Как выглядит поршень: Поршень – виды, устройство, и основные проблемы при работе — Словарь автомеханика

Поршень – виды, устройство, и основные проблемы при работе — Словарь автомеханика

Поршень является одной из деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя и представляет собой целостный элемент условно разделяемый на головку и юбку. Он является основой процесса преобразования энергии горения топлива в тепловую, а далее в механическую. От качества работы данной детали напрямую зависит производительность двигателя, а также его надежность и долговечность.

---

Предназначение и виды поршней

В моторе поршень двигателя выполняет ряд функций, в частности, это:

1. трансформация давления газов в усилие, передаваемое на шатун;
2. обеспечение герметичности камеры сгорания;
3. теплоотвод.

Поршень работает в экстремальных условиях под стабильно высокими механическими нагрузками. Поэтому для современных двигателей их изготавливают из специальных алюминиевых сплавов, отличающихся легкостью и прочностью при достаточных показателях термостойкости. Несколько менее распространены стальные поршни. Ранее они в основном производились из чугуна. Обязательно присутствующая на каждом изделии маркировка поршней расскажет, из чего оно изготовлено. Изготавливаются данные детали двумя методами – литьем и штамповкой. Кованые поршни, распространенные в тюнинге, изготовлены именно методом штамповки, а не выкованы вручную.

---

Конструкция поршня

Устройство поршня не является сложным. Это цельная деталь, которую для удобства определения принято условно разделять на юбку и головку. Конкретная форма и конструктивные особенности поршня определяются типом и моделью двигателя. В распространенных видах бензиновых ДВС можно увидеть только поршни с плоскими или крайне приближенными к такой форме головками. Часто они имеют канавки, предназначенные для максимального полного открывания клапанов. В моторах с непосредственным впрыском топлива поршни выполняются в несколько более сложной форме. Поршень дизельного двигателя имеет головку со специфической конфигурацией для обеспечения оптимального завихрения с целью качественного смесеобразования.

Схема поршня двигателя.

Под головкой на поршне размещаются канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Юбки у различных поршней тоже разные: с формой, подобной конусу или бочке. Такая конфигурация позволяет компенсировать расширение поршня, существующее при его нагревании в работе. Следует отметить что, поршень приобретает полностью рабочий объем только после разогрева двигателя до нормальной температуры.

Чтобы максимально снизить эффект от постоянного бокового трения поршня о цилиндр на его боковую поверхность наносится специальный антифрикционный материал, тип которого также зависит от вида двигателя. Также в юбке поршня есть специальные отверстия с приливами, предназначенные для монтажа поршневого пальца.

Работа поршня предполагает его интенсивное нагревание. Он охлаждается, причем в разных моторах различными способами. Вот наиболее распространенные среди них:

• с помощью подачи масляного тумана в цилиндр;
• через разбрызгивание масла сквозь шатун или специальную форсунку;
• через впрыскивание масла по кольцевому каналу;
• с помощью постоянной циркуляции масла по змеевику, расположенному непосредственно в головке поршня.

Вплотную соприкасается со стенками цилиндра не сам поршень, а его кольца. Для обеспечения наивысшей износостойкости они производятся из особого сорта чугуна. Количество и точное расположение этих колец зависит от вида мотора. Чаще всего на поршень приходится пара компрессионных колец и еще одно маслосъемное.

Компрессионные колца предназначены не давать газам из камеры сгорания прорываться в картер. На первое кольцо приходится самая серьезная нагрузка, поэтому во всех дизельных и мощных бензиновых моторах в канавке первого кольца дополнительно присутствует стальная вставка, что позволяет повысить прочность конструкции. Существует множество видов компрессионных колец, которые уникальны практически у каждого самостоятельного производителя.

Маслосъемные кольца — для удаления лишнего масла из цилиндра и недопущения его проникновения в камеру сгорания. Такие кольца выполняются с большим количеством дренажных отверстий, а также с пружинными расширителями, хоть и не во всех моделях двигателей.

Устройство поршня

С шатуном поршень двигателя соединяется через поршневой палец, стальную деталь трубчатой формы. Самым распространенным способом крепления пальца является плавающий, благодаря которому деталь может прокручиваться в процессе работы. Специальные стопорные кольца не дают пальцу смещаться в стороны. Жесткий зацеп пальцев на данный момент практически не распространен из-за очевидной большей уязвимости таких конструкций.

---

Поломки поршня и сопутствующих деталей

В процессе интенсивной или просто продолжительной эксплуатации поршень может выйти из строя по причине присутствия в цилиндре постороннего тела, на которое поршень постоянно наталкивается во время движения. Таким предметом может стать частица шатуна, коленвала или чего-то другого, отлетевшего от детали. Поверхности такого излома имеют серый цвет, они не характеризуются истиранием, трещинами и прочими визуальными признаками. Поршень распадается быстро и внезапно.

Излом, вызванный усталостью металла, характеризуется образованием в проблемном месте растровых линий. Это позволяет заблаговременно определить наличие поломки и заменить поршень. Помимо старения причиной такого излома может стать детонационное воспламенение, усиленные сотрясения поршня из-за сталкивания его головки с головкой цилиндра или чрезмерного зазора юбки. В любом случае на детали образуются трещины, свидетельствующие о ее скором выходе из строя.

После износа колец, повреждения головки поршня наиболее часто встречаемы.

Помимо износа и старения металла, связанные с поршнями поломки могут случаться по целому ряду разнообразных причин, среди которых:

• нарушение режима сгорания, например из-за задержки зажигания;
• неправильная организация пуска холодного двигателя;
• заполнение цилиндра маслом или водой при выключенном моторе, что называется гидравлическим ударом;
• необоснованное повышение мощности в результате перенастройки электроники;
• использование неподходящих деталей;
• другие причины.

Чаще всего ремонт осуществляется методом замены – поршня, колец или всей поршневой группы.

