поверхности до 750 градусов по Фаренгейту или выше в области обода вокруг камеры сгорания.

При таких температурах алюминиевые поршни могут быть опасно близки к температуре плавления, поэтому масляное охлаждение необходимо для отвода тепла, охлаждения колец и контроля теплового расширения.

Охлаждение…

Поршни дизеля охлаждаются путем распыления масла на нижнюю сторону поршня и направления части масла в полые полости или галереи в верхней части поршня за верхним поясом кольца.

На некоторых поршнях канал охлаждения масла создается в задней части вкладыша верхнего кольца путем приваривания к стальной пластине. Масляное охлаждение снижает температуру верхнего кольца до 100 градусов по Фаренгейту и более для лучшего уплотнения, уменьшения прорыва газов и увеличения срока службы поршня и кольца.

… И дайте им место

Высокие рабочие температуры также означают, что дизельным поршням обычно требуется больший зазор для компенсации теплового расширения, особенно когда двигатель модифицируется для увеличения мощности. Для стандартного Duramax завод рекомендует около 0,002 дюйма зазора между поршнем и стенкой.

Для уличных гонок/драйва вы можете оставить зазор поршня от 0,006 до 0,008 дюйма в зависимости от типа используемых поршней (литые или кованые) и величины давления наддува.

Для дизельного двигателя с высоким наддувом, используемого для буксировки, может потребоваться зазор от 0,012 до 0,013 дюйма.

Материал поршня дизельного двигателя

Поршни большинства серийных дизельных двигателей по-прежнему изготавливаются из литого алюминия, хотя все чаще используются новые материалы (подробнее об этом через минуту).

Можно было бы подумать, что дизельные поршни будут изготавливаться из кованого алюминия, чтобы выдерживать более высокие нагрузки и тепло, а некоторые поршни для вторичного рынка дизельных двигателей изготовлены из кованого алюминия 2618 или даже из алюминиевых заготовок, обработанных на станке с ЧПУ.

Однако литые алюминиевые поршни уже давно используются в большинстве серийных дизельных двигателей, потому что литые поршни могут быть легко отлиты со стальным верхним кольцом для увеличения срока службы колец. Отливки также дешевле, чем поковки или другие материалы.

Поршни, которые используются в дизельных двигателях легких грузовиков, таких как GM Duramax, Ford Powerstroke и Dodge Cummins, как правило, длиннее и тяжелее, чем поршни, используемые в бензиновых двигателях.

Размер отверстия в этих двигателях может варьироваться от 3,74 дюйма до 4,21 дюйма в зависимости от применения, но вес поршня может достигать от 1000 до 1200 граммов с поршневым пальцем от 300 до 400 граммов.

Дополнительный вес не имеет большого значения, поскольку серийный дизельный двигатель обычно работает на относительно низких оборотах (менее 4500 об/мин). Но если вы модифицируете один из этих двигателей для буксировки или дрэг-рейсинга, вам, вероятно, понадобится более легкий кованый поршень, способный выдерживать более высокие обороты двигателя. Вам также понадобятся разные поршни, если вы строите ходовый двигатель.

Один из поставщиков поршней, у которого мы взяли интервью для этой статьи, сказал, что стандартные поршни оригинального оборудования в двигателях Cummins «переработаны» для долговечности. Наручные штифты большие и тяжелые, поэтому они прослужат долго, что отлично подходит для усердного ежедневного водителя.

Но для дизельного двигателя вам может не понадобиться столько говядины. Штифты можно облегчить, используя поршни с меньшими и более короткими поршневыми штифтами.

Долговечность не должна быть проблемой при использовании меньших и более легких штифтов, потому что дизельный двигатель, используемый для буксировки или дрэг-рейсинга, подвергается максимальной нагрузке только в течение относительно короткого периода времени. Ожидается, что он не проедет 200 000 миль или больше, как серийный двигатель.

Более легкие поршни также могут упростить и удешевить балансировку двигателя в некоторых случаях.

В двигателях Duramax коленчатый вал должен быть отбалансирован изнутри для повышения производительности, а не снаружи.

Но для этого может потребоваться много тяжелого металла в противовесах. Использование более легких поршней может минимизировать количество тяжелого металла, необходимого для достижения внутреннего баланса.

Один из производителей поршней заявил, что тенденция к использованию более легких дизельных поршней будет только усиливаться. Производитель заявил, что поршни, которые они будут производить через несколько лет, будут сильно отличаться и легче, чем те, которые они производят сегодня для высокопроизводительных дизельных двигателей.

Покрытия поршней дизельных двигателей

Многие поставщики кованых поршней для дизельных двигателей на вторичном рынке используют различные типы покрытий и обработки поверхности своих поршней. Анодирование и аналогичная обработка обычно используются в кольцевых канавках и области короны для увеличения срока службы. Многие считают анодирование обязательным, если вы строите двигатель с высоким наддувом, чтобы поршни и кольца выжили.

Антифрикционные покрытия также популярны на юбке поршня, чтобы обеспечить защиту от истирания.

Эти «сухие смазочные материалы» могут содержать такие ингредиенты, как дисульфид молибдена, дисульфид вольфрама и/или ПТФЭ (тефлон) в термоотверждающемся полимерном связующем (на основе воды или растворителя).

Сухие пленочные покрытия обычно изготавливаются для обеспечения смазывающей способности поверхности и защиты от трения, истирания и износа. Сухое пленочное покрытие обеспечивает дополнительный запас прочности при падении давления масла (по крайней мере, на некоторое время) и помогает предотвратить контакт металла с металлом при экстремальном давлении или после запуска всухую.

Сухая пленка смазки на юбках поршня обычно увеличивает диаметр поршня примерно на 0,001″, поэтому часто возникает вопрос, как это влияет на установочные зазоры поршня.

Один производитель поршней заявил, что нет необходимости компенсировать покрытие при расчете зазоров между поршнем и отверстием. «Просто притворитесь, что покрытия нет», — таков их совет. Используйте размер поршня на коробке для расчета зазоров, а не фактический диаметр поршня с покрытием.