Связанные термины

Поршень двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Поршень – ключевая деталь КШМ цилиндрической формы, которая предназначена для трансформации топливной энергии в механическую работу автомобильного двигателя.

Поршень выполняет ряд важных функций:

• обеспечивает передачу механических усилий на шатун;
• отвечает за герметизацию камеры сгорания топлива;
• обеспечивает своевременный отвод избытка тепла из камеры сгорания

Работа поршня проходит в сложных и во многом опасных условиях – при повышенных температурных режимах и усиленных нагрузках, поэтому особенно важно, чтобы поршни для двигателей отличались эффективностью, надежностью и износостойкостью. Именно поэтому для их производства используются легкие, но сверхпрочные материалы – термостойкие алюминиевые или стальные сплавы. Поршни изготавливаются двумя методами – литьем или штамповкой.

Конструкция поршня

Поршень двигателя имеет достаточно простую конструкцию, которая состоит из следующих деталей:

1. Головка поршня ДВС
2. Поршневой палец
3. Кольцо стопорное
4. Бобышка
5. Шатун
6. Юбка
7. Стальная вставка
8. Компрессионное кольцо первое
9. Компрессионное кольцо второе
10. Маслосъемное кольцо

Конструктивные особенности поршня в большинстве случаев зависят от типа двигателя, формы его камеры сгорания и типа топлива, которое используется.

 

Днище

Днище может иметь различную форму в зависимости от выполняемых им функций – плоскую, вогнутую и выпуклую. Вогнутая форма днища обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако это способствует большему образованию отложений при сгорании топлива. Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.

Поршневые кольца

Ниже днища расположены специальные канавки (борозды) для установки поршневых колец. Расстояние от днища до первого компрессионного кольца носит название огневого пояса.

Поршневые кольца отвечают за надежное соединение цилиндра и поршня. Они обеспечивают надежную герметичность за счет плотного прилегания к стенкам цилиндра, что сопровождается напряженным процессом трения.  Для снижения трения используется моторное масло. Для изготовления поршневых колец применяется чугунный сплав.

Количество поршневых колец, которое может быть установлено в поршне зависит от типа используемого двигателя и его назначения. Зачастую устанавливаются системы с одним маслосъемным кольцом и двумя компрессионными кольцами (первым и вторым).

Маслосъемное кольцо и компрессионные кольца

Маслосъемное кольцо обеспечивает своевременное устранение излишков масла с внутренних стенок цилиндра, а компрессионные кольца –  предотвращают попадания газов в картер.

Компрессионное кольцо, расположенное первым, принимает большую часть инерционных нагрузок при работе поршня.

Для уменьшения нагрузок во многих двигателях в кольцевой канавке устанавливается стальная вставка, увеличивающая прочность и степень сжатия кольца. Кольца компрессионного типа могут быть выполнены в форме трапеции, бочки, конуса, с вырезом.

Маслосъемное кольцо в большинстве случаев оснащено множеством отверстий для дренажа масла, иногда – пружинным расширителем.

Поршневой палец

Это трубчатая деталь, которая отвечает за надежное соединение поршня с шатуном. Изготавливается из стального сплава. При установке поршневого пальца в бобышках, он плотно закрепляется специальными стопорными кольцами.

Поршень, поршневой палец и кольца вместе создают так называемую поршневую группу двигателя.

Юбка

Направляющая часть поршневого устройства, которая может быть выполнена в форме конуса или бочки. Юбка поршня оснащается двумя бобышками для соединения с поршневым пальцем.

Для уменьшения потерь при трении, на поверхность юбки наносится тонкий слой антифрикционного вещества (зачастую используется графит или дисульфид молибдена). Нижняя часть юбки оснащена маслосъемным кольцом.

Обязательный процесс работы поршневого устройства – это его охлаждение, которое может быть осуществлено следующими методами:

• разбрызгиванием масла через отверстия в шатуне или форсункой;
• движением масла по змеевику в поршневой головке;
• подачей масла в область колец через кольцевой канал;
• масляным туманом

Уплотняющая часть

Уплотняющая часть и днище соединяются в форме головки поршня. В этой части устройства расположены кольца поршня – маслосъемное и компрессионные. Каналы для колец имеют небольшие отверстия, через которые отработанное масло попадает на поршень, а затем стекает в картер двигателя.

В целом поршень двигателя внутреннего сгорания является одной из самых тяжело нагруженных деталей, который подвергается сильным динамическим и одновременно тепловым воздействиям. Это накладывает повышенные требования как к материалам, используемым в производстве поршней, так и к качеству их изготовления.

Поршень ДВС функции,конструкция,виды,применение

Поршень двс

Поршень одна из важных деталей двигателя внутреннего сгорания благодаря которой передается энергия на шатун. В этой статье поговорим про устройство поршня узнаем его назначения и рассмотрим его фото.

Поршень двc на первый взгляд имеет простую конструкцию. Тем не менее не все так просто инженеры постоянно работают над облегчением поршня и увеличением его прочности. Другими словами стараются найти золотую середину. Найти золотую середину бывает не просто, так как поршень постоянно эксплуатируется в экстремальных условиях при высоких температурах и повышенных инерционных нагрузках. Под действием энергии топливно-воздушной смеси поршень отправляется в НМТ ( нижнюю мертвую точку). Поршень в свою очередь передает энергию на коленвал через шатун с которым поршень связан через поршневой палец.

Основные функции поршня двс:

1) Отвод излишков тепла.

2) Благодаря поршню камера сгорания становится герметичной.

3) Передача энергии на коленвал через шатун.

Если сказать кратко задача поршня передать энергию газов на коленвал чтобы последний преобразовал ее в механическую энергию.

Устройство

В последнее время поршень двс изготавливают из алюминия так как этот материал лёгкий и прочный.

Поршни бывают литые и кованные. Литые поршни изготавливаются литьём под давлением. Кованные поршни изготавливают методом штамповки из алюминиевого сплава с небольшим добавлением кремния 15%. Что увеличивает их прочность и износостойкость.

Обсудим основные детали поршня, более подробно устройство поршня можно рассмотреть на схеме.

Днище

Днище поршня может иметь 5 разных видов поверхностей у каждого типа свои преимущества и недостатки.

Плоское. Такой тип поверхности используется довольно часто. Недостаток поршня такого типа, в том что при обрыве ремня поршни гнут клапана.

Вогнутое. Обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания. Тем не менее способствует большему образованию отложений при сгорании топлива.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

Выпуклое. Улучшает производительность поршня, но при этом понижает эффективность сгорания топлива.

С циковками. Предотвращают столкновение поршней с клапанами за счёт специальных углублений называемых циковками. Из-за канавок может быть небольшая потеря мощности.

С лужей.Такой тип поршней также оснащен канавками только большего размера. Цель таких поршней понизить степень сжатия. Например они отлично подходят для турбокомпрессора.

Компрессионные кольца

Обычно в двc устанавливается 2 компрессионных кольца и одно маслосъемное. Поршневые кольца изготавливаются из высокопрочного чугуна. Расстояние от днища поршня до первого кольца носит огневой пояс. Функция поршневых колец состоит в том, чтобы поршень плотно прилегал к цилиндру. Для уменьшения трения используется моторное масло.

Одно из важных предназначений поршневых колец заключается в препятствии попадания газов из камеры сгорания в картер. Благодаря добавлению хрома, молибдена, никеля или вольфрама прочность и термостойкость поршневых колец значительно повышается. При износе поршневых колец ресурс поршня понижается.

Маслосъемное кольцо

Маслосъемные кольца служат для того чтобы отводить излишки масла. Маслосъемные кольца обладают дренажными отверстиями.

Юбка

Юбка поршня и есть его тело служит направляющей. Благодаря специальным добавкам в сплав юбка поршня обладает высокой стойкостью к расширению.

Поршневой палец

Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Благодаря стопорному кольцу достигается их прочное соединение.

Ответы на частые вопросы

Для чего в днище поршня дизельного двигателя делают выемку ?

Выемка в поршнях дизельного двигателя называется вихревой камерой( камерой сгорания). Топливо перемешиваясь с воздухом в вихревой камере сгорает более эффективно и быстро.

Температура поршня двс ?

Кратковременно при работе двс поршень может нагреться до 2000 градусов и более. В целом температура поршня при работе может достигать 200 градусов.

Как продлить срок службы поршней ?

Для того чтобы продлить срок службы поршней двс необходимо во время менять масло. Лучше даже немного раньше срока как советуют многие водители.

norfin arcticthe hermitage st petersberg

Как выглядит поршень и какую выполняет работу в двигателе?

Думаю, любой автомобилист, скорее всего знает как выглядит поршень. Но на этом, как правило, познания о главной детали двигателя и заканчиваются. Поэтому восполним пробел и поговорим о назначении поршня, его конструктивных особенностях и материалах для изготовления.

 

Что же представляет из себя этот симпатичный горшок

Как выглядит поршень? Сложная деталь. Это подтверждает такой факт – очень мало автомобилестроителей сами изготавливают поршни, поручая это специализированным производителям.

А еще – это главное звено в процессе превращения химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую.

Поршень, я бы сказал, это красивая деталь цилиндрической формы, она выполняет умопомрачительные возвратно-поступательные движения в цилиндре, принимает на себя высокие температуры и изменения давления газа, превращая все это в механическую работу.

То есть, вот какою работу выполняет поршень:

• принимает на себя давление газов из камеры сгорания и передает это давление на коленчатый вал двигателя;
• обеспечивает жесткий процесс микровзрывов в цилиндре, при этом герметично изолируя надпоршневую полость от подпоршневого пространства, предохраняя от попадания газов в кратер, а смазочного масла в камеру сгорания.

Как выглядит поршень. Конструкция

Схема подготовлена по материалам Volkswagen AG

1. головка поршня;
2. палец;
3. стопорное кольцо;
4. бобышки;
5. головка шатуна;
6. юбка; вставка стальная;
7. трапециевидноекомпрессионное кольцо;
8. коническое с подрезом компрессионное кольцо;
9. маслосъемное кольцо с пружинным расширителем

 

 

 

 

 

Поршень состоит из днища, уплотняющей части с поршневыми кольцами для создания компрессии и удаления масла, и направляющей части (юбки).

В средней части поршня (зона юбки) находятся бобышки с отверстиями для пальца и стопорных колец.

 Рабочее днище

Знаете как выглядит поршень и как называется эта часть?  Эта часть детали служит для приема усилия от давления газов в камере сгорания и называется рабочее днище. Ее форма зависит от геометрии этой камеры и размещения клапанов.

В случае, когда днище вогнутое, форма камеры сгорания напоминает сферическую. Это увеличивает ее поверхность, но ведет к возрастанию образования нагара, а прочность вогнутого днища ниже, чем плоского.

Выпуклое днище делает камеру сгорания щелевидной формы, что приводит к ухудшению процесса завихрения смеси и охлаждения самого днища, хотя нагарообразование снижается.

Кроме того, такая форма днища уменьшает массу поршня при достаточной прочности.

Плоское днище по своим показателям промежуточный вариант между двумя предыдущими и чаще используется в карбюраторных двигателях.

В дизельных моторах разнообразие форм днищ еще больше, они изменяются в зависимости от степени сжатия, метода образования смеси, расположения форсунок и многих других факторов.

Уплотнительный сектор

Головка поршня герметизирует подвижное соединение поршня с цилиндром за счёт поршневых колец, которые установлены в специальных канавках.

В верхних канавках вставлены компрессионные кольца, а в нижней – маслосъёмное кольцо.

В канавке для маслосъёмного кольца есть сквозные отверстия, через них происходит отвод излишков масла во внутреннюю полость поршня.