Другим типом покрытия, которое может использоваться на поршнях дизельных двигателей для повышения производительности и управления теплом, является металлокерамическое покрытие на верхней части поршня и в камере сгорания.

Теоретически теплоотражающие покрытия улучшают тепловую эффективность и помогают поршням охлаждаться.

Но если поверхность не будет должным образом подготовлена ​​перед нанесением покрытия, оно может отслаиваться под воздействием тепла и нагрузки.

Конфигурации камеры поршня

Некоторые поршни для вторичного рынка представляют собой переработанные стандартные литые поршни. Распространенной модификацией является «удаление кромок» из области чаши, чтобы открыть камеру сгорания.

Более открытая чаша позволяет увеличить продолжительность работы инжектора для большей мощности. Размер, форма и угол наклона центрального конуса (если используется) на дне чаши также могут быть изменены, чтобы соответствовать форме распыления определенного набора форсунок.

Одна вещь, которую вы должны иметь в виду при замене поршней в немодифицированном дизельном двигателе, это убедиться, что сменные поршни имеют ту же форму камеры, что и оригинальные. Это важно для поддержания той же степени сжатия и характеристик сгорания, которые были разработаны в двигателе, чтобы вы не оказывали неблагоприятного влияния на экономию топлива, производительность или выбросы.

Например, на дизелях Cummins имеется более 25 различных поршней для двигателей Cummins серии B, включая варианты для дорожных, внедорожных, морских двигателей, с турбонаддувом и без него, различные пакеты колец и т. д.

Чтобы подобрать правильный поршень на замену, вам необходимо знать «CPL» (список критических деталей) для данного двигателя. В CPL перечислены все основные детали, используемые в двигателе, включая поршни, распредвал, форсунки и турбонаддув. Вам также может понадобиться серийный номер оригинального оборудования на поршне, который может быть выгравирован или напечатан лазером на верхней части поршня. Внутри поршня также может быть необработанный номер отливки, но это не зависит от конкретного применения, поскольку одна и та же отливка может быть обработана по-разному для разных двигателей.

Стальные поршни

Ожидается, что двигатели больших внедорожных тяжелых грузовиков прослужат много миль, более миллиона или более, при надлежащем обслуживании и уходе.

Литые алюминиевые поршни достаточно хорошо выдерживают легкие и умеренные нагрузки, но для мощных двигателей можно использовать двухсекционные «шарнирные» поршни со стальными головками и алюминиевыми юбками для повышения долговечности.

Наручный штифт удерживает две детали вместе и позволяет поршню выдерживать более высокие нагрузки, чем это было бы возможно с цельным литым поршнем.

Цельные стальные поршни также используются уже несколько лет и имеют многочисленные преимущества по сравнению с литыми алюминиевыми, коваными алюминиевыми и состоящими из двух частей алюминиево-стальными поршнями в тяжелых дизельных двигателях.

Стальные поршни дороже в производстве, чем литые или кованые алюминиевые поршни, но сталь намного прочнее алюминия и может безотказно выдерживать более высокие нагрузки и температуры.

Вес кажется недостатком, так как сталь тяжелее и плотнее алюминия.

Тем не менее, стальные поршни могут быть такими же легкими или даже легче, чем алюминиевые поршни, если масса удалена в областях, где не требуется дополнительная прочность. Износ контактного кольца также не является проблемой для стальных поршней, поскольку весь поршень изготовлен из стали.

Еще одним преимуществом стали является то, что ее коэффициент теплового расширения аналогичен коэффициенту чугунного блока цилиндров.

Алюминий при нагревании расширяется гораздо быстрее, чем сталь, что увеличивает риск задира поршня и разрушения цилиндра, если двигатель перегреется.

Гильзы и гильзы цилиндров

Дизельные двигатели малой грузоподъемности, как и большинство бензиновых двигателей, имеют чугунные блоки с алюминиевыми или чугунными головками.

Если один или несколько цилиндров изношены или повреждены, их часто можно спасти и восстановить их первоначальный диаметр отверстия путем растачивания блока и запрессовки сухой втулки.

По словам людей, которые производят втулки, центробежные литые втулки из ковкого чугуна должны быть вашим первым выбором для любого типа применения.

Ковкий чугун обладает большей прочностью на растяжение, чем обычный серый чугун, а также большей «податливостью» (удлинением), что позволяет ему сопротивляться растрескиванию при более высоких нагрузках.

Существуют также различные марки ковкого чугуна, некоторые из которых значительно лучше других. Гильзы и вкладыши, отлитые методом центрифугирования, также обеспечивают более однородную и однородную металлургию, поэтому в гильзах нет твердых пятен или включений, которые впоследствии могут вызвать проблемы.

Втулки обычно являются полуфабрикатами и не подвергаются окончательной обработке до тех пор, пока блок не будет расточен и втулка не будет запрессована на место в блоке. Для сравнения, мокрые вкладыши часто дорабатываются в соответствии со спецификациями и готовы к установке.

Сухие втулки требуют определенной прессовой посадки, чтобы удерживать втулку на месте.

Рекомендуемая величина натяга зависит от типа металла, из которого изготовлена ​​втулка, типа блока цилиндров и области применения.

Для аналогичных металлов (железная втулка в железном блоке) стандартная рекомендация по запрессовке обычно составляет от 0,001 до 0,002 дюйма с натягом.

Для разнородных металлов (железная втулка в алюминиевом блоке) может быть рекомендован натяг до 0,003 дюйма.

Один из советов, который упрощает установку сухой втулки, а также улучшает охлаждение цилиндра, заключается в том, чтобы слегка почистить отверстие цилиндра после того, как в нем будет просверлено отверстие для установки втулки. Это сгладит поверхность канала ствола и позволит втулке легче встать на место. Более гладкая поверхность также обеспечит лучший контакт металла с металлом между втулкой и блоком для хорошей теплопередачи.