Направляющая юбка, бобышки

Участок поршня, расположенный ниже маслосъемного кольца, называют юбкой поршня, а еще тронковой или направляющей частью.

Ее функция – удержание поршня в нужном направлении и восприятие боковых нагрузок.

С внутренней стороны на юбке есть приливы – бобышки, в них просверлены отверстия для поршневого пальца. А для его фиксации в отверстиях проточены канавки, для запирания пальца стопорными кольцами.

Что скажут металурги

Так как деталь работает в невыносимых условиях, то к металлам, для его изготовления, предъявляются достаточно жесткие требования:

• для уменьшения инерционных нагрузок у материала должен бить малый удельный вес при достаточной прочности;
• малый коэффициент температурного расширения;
• сохранение физических свойств (прочность) при повышенных температурах;
• значительная теплопроводность и теплоёмкость;
• минимальный коэффициент трения в паре с материалом стенки цилиндра;
• значительная сопротивляемость износу;
• отсутствие усталостного разрушения материала под воздействием нагрузок;
• низкая цена, общедоступность и легкость механической и других видов обработки в процессе производства.

Понятно, что металла, полностью соответствующего перечисленным требованиям, просто не существует.

Поэтому для массовых автомобильных двигателей поршни изготавливаются в основном из двух материалов – чугуна и сплавов алюминия, а если быть точным, то из силуминовых сплавов, содержащих алюминий и кремний.

Чугунный вариант

У чугуна много плюсов, он твёрд, хорошо переносит повышенные температуры, отличается оптимальной сопротивляемостью к износу, имеет низкий коэффициент трения (пара чугун – чугун). И коэффициент температурного расширения у него ниже чем у алюминиевого поршня.

Но есть и недостатки: низкая теплопроводность, из-за чего температура днища у чугунного поршня больше чем у алюминиевого аналога.

Но основной недостаток чугуна ‒ значительная плотность, а значит вес. Для увеличения мощности и эффективности двигателя конструкторы обычно повышают обороты, но тяжелые чугунные поршни не позволяют это делать по причине высоких инерционных нагрузок.

Поэтому для современных автомобильных двигателей, как бензиновых, так и дизельных, отливают алюминиевые поршни.

Алюминиевый вариант

Алюминий имеет значительно меньший вес нежели чугун, но так как он мягче, толщину стенок поршня приходится увеличивать, в результате вес поршня становится легче всего лишь на 30 – 40 процентов по отношению к чугунному.

Коме того у алюминия повышенный температурный коэффициент расширения, поэтому в тело детали приходится вплавлять термостабилизирующие пластины из стали, и делать увеличенные зазоры.

У алюминия довольно малый коэффициент трения (пара: алюминий – чугун), что хорошо для работы алюминиевых поршней в двигателях с чугунным блоком цилиндров или чугунными гильзами.

На современных двигателях немецких марок – Ауди, Фольксваген, Мерседес нет чугунных гильз. Алюминиевые цилиндры там обработаны специальным способом, так что поверхность стенок получается очень твёрдая и имеет сопротивление износу даже выше чем при установке чугунных гильз.

А чтобы уменьшить трение в паре алюминий – алюминий, проводится железнение поверхности юбки. Таким образом отказ от чугунных гильз намного снижает вес блока цилиндров.

В кремнеалюминиевые сплавы, из которых делают поршни основной массы автомобильных двигателей, для улучшения показателей добавляют медь, никель и другие металлы.

Поршни серийных автомобилей производятся методом литья, а на форсированных двигателях применяют изделия, изготовленные методом горячей штамповки. Это улучшает структуру материала ‒ увеличивается прочность и устойчивость к износу. Правда, в штампованный вариант невозможно вмонтировать стальные терморегулирующие пластины.

Вот пожалуй и всё. Вами получен необходимый минимум знаний, как выглядит поршень, его конструкции и условиях работы.

Осталось поделится этой информацией с друзьями в соц.сетях, пригласить их на рюмочку чая и в домашней, непринужденной обстановке пригласить их пополнить ряды читателей нашего блога.

А еще вам будет интересно знать про Шатун и Коленчатый вал. Дерзайте, жмите на ссылку!

До новых встреч, друзья!

Справочник по анализу повреждений поршня — Полезная информация

Техника для отдыха часто эксплуатируется в условиях, способствующих подобным повреждениям. Понимание влияния условий эксплуатации на работоспособность двигателя поможет механику убедить владельца добросовестно относиться к уходу за машиной, чтобы увеличить срок службы его двигателя.

Анализ повреждений поршня является многосторонним, и множество факторов могут привести к одному результату. Редко когда повреждение поршня, кольца или цилиндра вызвано одной причиной. Как правило, такие повреждения происходят вследствие совокупности различных экстремальных факторов, влияющих на работу двигателя.

Содержание этой брошюры может служить ориентиром при определении причины определен¬ной неисправности.

Техническая информация о способах ремонта двигателя с поврежденными поршнем, кольцами и т.д. приведена в руководстве по ремонту машины соответствующей модели.

Конструкция поршня

Материал

Поршень отлит из алюминиевого сплава с добавками марганца, меди или никеля, которые служат для повышения надежно-сти и термостойкости. Большое содержание кремния (10…25%) повышает литьевые качества металла и снижает коэффициент темпе-ратурного расширения поршня. КОНСТРУКЦИЯ — применение алюминия об-легчает поршень, что позволяет современно¬му двигателю развивать большую скорость вращения при высокой выходной мощности. Применение алюминия с высоким коэффициентом температурного расширения в сочетании с гильзой цилиндра из чугуна, не склонно-го к большому расширению, потребовало при-дать юбке бочкообразный профиль и овальную форму поршню, если посмотреть на него сверху. Такая форма обеспечивает минимальные зазоры в зоне нагнетания и центрирует нагрузку на ось поршневого пальца при рабочей температуре.

Эффективная теплопроводность алюминия способствует поддержанию оптимальной тем-пературы днища поршня, обращенного к каме-ре сгорания, за счет быстрого отвода тепла к цилиндру через кольца и юбку.

Назначение

• крепление колец для уплотнения камеры сгорания и контроля за масляной пленкой;
• передача усилия давления газов на коленчатый вал;
• отвод тепла через кольца;
• форма днища обеспечивает оптимальное смесеобразование топлива с воздухом.

Процедура анализа повреждений

• разберите двигатель в соответствии с указаниями руководства по ремонту;
• проверьте состояние и расположение демонтированных деталей;
• демонтируйте поршень, оценив состояние подшипника, втулки, колец, шатуна, а также внутренней и наружной поверхности цилиндра;
• очистите все детали рекомендуемым способом и препаратами;
• разложите детали в порядке их демонтажа для более легкой идентификации или замены;
• исследуйте внимательно детали на предмет состояния металла, наличия необычных следов, царапин и изменения цвета;
• помните, что при повреждении одного из поршней другой поршень этого двигателя находится в состоянии, близком к подобному по¬вреждению; возможно, вам удастся предотвратить повреждение соседнего цилиндра;
• пользуясь этими рекомендациями и записям-и о периодическом обслуживании, учитывая состояние двигателя и манеру езды владельца, содержание этой брошюры поможет Вам определить причину неисправности.

Не выбрасывайте детали в ходе разборки, исследуйте их.

На днище поршня имеются отложения, состоящие из масляной золы, компонентов топлива и несгоревшего углерода. Поскольку толщина отложений растет по мере роста наработки двигателя, цвет днища становится более ярким из-за более высокой температуры поверхности.

В зависимости от применяемого топлива и масла нормальные отложения могут иметь коричневый цвет с оттенками от бежевого до почти черно-коричневого. Значительный черный нагар на днище поршня является скоплением несгоревшего углерода из-за низких температур при работе с низкими нагрузками и обогащенной топливной смесью.

Коричневый или черный нагар на боковых стенках поршня ниже колец является спекшимся маслом, вы¬званным его сгоранием от прорвавшихся газов.

Причиной этого является некачественное масло или недостаточное уплотнение колец. Незначительные царапины на юбке могут образоваться от попадания посторонних частиц, попавших в двигатель. Это не является неисправностью и в этом случае не требуется замена поршня. Всегда проверяйте не превышает ли допустимую величину зазор между поршнем и цилиндром. Нагар следует удалять с днища поршня и головки цилиндров с помощью деревянного или пластикового скребка. Чрезмерные отложения нагара приводят к увеличению компрессии и снижают теплоотвод.

На днище имеются желтые пятна, на юбке — следы задира, следов оплавленного алюминия нет. Если в ходе обследования двигателя на днище поршня обнаруживаются желтые или желто-оранжевые отложения, это значит, что сгорание происходило в условиях детонации. При этом воспламенение начинается от искры на свече зажигания, но поскольку фронт пламени перемещается по камере сгорания быстрее, чем при обычном сгорании, несгоревшая часть топливной смеси самовоспламеняется. Это приводит к резкому росту температуры и к ударной волне, которые называются детонацией. При этом процесс сгорания происходит на протяжении 29 град, поворота коленвала вместо нормальных 50 град. Окись кальция, которая входит в состав двухтактного масла, обычно имеет цвет близкий к белому. Но при температуре близкой к температуре плавления поршня окись кальция меняет цвет с белого на желто-оранжевый, что является характерным признаком перегрева двигателя. Чрезмерный нагрев приводит к сильному расширению поршня и возможному нарушению масляной пленки.

Возможные причины:

• бензин с низким октановым числом или большим содержанием спирта;
• обедненная топливная смесь или неисправность топливной системы, такая как засорение топливопровода или фильтра, отсутствие вентиляции бака, неисправность топливного насоса, карбюратора, негерметичность картера и т.д.;
• слишком «горячие» свечи зажигания;
• слишком ранняя установка опережения зажигания или неисправность блока зажигания;
• слишком высокая компрессия из-за отложения нагара или модификации головки цилиндров;
• высокое противодавление из-за засорения системы выпуска;
• перегрев, ослабление затяжки свечей зажигания.

Наличие оплавленных участков на днище и следы задира на юбке.

Детонация приводит к чрезмерно высокой температуре в камере сгорания. Если условия детонации не устраняются, то резкое повышение температуры нагревает частицы нагара и электроды свечи зажигания до такой степени, что они поджигают топливную смесь прежде, чем искра появится на свече. Это явление называется калильным зажиганием. При калильном зажигании темпера¬тура в камере сгорания растет настолько быстро, что при работающем двигателе поршень нагревается до точки плавления. Металл плавится в зоне непосредственно под свечой зажигания или в зонах тепловой концентрации, таких как штифт поршневого кольца. К задиру также приводит отсутствие масляной пленки на стенках цилиндра. Калильному зажиганию всегда предшествует детонация, и причины ненормального сгорания при этом аналогичны причинам, вызывающим детонацию.

4 — наличие на днище выемок от деталей цилиндрической формы.

Возможные причины:

• попадание иголок подшипника поршневого пальца в зону вытеснения между головкой и поршнем, разрушение поршневых колец и канавок;
• необходима проверка состояния подшипника нижней головки шатуна.

4а — наличие на днище выемок сферической формы

Возможные причины:

• попадание в зону вытеснения в двигателе по¬стороннего предмета, такого как головка заклепки, до выброса его через выхлопное окно; в некоторых случаях двигатель продолжает работать до тех пор, пока не повредятся кольца.

4Ь — наличие на юбке вертикальных царапин в зоне отверстия поршневого пальца.

Возможные причины:

• попадание стопорного кольца пальца в кромку перепускного окна из-за ослабления его крепления.