Стальные втулки используются в некоторых съемных двигателях и других гоночных дизельных двигателях из-за их твердости и прочности. Но сталь тяжелее для колец, чем ковкий чугун, поэтому не ожидайте, что кольца будут служить вечно, если вы в конечном итоге установите стальные втулки в двигатель, который вы строите. Простые чугунные кольца часто лучше всего работают со стальными втулками.

Производители поршней, опрошенные в этой статье, считают, что тенденция к созданию более легких дизельных поршней будет только усиливаться, и что поршни, разрабатываемые через несколько лет, будут значительно отличаться и легче, чем те, которые производятся сегодня.

Мокрые гильзы, используемые в дизельных двигателях большой мощности, представляют собой вставные цилиндры, герметизированные сверху и снизу с помощью фланца и уплотнительных колец.

Величина скользящей посадки зависит от области применения, поэтому следуйте рекомендациям OEM. Мокрые вкладыши толще, чем ремонтные втулки или литые втулки, потому что вокруг них нет металла, обеспечивающего дополнительную поддержку. Как и в случае с сухими втулками, вкладыши из ковкого чугуна обеспечивают дополнительную прочность, необходимую для применения с высокой производительностью.

Мокрые футеровки могут выйти из строя из-за усталостного растрескивания или в результате кавитационной эрозии.

Каждый раз, когда срабатывает цилиндр, он немного расширяется и сжимается, вызывая образование маленьких пузырьков в охлаждающей жидкости, которая циркулирует снаружи гильзы. Когда пузырьки взрываются, они делают это с большой силой и откалывают наружную часть лайнеров.

Со временем кавитация может привести к выкрашиванию и эрозии такого количества металла, что в конце концов гильза прорвется и позволит охлаждающей жидкости просочиться в цилиндр. Это может привести к перегреву двигателя или даже к гидроблокировке цилиндра.

Кавитационная эрозия часто возникает в результате пренебрежения охлаждающей жидкостью или использования охлаждающей жидкости, не содержащей «дополнительных присадок к охлаждающей жидкости». Эти добавки включают нитрит и/или молибдат, которые образуют защитную оксидную пленку на внешней стороне гильз, помогающую им противостоять кавитационной эрозии.

Полноценные охлаждающие жидкости для двигателей большой мощности, отвечающие требованиям ASTM D6210 или аналогичным стандартам, содержат соответствующие присадки, препятствующие кавитационной эрозии.

Поршень и втулка Советы по чистовой обработке и приработке

При чистовой обработке отверстий или гильз дизельных цилиндров двух- или трехэтапный процесс, который приводит к получению плоской поверхности, обычно лучше всего подходит для сокращения времени приработки колец и времени посадки. Тип хонинговальных брусков, подача и давление, используемые для финишной обработки цилиндров, будут варьироваться в зависимости от того, какой отделки вы хотите достичь.

Как правило, следует избегать слишком быстрого удаления слишком большого количества металла, использования слишком большого давления подачи и чрезмерного времени выдержки, чтобы свести к минимуму накопление тепла, которое может деформировать отверстия.

Всегда рекомендуется использовать стопорные пластины для улучшения геометрии отверстия.

После завершения обработки цилиндров в соответствии со спецификацией их необходимо очистить горячей мыльной водой и щеткой, чтобы удалить все следы остатков хонингования. После очистки цилиндров их можно слегка смазать маслом для обкатки.

Используйте обычное масло или масло для обкатки для первого запуска и процесса обкатки, а не синтетическое масло. Перед запуском двигателя заполните или создайте давление в масляной системе. Как только он запустится, увеличьте его до 2000–2500 об/мин в течение 30 минут, изменяя обороты двигателя в зависимости от посадки колец.

После завершения обкатки слейте масло, замените фильтр и снова залейте в картер любое масло, которое будет использоваться с этого момента (как правило, обычное 15W-40 или синтетическое 15W-40 или 5W-40).

Поршень для судового дизельного двигателя

Поршень для судового дизельного двигателя
Главная || Дизельные двигатели ||Котлы||Системы подачи ||Паровые турбины ||Обработка топлива ||Насосы ||Охлаждение ||

Поршень, образующий нижнюю часть камеры сгорания: Дизельный двигатель — это тип двигателя внутреннего сгорания, который зажигает топливо, впрыскивая его в горячий воздух под высоким давлением при сгорании камера. Как и все двигатели внутреннего сгорания, дизель двигатель работает с фиксированной последовательностью событий, которая может быть достигнута либо за четыре такта, либо за два, причем ход — это ход поршня между его крайними точками. Каждый удар выполняется за половину оборот коленчатого вала.

выровнять=»влево»>

  • Дом

  • Дизельные двигатели

  • Морской котел

  • Кондиционер

  • Сжатый воздух

  • Батареи

  • Охлаждение

  • Морские насосы

  • Система подачи

  • Инсинератор

  • Хладагенты

  • Коробки передач

  • Губернаторы

  • Охладители

  • Пропеллеры

  • Рулевой механизм

  • Электростанции

  • Турбинный редуктор

  • Турбокомпрессоры

  • Паровые турбины

  • Теплообменники

  • Противопожарная защита

align=»left»>

  • Измерение расхода

  • Четырехтактные двигатели

  • Двухтактные двигатели

  • Система впрыска топлива

  • Топливная система

  • Смазочные масляные фильтры

  • Двигатель MAN B&W

  • Дизельный двигатель Sulzer

  • Морские конденсаторы

  • Сепаратор маслянистой воды

  • Защита от превышения скорости

  • Поршень и поршневые кольца

  • Прогиб коленчатого вала

  • Станция очистки сточных вод

  • Система пускового воздуха

  • Аварийный источник питания

  • UMS Операции

  • Сухой док и ремонт

  • Критическое оборудование

  • Палубные механизмы

  • Контрольно-измерительные приборы

  • Безопасность машинного отделения

  • Главная
выровнять=»влево»> Поршень образует нижнюю часть камеры сгорания. Он герметизирует цилиндр и передает давление газа на шатун. Поршень поглощает теплоту сгорания, и это тепло необходимо отводить, если температура металла должна поддерживаться в безопасных пределах. Поршень состоит из двух частей; корона и юбка.