Примечание. Стопорное кольцо теряет упру¬гость при неправильном демонтаже. Поэтому рекомендуется всегда устанавливать только новые кольца. Нельзя деформировать стопорное кольцо при его установке. После установки кольца в поршень проверьте не вращается ли оно в канавке. Если вращается — замените его!

5 — следы задира ниже колец со стороны впуска

Возможные причины:

• попадание снега или воды внутрь двигателя и смывание масляной пленки;
• появление следов задира со стороны впуска и выпуска при отсутствии на днище поршня следов ненормального сгорания возможно из-за недостатка или отсутствия масла при работе двигателя; следует проверить работу системы впрыска масла или соотношение топливо-масляной смеси и зазор между поршнем и цилиндром;
• если поршень имеет следы задира со стороны выпуска и впуска при отсутствии на его днище следов ненормального сгорания и имеет черный цвет, причиной этого может служить неисправность системы охлаждения. Следует проверить ремень вентилятора, уровень антифриза и т.д.

5а — темно-коричневый налет на юбке поршня

Возможные причины:

• низкое качество масла, применение масла цепной передачи или автомобильного;
• применение присадок к топливу, таких как октан-корректор, повышающих мощность и т.д.

5Ь — следы задира на юбке со стороны выпуска при отсутствии их со стороны впуска

Возможные причины:

• низкое качество масла.

Задир поршневого кольца (рис. 6)

Риски на цилиндре расположены в зоне перемещения колец. Поверхность цилиндра в хорошем состоянии, за исключением вертикальных полос, голубого цвета. Кольца в зоне контакта имеют темную окраску. Такое происходит из-за нарушения смазки.

Возможные причины:

• нарушен период обкатки;
• низкое качество масла;
• недостаточное количество масла в бензо-масляной смеси;
• недостаточная производительность системы впрыска масла.

Разрушение поршня (рис. 7)

Усталостное разрушение материала иногда про-исходит с поршнем высокооборотистых двигателей. Однако разрушение юбки поршня происходит как правило из-за чрезмерно большого зазора между поршнем и цилиндром.

Возможные другие причины:

• поломка шатуна;
• повреждение из-за небрежного обращения, ударов и т.д.;
• заедание коленвала из-за заедания поршня;
• попадание в двигатель посторонних предметов.

Клин поршня

Детали цилиндро-поршневой группы, одни из многих элементов мотора, постоянно подвергающихся довольно большой нагрузке, температуре и давлению. Однако, выход из строя клапанов не принесет такого количества затрат, как неожиданно отживший свое поршень.

Сильнее всего такая поломка ударит по кошельку в случае, если автомобиль оснащен современным двигателем, не предусматривающим возможность расточки или гильзования, ведь поломка поршня практически всегда ведет к выходу из строя самого цилиндра. Значит, владельцу придется или менять блок цилиндров, или искать «бэушный» двигатель. Каковы же причины выхода из строя поршня?

Поршень — это инструмент, с помощью которого происходит превращение тепловой энергии от сгораемого топлива в механическую энергию, позволяющую крутить коленвал, маховик и т.д.

Поэтому, кроме высокого давления, очевидно, что поршень подвергается воздействию высоких температур. Для того, чтобы поршень не заклинил при нагреве, предусматривается ряд конструктивных особенностей. Если смотреть на поршень сбоку, то выглядит он как бочонок, т.е. верхняя часть, подвергающаяся воздействию высоких температур уже чем нижняя, более холодная.

Кроме того, часто дно поршня обрабатывается специальным теплоизоляционным покрытием, а внутрення поверхность охлаждается моторным маслом.

Превышение максимально допустимой температуры поршня может стать для мотора фатальным. Расширяясь больше чем положено, между поршнем и стенкой цилиндра уменьшается зазор, в который должно поступать масло для предотвращения трения. На случай кратковременного перегрева на юбке поршня многие производители наносят специально покрытие, уменьшающее последствия трения без смазки, но в результате длительного или значительного превышения допустимой температуры не поможет даже оно. Как следствие, появляются задиры на стенках цилиндров и самих поршнях, или происходит полное заклинивание поршня в цилиндре.

По расположению задиров можно сделать выводы и о причинах, их вызвавших. Задиры, расположенные по всей поверхности поршня (см.фото выше) скорее всего стали следствием общего перегрева мотора.

Задиры, расположенные на этом фото, характерны для заклинившего поршневого пальца, особенно если сам палец стал цвета побежалости.

 

Сам поршневой палец необходим для соединения поршня с шатуном, толкающим коленчатый вал.

Заклинивший поршневой палец подвергается перегреву, нагревая при этом участки юбки поршня, находящиеся напротив него.

Если же задиры появляются на участке, где располагается верхнее компрессионное кольцо, это свидетельствует о перегреве головки поршня. Обычно такое расположение задиров называют «огневое кольцо» или «жаровой пояс». Огневое кольцо часто является результатом возникновения калильного зажигания или детонационного сгорания топлива. Вызывать калильное зажигание и детонационное сгорание могут: установка на автомобиль свечей с более высоким калильным числом, ошибка в регулировках угла опережения зажигания, неисправный датчик детонации, заправка автомобиля бензином с невысоким октановым числом, неправильная горючая смесь и т.д.

Дизельные двигатели с таким перегревом сталкиваются при неисправностях топливных форсунок.

Только в данном случае характер повреждений более локализованный. Куда льет неисправная форсунка, те области и подвержены перегреву. Такие перегревы обычно не ведут к появлению задиров, а характеризуются трещинами или оплавлением острых кромок камер сгорания, располагающихся в днище поршня.

Если владелец вовремя не обратил внимание на неисправность, поршень прогорает насквозь.

Также в дизельных двигателях часто встречаются сломанные межкольцевые перемычки или сами поршневые кольца. Причиной этого являются высокие нагрузки при сгорании топлива, появляющиеся из-за неправильного угла опережения впрыска, использования некачественного топлива, злоупотребления различными присадками, используемыми для лучшего запуска мотора в зимний период.