Коронка подвергается воздействию высоких температур в камере сгорания, и ее поверхность подвержена эрозии/выгоранию. По этой причине материал, из которого изготовлена ​​коронка, должен сохранять свою прочность и противостоять коррозии при высоких температурах.

Рис.: Поршень

align=»center»>

Рис. Поршень

align=»center»>

Рис. Гильза цилиндра

align=»center»>
Используется сталь, легированная хромом и молибденом, а некоторые поршни имеют специальный сплав, приваренный к самой горячей части головки, чтобы попытаться уменьшить эрозию, вызванную горящим топливом. Головка также имеет 4 или 5 канавок для поршневых колец, которые могут быть хромированы.

Чугунная юбка служит направляющей в гильзе цилиндра. Это только короткая юбка на двигателях с выпускным клапаном (известных как прямоточные двигатели с продувкой), так как, в отличие от тронкового двигателя, боковая тяга на гильзу не передается (это работа направляющих крейцкопфа).

Нагрузки, которым подвергается поршень, следующие:

(механические и термические нагрузки)
Напряжение сжатия и растяжения, вызванное изгибающим действием под действием давления газа
Эффект инерции — движение вверх и вниз

Термические напряжения — быстрое изменение температуры

Головка поршня подвергается очень высокому давлению газа, которое подвергает верхнюю поверхность головки сжимающей нагрузке, а нижнюю поверхность головки — растягивающей нагрузке. Головка поршня будет похожа на равномерно нагруженную балку

По мере того, как поршень движется вверх, к концу своего хода его скорость будет уменьшаться. Эффект инерции заставит поршень изгибаться вверх, так что поверхность головки вместе с бортами будет нагрузка на растяжение, а нижняя поверхность венца будет на нагрузку на сжатие Когда поршень замедляется при приближении вниз к НМТ, эффект инерции будет обратным.

Возникающие в поршне термические напряжения возникают из-за разной температуры по сечению. Свободное расширение горячей стороны ограничивается более холодной поверхностью поршня. Максимальная безопасная температура в трех наиболее критических зонах для поршня из алюминиевого сплава составляет Корона 370 градусов до 400 градусов C. Канавка верхнего кольца и бобышки поршневого пальца от 200 до 220 градусов C.

Механические и термические напряжения следует рассматривать как совокупность, поскольку они имеют тенденцию дополнять друг друга. Верхняя, а иногда и вторая кольцевая канавка сужается до 2-кратного нормального осевого зазора, таким образом:

i) Зазор позволяет образовать нагар

Если температура коронки превысит 400°C, возможно разрушение из-за растрескивания. Если температура верхней кольцевой канавки превышает 220 °C в течение любого промежутка времени, могут возникнуть проблемы с:
. i)Заклинившие поршневые кольца
ii) Образование нагара на дне кольцевой канавки, в результате чего кольцо утрамбовывается.

Растрескивание коронки вследствие термических и механических воздействий. Трещины в стенке поршня, особенно в области верхней кольцевой канавки, из-за изменчивой газовой нагрузки, чрезмерных термических напряжений. Трещина начинается с внутренней стороны стены. Растрескивание может произойти по следующим причинам, помимо причин, указанных выше:

i) Неподходящий материал для мощности двигателя или неправильная обработка
ii) Чрезмерное образование накипи на стороне охлаждения, кавитационная эрозия
iii) Высокая температура охлаждающей жидкости
iv) Локальное столкновение
v) Плохое распыление, высокая проникающая способность топлива
vi) Высокое содержание воды в топливе


Ниже приведены дополнительные рекомендации по технике безопасности при обращении с поршнями морских дизельных двигателей :
  1. Конструкция четырехтактного поршня

  2. Для средне- и высокоскоростных двигателей вес материала становится важным для снижения нагрузки на вращающиеся части. Высокая теплопроводность алюминиевых сплавов в сочетании с малым весом делает этот материал идеальным. Для поддержания термических напряжений на приемлемом уровне охлаждающие трубы могут быть залиты во избежание деформации.
    Подробнее…..
  3. Метод масляного охлаждения поршня – основной принцип

  4. Охлаждающей жидкостью, используемой для отвода и передачи тепла от поршня, может быть пресная вода, дистиллированная вода или смазочное масло. Вода способна отводить больше тепла, чем смазочное масло (удельная теплоемкость воды приблизительно равна 4, а смазочного масла 2, а разница температур составляет 14°С для воды и 10°С для смазочного масла). .

    Подробнее …..

  5. Функция поршневого кольца в судовом дизеле

  6. Эффективность двигателя зависит от эффективного уплотнения между поршнем и гильзами. Утечка снизит давление сжатия и потеряет мощность. Поршневые кольца герметизируют газовое пространство, расширяясь наружу из-за давления газа, действующего за ними. Они также распределяют смазочное масло вверх и вниз по гильзе цилиндра и передают тепло стенкам гильзы. На поршень устанавливаются от трех до шести силовых или компрессионных колец, количество которых зависит от режима работы двигателя в двухтактном или четырехтактном цикле. .

    Подробнее …..

  7. Требование поршневого кольца

  8. Поршень образует нижнюю часть камеры сгорания судового дизельного двигателя. Он герметизирует цилиндр и передает давление газа на шатун.

    Подробнее …..

  9. Особенности конструкции поршня

  10. Поршень образует нижнюю часть камеры сгорания судового дизельного двигателя. Он герметизирует цилиндр и передает давление газа на шатун.

    Подробнее …..

    Проблемы с поршнем, которых следует избегать
    i) Заклинивание поршня; слишком часто следовал взрыв масляно-воздушной смеси в картере. ii) Растрескивание днища поршня и боковых стенок из-за циклического изменения напряжения давления, наложенного на напряжение из-за градиента температуры.

    Подробнее …..

  11. Обнаружение перегрева поршня

  12. Наиболее распространенные причины перегрева поршня: i) Недостаточная циркуляция охлаждающей среды и/или недостаточная подача. ii) Чрезмерное отложение в охлаждающем пространстве (накипь или сажа). iii) Недостаточная смазка.

    Подробнее …..

Судовой дизельный двигатель Другие полезные статьи :
  1. Руководство по эксплуатации четырехтактных дизельных двигателей

  2. Четырехтактный цикл завершается четырьмя ходами поршня или двумя оборотов коленчатого вала. Для работы в этом цикле двигатель требуется механизм для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов
    Подробнее …..
  3. Руководство по эксплуатации двухтактных дизельных двигателей

  4. Двухтактный цикл завершается за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала. Для работы этого цикла, где каждый событие выполняется за очень короткое время, движку требуется количество особых договоренностей.
    Подробнее …..
  5. Измерение мощности судового дизельного двигателя — Индикатор двигателя

  6. Существует два возможных измерения мощности двигателя: мощность и мощность на валу. Указанная мощность — это мощность, развиваемая внутри цилиндра двигателя и может быть измерен индикатором двигателя. Мощность на валу – это мощность, доступная на выходном валу двигателя. и может быть измерен с помощью крутильного измерителя или с помощью тормоза.
    Подробнее …..
  7. Подача свежего воздуха и удаление отработавших газов газообменником

  8. Основной частью цикла двигателя внутреннего сгорания является подача свежего воздуха и удаление выхлопных газов. это газообмен процесс. Продувка – это удаление выхлопных газов путем вдувания свежего воздуха.
    Подробнее …..
  9. Топливная система дизельного двигателя

  10. Систему подачи топлива для дизельного двигателя можно рассматривать в двух части системы подачи топлива и системы впрыска топлива. Поставка топлива связана с подача мазута, подходящего для использования системой впрыска.
    Подробнее …..
  11. Смазочная система для судового дизеля — принцип работы

  12. Система смазки двигателя обеспечивает подачу смазочного масла к различным движущимся частям двигателя. Его основная функция заключается в том, чтобы позволить образование масляной пленки между движущимися частями, что снижает трения и износа. Смазочное масло также используется в качестве очистителя и в некоторые двигатели в качестве охлаждающей жидкости.
    Подробнее …..
  13. Охлаждение судового двигателя — как это работает, требования к системе охлаждения пресной и забортной водой

  14. Охлаждение двигателей достигается за счет циркуляции охлаждающей жидкости по внутренним каналам внутри двигателя. При этом охлаждающая жидкость нагревается. и, в свою очередь, охлаждается охладителем с циркуляцией морской воды. Без адекватного охлаждение некоторых частей двигателя, подвергающихся воздействию очень высоких температура, в результате сжигания топлива, скоро выйдет из строя.
    Подробнее …..
  15. Пневматическая система запуска дизельного двигателя — принцип работы

  16. Дизельные двигатели запускаются подачей сжатого воздуха в цилиндры в соответствующей последовательности для требуемого направления. Поставка сжатый воздух хранится в воздушных резервуарах или «баллонах», готовых к немедленному использованию. использовать. Возможно до 12 пусков с сохраненным количеством сжатого воздуха.
    Подробнее …..
  17. Регулятор-Функция регулятора скорости судового дизеля

  18. Основным управляющим устройством любого двигателя является регулятор. Он регулирует или регулирует скорость двигателя при некотором фиксированном значении, в то время как выходная мощность изменения для удовлетворения спроса. Это достигается губернатором автоматически регулировка параметров топливного насоса двигателя для достижения желаемой нагрузки на установить скорость.
    Подробнее …..
  19. Предохранительный клапан цилиндра судового дизельного двигателя — руководство по эксплуатации

  20. Предохранительный клапан баллона предназначен для сброса давления, превышающего нормальное на 10–20 %. Срабатывание этого устройства указывает на неисправность в двигателе, которая должны быть обнаружены и исправлены.
    Подробнее …..
  21. Взрывозащитный клапан судового дизеля

  22. В качестве практической защиты от взрывов в картере, установлены предохранительные клапаны или двери. Эти клапаны служат для облегчения избыточное давление в картере и прекращение выхода пламени из картер. Они также должны быть самозакрывающимися, чтобы предотвратить возврат атмосферный воздух в картер.
    Подробнее …..
  23. Руководство по эксплуатации поворотного механизма
    Поворотный механизм или двигатель вращения представляет собой реверсивный электродвигатель, приводящий в движение червячную передачу, которая может быть соединена с зубчатым маховиком для включить большой дизель. Таким образом, предусмотрен низкоскоростной привод, позволяющий расположение деталей двигателя при капитальном ремонте.
    Подробнее …..
  24. Муфты, сцепления и редукторы судового дизеля

  25. Основным устройством управления любым двигателем является регулятор. Он регулирует или регулирует скорость двигателя при некотором фиксированном значении, в то время как выходная мощность изменения для удовлетворения спроса. Это достигается губернатором автоматически регулировка параметров топливного насоса двигателя для достижения желаемой нагрузки на установить скорость.
    Подробнее …..
  26. Дизельный двигатель MAN B&W — Основные принципы и руководство по эксплуатации

  27. Один из двигателей серии MC введен в 1982 году, имеет более длинный ход и увеличенный максимальный давление по сравнению с более ранними конструкциями L-GF и L-GB.
    Подробнее …..
  28. Детектор масляного тумана картера судового дизеля

  29. Один из серии MC введен в 1982 году, имеет более длинный ход и увеличенный максимальный давление по сравнению с более ранними конструкциями L-GF и L-GB.
    Подробнее …..
  30. Разное Теплообменник для работающих механизмов на борту грузовых судов

  31. Кожухотрубные теплообменники для водяного охлаждения двигателя и охлаждения смазочного масла традиционно циркулировали с морской водой. Море вода находится в контакте с внутренней частью труб, трубных решеток и водяных камер.
    Подробнее …..
  32. Руководство по требованиям безопасности и эксплуатации турбокомпрессоров

  33. Кожухотрубные теплообменники для водяного охлаждения двигателя и охлаждения смазочного масла традиционно циркулировали с морской водой. Море вода находится в контакте с внутренней частью труб, трубных решеток и водяных камер.
    Подробнее …..
  34. Назначение поршня и поршневых колец

  35. Поршень образует нижнюю часть камеры сгорания. Он герметизирует цилиндр и передает давление газа на шатун. Поршень состоит из двух частей; головка и юбка. Головка поршня подвержена механическим и термическим нагрузкам.
    Подробнее …..