В случае отсутствия дополнительных нагрузок на поршни, степень их износа обычно определяется состоянием пазов для поршневых колец.

Если же посмотреть на цифры статистики, то самая частая поломка поршней связана вовсе не с перегревом или износом, а с встречей поршня с клапанами при обрыве или перескакивании через зубья ремня или цепи ГРМ.

Эта фотография поршня, который не только оплавился от переливающей форсунки, но и столкнулся с остатками разрушенной свечи накаливания.

Нельзя забывать и о неизменных напарниках поршня – поршневых кольцах. Повышенной износ поршневых колец ведет к снижению компрессии в цилиндре, повышенному расходу масла и попаданию отработанных газов в картер.

Кроме износа поршевые кольца могут закоксовываться из-за использования некачественного моторного масла, что мешает им выполнять свою функцию.

Встречаются и более экзотические ситуации, когда страдает поршневая система. Например, механические повреждения от керамической крошки, попавшей из катализатора, какие-либо части сломавшейся дроссельной заслонки… Из этого всего видно, что способов выхода из строя у поршня хватает. И, пожалуй, самый эффективный способ продлить жизнь поршневой системы, это следить за механизмами, обеспечивающими штатную работу мотора, т.к. даже мелкая неисправность может быстро и надолго превратить автолюбителя в пешехода.

 

«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.

 

Руководство для начинающих: что такое поршень (и что он делает)?

Поршни составляют основу поршневого двигателя внутреннего сгорания, поэтому их часто называют «поршневым двигателем». В своей основе поршень представляет собой просто сплошной металлический цилиндр, который движется вверх и вниз в полом цилиндре блока цилиндров . Сам поршень немного меньше отверстия, в котором он перемещается, но поршневые кольца на нем находятся под напряжением, что обеспечивает (почти) герметичное уплотнение после его установки в цилиндр двигателя.Поршень прикреплен через поршневой палец к шатуну, который, в свою очередь, соединен с коленчатым валом, и вместе они превращают движение вверх и вниз (возвратно-поступательное) в круговое и круговое (вращательное) движение для привода колес.

Двигатели внутреннего сгорания могут работать только с одним цилиндром и, следовательно, с одним поршнем (мотоциклы и газонокосилки) или с двенадцатью, но в большинстве автомобилей их четыре, шесть или восемь.

Поршни также используются в двигателях внешнего сгорания, также известных как паровые двигатели, где вода нагревается в котле, а полученный пар используется для приведения в движение поршней во внешних цилиндрах, которые затем приводят в движение колеса.

В роторном двигателе нет поршней, цилиндров или клапанов, только вращающиеся роторы треугольной формы. Но в настоящее время роторные двигатели Ванкеля не производятся, последним из них является Mazda RX-8 2012 года.

В каждом четырехтактном (бензиновом или дизельном) двигателе впуск, сжатие, сгорание и выхлоп происходят над головкой поршня, что заставляет поршень двигаться вверх и вниз (или из стороны в сторону в горизонтально расположенных двигателях) , как у Porsche или Subaru) внутри цилиндра.Поршень толкает вверх, сжимая топливо и воздух в гораздо меньшее пространство в головке цилиндра, где оно затем воспламеняется свечой зажигания. В результате взрыва поршень движется вниз, создавая выхлопные газы. Гораздо более полное объяснение можно найти здесь или в анимации ниже.

Из чего сделаны поршни?

Компоненты двигателя сегодня должны быть прочными для долговечности и легкими для повышения эффективности, а это означает, что все поршни изготовлены из алюминиевого сплава.Но еще на заре эры безлошадных повозок поршни были сделаны из чугуна, потому что они были очень долговечными и устойчивыми к теплу, который мог быстро расплавить алюминий. По мере развития металлургии и лучшего контроля температуры за счет более эффективной конструкции легкость алюминия быстро победила и позволила достичь гораздо более высоких оборотов.

Поршневые кольца по-прежнему изготавливались из чугуна и стальных сплавов из-за их более высокой жесткости. Пакет колец обычно состоит из компрессионного кольца, грязесъемного кольца и маслосъемного кольца, расположенных сверху вниз, из чугуна или стали.

Компрессионное кольцо уплотняет зазор между поршнем и цилиндром. Второе, грязесъемное кольцо, способствует сжатию, а также стиранию лишнего масла со стенок цилиндра при движении поршня вниз. Масляное кольцо на самом деле состоит из 2 колец и распределителя в большинстве двигателей, а также вытирает масло со стенки цилиндра, а затем позволяет ему стекать обратно через небольшие отверстия в кольцевой дорожке. Но со временем кольца могут изнашиваться и терять эластичность, позволяя маслу из картера перемещаться в камеру сгорания.Чрезмерный расход масла и голубоватый дым из выхлопных труб обычно свидетельствует об износе поршневых колец.

Что такое поршень и для чего он нужен

В основе поршневого двигателя лежит поршень. Он состоит из движущегося круглого куска металла с поршневыми кольцами для обеспечения воздухонепроницаемого уплотнения после его установки в цилиндр двигателя. Поршень прикреплен через поршневой палец/поршневой палец к шатуну, который, в свою очередь, соединен с коленчатым валом.

В четырехтактных (бензиновых и дизельных) автомобильных двигателях процесс впуска, сжатия, сгорания и выпуска происходит над поршнем в головке блока цилиндров, что заставляет поршень двигаться вверх и вниз (или внутрь и наружу в плоском двигателе ) внутри цилиндра, заставляя коленчатый вал вращаться.

Из чего сделан поршень?

Компоненты двигателя должны быть износостойкими для долговечности и легкими для повышения эффективности.