Machinery Spaces.com посвящен принципам работы, конструкции и работе всего оборудования. предметы на корабле предназначены в первую очередь для инженеров, работающих на борту, и тех, кто работает на берегу. Для любых замечаний, пожалуйста Свяжитесь с нами

Copyright © 2010-2016 Machinery Spaces. com Все права защищены.
Условия использования
Ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности|| Домашняя страница||

В современных дизельных двигателях сохранилось новое поколение суперпоршней

 

Ни один компонент тяжелого дизельного двигателя не подвергается такой нагрузке, как поршень. Типичный поршень достигает пиковой скорости от 4000 до 5000 футов/миль при нормальной работе. Он разгоняется от полной остановки до этой пиковой скорости два раза за оборот или более 80 раз в секунду при 2500 об/мин — это ускорение более 3000 g.

Теперь добавьте к этому невероятно суровые условия, в которых живет поршень: чрезвычайно высокие температуры и давление в камере сгорания, которые могут раздавить подводную лодку.

До недавнего времени предпочтительным материалом для поршней двигателей внутреннего сгорания и дизельных двигателей был алюминий из-за его преимуществ: легкий вес, хорошая устойчивость к температурам сгорания и поршни из алюминия, которые легко производить в больших количествах.

Однако, начиная с 1999 года, нормы выбросов дизельных двигателей существенно изменили условия работы внутри камеры сгорания. Температура и давление значительно возросли, что потребовало переоценки того, какой материал был оптимальным выбором для дизельных поршней.

 

Улучшенная конструкция

Первоначально производители придумали двухкомпонентный шарнирный поршень, подобный поршням MAHLE Ferrotherm, который имеет отдельную стальную головку и алюминиевую юбку. Поршневой палец проходит через свободно плавающую алюминиевую юбку и крепится к головке из кованой стали.

Хотя это работало хорошо, инженеры обнаружили, что алюминиевая юбка на самом деле вообще не нужна. Цельностальный поршень был оптимальным решением.

Сталь обладает многими важными преимуществами по сравнению с алюминием, в том числе своей прочностью. Износ контактной поверхности кольца не является проблемой для стали, и стальные поршни расширяются с той же скоростью, что и диаметр цилиндра двигателя.

Однако сталь весит больше, чем алюминий, а стальные поршни намного сложнее изготовить, чем алюминиевые.

Цельные стальные поршни, такие как поршень MAHLE Original Monotherm, имеют очень характерный внешний вид. Во-первых, это отсутствие юбки. На его месте два «бегунка» по бокам.

Далее поршень весь черный. Это специальное фосфатное покрытие, обеспечивающее смазку во время работы и защиту от ржавчины перед установкой.

Нежелательно, чтобы стальной штифт входил в стальной канал. Сталь против стали создает проблемы с износом. Обычно вы хотите, чтобы сталь работала с баббитом или лужением.

Первоначально решение заключалось в использовании втулки внутри отверстия для создания поверхности износа, но в новейшем поколении поршней втулка заменена высокотехнологичным фосфатным покрытием.

Фосфатное покрытие позволяет поршневому пальцу двигаться без втулок и действует как расходуемая смазка. Обеспечивает защиту от износа на протяжении более 1 000 000 миль пробега.

 

«Профилированное» отверстие под палец

Еще одна отличительная черта, не столь очевидная визуально, заключается в том, что отверстие под палец «профилировано». Обычно отверстие поршневого пальца прямое.

Если вы посмотрите на отверстие стального поршня в разрезе, вы увидите, что оно слегка вогнуто, увеличивая свой диаметр по мере продвижения к внешней стороне поршня.

Это необходимо, поскольку, хотя у вас есть массивный 60-миллиметровый поршневой палец, он все равно изгибается незначительно, поскольку подвергается воздействию огромных сил, действующих на него. Когда поршень начинает подниматься на такте сжатия, центр штифта поднимается вверх, а концы взводятся вниз.

Воронкообразная форма позволяет этому изгибу происходить без выдавливания пленки смазочного масла, обеспечивая контакт металла с металлом. Профилирование сохраняет масляный слой и компенсирует изгиб.

 

Различная конструкция масляного охлаждения

Также не сразу бросается в глаза конструкция масляного охлаждения в виде «вибрационной пластины».

Алюминиевые поршни смогли обеспечить адекватный температурный контроль поршня с распылителями, направляющими смазочно-охлаждающую жидкость на открытую головку. Создание каналов для охлаждения масла в кованом поршне невозможно, поэтому пластина вибратора удерживает масло в головке, помогая охлаждать верхнюю часть поршня.

Два отверстия в пластине позволяют маслу стекать обратно в масляный поддон. Эта функция была впервые использована в более ранней конструкции поршня, состоящей из двух частей, и значительно увеличивает срок службы и выносливость двигателя.

Также увеличивает срок службы поршня специальное покрытие Grafal на направляющих поршня, уменьшающее задиры. Нанесенный поверх фосфатного покрытия, он не виден человеческому глазу.

Как отмечалось ранее, одним из немногих недостатков стальных поршней является вес. Но с устранением юбки общий вес поршня можно уменьшить до уровня алюминиевых поршней.

Каждый поршень очень хорошо сбалансирован, что обеспечивает одинаковое согласование всех вращающихся компонентов и плавную работу двигателя.

Это новое поколение легких цельных стальных поршней представляет собой значительное инженерное достижение и позволяет современным высокоэффективным экологически чистым дизельным двигателям обещать срок службы в миллионы миль.

 

 

 

Охлаждение поршня

Охлаждение поршня

Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Максимальная температура поршня должна контролироваться для предотвращения преждевременного износа поршня и повреждения двигателя. Поршень может охлаждаться масляной струей, направленной на нижнюю часть поршня, или маслом, протекающим через охлаждающий канал или галерею, встроенную в поршень.

  • Температура поршня
  • Критические зоны поршня
  • Варианты охлаждения поршня
  • Вопросы теплопередачи

Максимальная температура поршня или, точнее, определенных ключевых областей поршня, таких как канавка верхнего кольца и кромка стакана, должна контролироваться, чтобы предотвратить преждевременный износ и выход из строя поршня и последующее повреждение двигателя. Поршню передается около 3-5% энергии топлива в покоящихся камерах сгорания и 6-8% в вихревых камерах. Если поршень не охлаждается, до 60 % этого тепла может проходить через область поршневых колец в рубашку охлаждения. Дополнительное тепло передается через юбку в рубашку охлаждающей жидкости и от нижней части поршня через масляные брызги/туман к маслу в картере [371] . Если поршень охлаждается маслом, значительная часть этого тепла уносится маслом, уменьшая относительное количество тепла, проходящего через область кольца. На рис. 1 показано влияние этой теплопередачи в поршне бензинового двигателя и поршне [3466] дизельного двигателя с масляным охлаждением.

Рисунок 1 . Максимальное распределение температуры в поршне дизельного двигателя с бензиновым и масляным охлаждением

(Источник: Мале)

Температура поршня бензинового двигателя максимальна в центре днища поршня и падает к верхней части поршня. Для поршней дизельных двигателей и бензиновых двигателей с прямым впрыском с чашеобразным поршнем максимальная температура возникает на ободе чаши и оттуда падает к центру чаши и к верхнему поясу. В дизельных двигателях профиль температуры по окружности обода камеры сгорания в значительной степени определяется количеством и ориентацией отверстий для впрыска, давлением впрыска, временем и продолжительностью впрыска, а также геометрией камеры сгорания. Самые высокие температуры вокруг кромки чаши возникают в местах, совпадающих с центром горящих форсунок дизельного топлива. В результате неравномерного подвода тепла через эти «лепестки горения» характерен волнообразный профиль температуры. Разница между максимальной и минимальной температурой по окружности края чаши в некоторых случаях может превышать 40°C.

Термическая нагрузка на поршень и результирующий температурный профиль влияют на работу поршня и, в случае превышения максимальных температурных пределов, могут привести к выходу из строя компонента и повреждению двигателя. Три критических эффекта: [3466] :

  • Усталостная прочность поршня. Повышенная температура поршня снижает сопротивление усталости поршня. В некоторых алюминиевых поршневых сплавах потеря сопротивления усталости может достигать 80% по сравнению со свойствами при комнатной температуре. Черные металлы менее чувствительны при температурах до 400°C.
  • Если температура в области поршневого кольца становится слишком высокой, это может привести к пластической деформации и повышенному износу, особенно в первой канавке поршневого кольца. Кроме того, закоксовывание смазки может привести к отложению нагара в кольцевой канавке, что может действовать как изолятор или вызывать залипание кольца.
  • Радиальная деформация поршня. Это влияет на шум, потери на трение и зазоры между поршнем и другими компонентами. Если достаточные зазоры не поддерживаются во всех возможных режимах работы двигателя, это может привести к заклиниванию поршня или его контакту с клапанами.

Некоторые типичные значения температуры для поршней легковых автомобилей составляют [3466] :

.
  • Центр днища поршня (бензиновый двигатель, порт впрыска) 270–310°C
  • Головка поршня (бензиновый двигатель, непосредственный впрыск) 270–350°C
  • Обод чаши (дизельный двигатель, непосредственный впрыск) 350–400°C
  • Опорная поверхность 200–250°C
  • Отверстие под штифт (зенит) 200–250°C
  • Верхняя кольцевая канавка (струйное охлаждение, канал охлаждения солевого сердечника) 200–280°C
  • Верхняя кольцевая канавка (охлаждаемый держатель кольца) 180–230°C
  • Охлаждающий канал (зенит) 250–300°C

Основной причиной охлаждения поршня является контроль температуры в нескольких из вышеперечисленных ключевых областей. Температура поршня масштабируется в зависимости от выходной мощности двигателя, поэтому во избежание перегрева поршня выходная мощность двигателя может быть ограничена исходя из температуры поршня, рис. 2. На этом рисунке показана номинальная мощность на единицу площади поршня (π · диаметр отверстия 2 /4) для двигателей, обследованных в 1990-е годы [371] .

Рисунок 2 . Мощность двигателя на единицу площади поршня для двигателей примерно 1990-х гг.

Примечание: Для диаметра/хода ~ 1, 1,0 МВт/м 2 ~ 10 кВт/л

В устройствах с более низкой удельной мощностью, оснащенных алюминиевыми поршнями, проводимость материала высока, а площади поверхности, контактирующие с гильзой, достаточно велики, чтобы поршень можно было эксплуатировать без охлаждения или с распылением масла, направленным на дно поршня без превышения максимального поршня. температуры. С железными поршнями это, как правило, невозможно из-за меньшей площади поверхности, контактирующей с гильзой, и низкой теплопроводности материала; масляное охлаждение необходимо [371] .

###

Анализ отказов поршней — ремонтные комплекты дизельных двигателей

Автор:
Dennis Nail

Анализ отказов поршней

Воздушная/топливная, охлаждающая и масляная системы, а также взаимосвязь между различными режимами работы двигателя и температурой гильзы цилиндра имеют решающее значение для поддержания надлежащей работы всего цилиндра. составные части.

Различные условия могут вызвать чрезмерный рост или плавление поршня, и каждое из них может привести к различным результатам, включая катастрофический отказ двигателя.