В результате поршни обычно изготавливаются из алюминиевого сплава, а поршневые кольца (обычно состоящие сверху вниз из компрессионного кольца, грязесъемного кольца и маслосъемного кольца) изготавливаются из чугуна или стали.

Масляное кольцо вытирает масло со стенки цилиндра при движении поршня, но со временем оно и другие кольца могут изнашиваться, позволяя маслу из картера попадать в камеру сгорания.

Чрезмерный расход масла и белый дым из выхлопных труб свидетельствуют об износе поршневых колец.

Двигатели внутреннего сгорания могут работать с одним цилиндром и, следовательно, с одним поршнем (мотоциклы и бензиновые газонокосилки) или с двенадцатью поршнями, но в большинстве автомобилей их четыре или шесть.

Радиальные двигатели, обычно используемые в винтовых самолетах, имеют нечетное количество цилиндров и поршней для более плавной работы.

Поршни также используются в двигателях внешнего сгорания, также известных как паровые двигатели, где вода нагревается в котле, а полученный пар используется для приведения в движение пары поршней (обычно) во внешних цилиндрах, которые затем приводят в движение колеса.Роторные двигатели не имеют цилиндров или поршней.

Все, что вы хотели знать о поршнях — Особенность — Автомобиль и водитель

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Кусочки алюминия внутри вашего двигателя живут в огненном аду. При полностью открытой дроссельной заслонке и 6000 об/мин поршень в бензиновом двигателе испытывает усилие почти в 10 тонн каждые 0.02 секунды, когда повторяющиеся взрывы нагревают металл до более чем 600 градусов по Фаренгейту.

В наши дни этот цилиндрический Аид горячее и интенсивнее, чем когда-либо, и для поршней, скорее всего, станет только хуже. Поскольку автопроизводители стремятся к повышению эффективности, производители поршней готовятся к будущему, в котором самые мощные безнаддувные бензиновые двигатели будут производить 175 лошадиных сил на литр по сравнению со 130 сегодняшними. С турбонаддувом и повышенной мощностью условия становятся еще более жесткими. За последнее десятилетие рабочая температура поршня поднялась на 120 градусов, а пиковое давление в цилиндре увеличилось с 1500 фунтов на квадратный дюйм до 2200 фунтов на квадратный дюйм.

Поршень рассказывает историю о двигателе, в котором он находится. Коронка может показать отверстие, количество клапанов и то, впрыскивается ли топливо непосредственно в цилиндр. Тем не менее, конструкция и технология поршня также могут многое сказать о более широких тенденциях и проблемах, стоящих перед автомобильной промышленностью. Выдумывая максиму: как движется автомобиль, так работает и двигатель; и как движется двигатель, так движется и поршень. В поисках лучшей экономии топлива и снижения выбросов автопроизводители требуют более легких поршней с меньшим коэффициентом трения и выносливостью, чтобы выдерживать более жесткие условия эксплуатации.Именно эти три проблемы — долговечность, трение и масса — поглощают рабочие дни поставщиков поршней.

Во многих отношениях развитие бензиновых двигателей идет по пути, проложенному дизелями 15 лет назад. Чтобы компенсировать 50-процентное увеличение пикового давления в цилиндре, некоторые алюминиевые поршни теперь имеют вставку из железа или стали для поддержки верхнего кольца. Самые горячие бензиновые двигатели скоро потребуют охлаждающей галереи или закрытого канала на нижней стороне головки, который более эффективен для отвода тепла, чем сегодняшний метод простого распыления масла на нижнюю часть поршня.Разбрызгиватели стреляют маслом в маленькое отверстие в нижней части поршня, которое питает галерею. Однако кажущаяся простой технология непроста в производстве. Создание полого канала означает отливку поршня из двух частей и их соединение трением или лазерной сваркой.

На поршни приходится не менее 60 процентов трения двигателя, и улучшения здесь напрямую влияют на расход топлива. Снижающие трение пропитанные графитом смоляные накладки, нанесенные трафаретной печатью на юбку, теперь почти универсальны.Поставщик поршней Federal-Mogul экспериментирует с конической поверхностью маслосъемного кольца, что позволяет уменьшить натяжение кольца без увеличения расхода масла. Трение нижнего кольца может разблокировать до 0,15 лошадиных сил на цилиндр.

Автопроизводители также жаждут новых покрытий, снижающих трение между деталями, которые трутся или вращаются друг о друга. Твердое и скользкое алмазоподобное покрытие, или DLC, перспективно для гильз цилиндров, поршневых колец и поршневых пальцев, где оно может устранить необходимость в подшипниках между пальцем и шатуном.Но это дорого и мало применимо в современных автомобилях.

«[Производители] часто обсуждают DLC, но попадут ли они в серийные автомобили — это знак вопроса», — говорит Йоахим Вагенбласт, старший директор по разработке продуктов в Mahle, немецком поставщике автозапчастей.

Все более сложное компьютерное моделирование и более точные методы производства также позволяют создавать более сложные формы. В дополнение к чашам, куполам и углублениям клапана, необходимым для зазора и достижения определенной степени сжатия, асимметричные юбки имеют меньшую и более жесткую область на упорной стороне поршня, чтобы уменьшить трение и концентрацию напряжения.Переверните поршень, и вы увидите конические стенки толщиной едва ли более 0,1 дюйма. Более тонкие стенки требуют более жесткого контроля за допусками, которые уже измеряются в микронах или тысячных долях миллиметра.

Тонкие стены также требуют лучшего понимания теплового расширения объекта, который иногда должен нагреваться от нуля до нескольких сотен градусов за считанные секунды. Металл в вашем двигателе неравномерно расширяется при нагревании, поэтому оптимизация допусков требует опыта проектирования и точных возможностей обработки для создания небольших эксцентриситетов в деталях.

«Ничто из того, что мы делаем, не является прямым или круглым, — говорит Кери Уэстбрук, директор по разработкам и технологиям в Federal-Mogul. «Мы всегда строим