Правильный баланс соотношения воздух/топливо в двигателе имеет решающее значение для долговечности поршня, долговечности и правильной работы двигателя. Сочетание слишком большого количества топлива или слишком малого количества воздуха приведет к одному и тому же результату – тепловому расширению или эрозии днища поршня. Это может быть связано с засорением воздухозаборников, ограниченным выхлопом, неисправностью турбонаддува, неправильной калибровкой топливного насоса, загрязнением форсунок и, конечно же, синхронизацией впрыска или двигателя.

Поршни дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации рассчитаны на длительный срок службы при правильном балансе соотношения воздух/топливо. Любой из этих атрибутов сократит срок службы поршня или вызовет катастрофический отказ двигателя.

Температуры охлаждающей жидкости являются еще одной серьезной проблемой. Однако это не всегда вопиющий случай выработки охлаждающей жидкости двигателя. Низкий уровень охлаждающей жидкости, старая охлаждающая жидкость, отсутствие технического обслуживания, такое как забитые радиаторы, воздух в системе и ограниченный поток воздуха, или комбинация вышеперечисленных факторов могут вызвать чрезмерный рост поршня, что приведет к задирам колец, юбки или днища и, в конечном итоге, к заклиниванию поршня.

Форсунки охлаждения поршня помогают регулировать температуру днища поршня. Наиболее распространенными причинами выхода из строя форсунок охлаждения поршня являются несоосность и ограничение прохода масла. Очень важно снять форсунки поршня перед снятием и установкой компонентов цилиндра. Металлические форсунки легко смещаются или ломаются из-за контакта с компонентом цилиндра в сборе, в то время как пластиковые форсунки могут треснуть или сломаться.

После установки компонентов цилиндра можно проверить правильность выравнивания и работу форсунок поршня. Несоблюдение этой процедуры приведет к повышению температуры днища поршня, которая переместится в область юбки поршня. Повышение температуры юбки поршня приведет к увеличению диаметра сверх допустимого допуска и устранению зазоров между поршнем и гильзой, что приведет к заклиниванию поршня.

Работа двигателя при чрезмерных нагрузках, описываемая как «сильная тяга» или работа двигателя выше номинальной скорости, рекомендованной техническими условиями производителя, также может привести к повреждению компонентов цилиндра. Более высокие нагрузки соответствуют более высокой температуре компонентов двигателя.

Сильные рывки или низкие обороты двигателя вызывают уменьшение объема свежего воздуха, что приводит к перегреву днища поршня. Чрезмерно высокие обороты двигателя, описываемые как «превышение скорости», могут привести к увеличению допуска компонентов «нагромождению», что приведет к контакту поршней с клапанами, что может привести к повреждению поршней или клапанов. Материал смещается с днища поршня из-за удара клапана и заклинивает между юбкой поршня и стенкой гильзы. Это создает условия прилипания, что приводит к заклиниванию поршня.

Идентификация анализа отказа поршня

Задиры на днище поршня

Задиры на днище поршня возникают, когда температура поршня быстро превышает нормальную рабочую температуру. Как правило, это вызвано состоянием избыточного топлива в результате либо слишком большого количества топлива, либо слишком малого количества воздуха. В некоторых случаях недостаток масла, охлаждающего головку поршня, также может вызвать быстрый рост головки поршня, что приведет к уменьшению зазора между головкой и гильзой цилиндра, что приведет к задирам головки и возможному заклиниванию.

Probable Causes:

  • Over-fueling of specific cylinder
  • Lack of fresh air to that cylinder
  • Exhaust restriction
  • Engine or injection timing
  • Lack of piston crown cooling
  • Piston Crown Burning

Piston Эрозия коронки широко известна как «горение поршня» и обычно является результатом неправильного баланса соотношения воздух/топливо.

Возможные причины:

  • Неправильное время впрыска
  • Загрязнение инжектора
  • Отказ сопла
  • Отсутствие подачи свежего воздуха
  • Ограничение выхлопных газов
  • Чрезмерное использование эфира

Skuft Skuft

. Скол. для поддержания минимальной температуры юбки поршня. Если избыточному теплу будет позволено мигрировать в область юбки, тепловое расширение устранит зазор между поршнем и гильзой и вызовет задиры юбки.

Возможные причины:

  • Перегрев системы охлаждения
  • Отсутствие теплообмена в цилиндре
  • Отсутствие охлаждения днища поршня достигает рабочей температуры. Когда холодный двигатель запускается и работает при высоких нагрузках или оборотах, может возникнуть задир центральной точки юбки.

    Возможная причина:

    • Запуск холодного двигателя при высоких нагрузках или оборотах.

    Задиры поршневых колец

    Задиры колец приводят к износу поверхности кольца, что приводит к повреждению поверхности кольца и потере управления кольцом. Это приводит к высокому базовому давлению, расходу масла и возможному задиру поршня из-за абразивных материалов, образующихся в результате задира кольца. Это может привести к заклиниванию поршня, если не принять меры.

    Возможные причины:

    • Промывка топливом
    • Проглатывание мусора
    • Сильная перегрузка
    • Охлаждение днища поршня

    Эти признаки определяют, было ли охлаждение поршня фактором или возможной причиной отказа поршня. Две фотографии справа показывают это. Сверху пример недостаточного охлаждения короны. Пример внизу показывает правильное охлаждение короны.

    Серьезная температура днища поршня

    Сгоревшее масло, показанное на рисунке, ясно указывает на перегрев днища поршня. Сгоревшее масло создает тепловой барьер и не позволяет свежеохлажденному маслу отводить тепло от днища поршня, усугубляя уже существующее состояние.

    Возможные причины:

    • Перегрузка топливом
    • Ограничение подачи свежего воздуха
    • Ограничение выпуска

    Ошибки при сборке

    Ошибки при сборке могут и будут способствовать прохождению масла через кольца через основание. Это может привести к накоплению абразивного углерода, что может привести к задирам колец, потере контроля над кольцом и возможному заклиниванию поршня.

    Возможные причины:

    • Несоосность концевого зазора поршневого кольца
    • Торцевой зазор расширителя такой же, как и торцевой зазор смазочного кольца.

    В случае поломки поршня чрезвычайно важно тщательно осмотреть все компоненты двигателя во время процедуры разборки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *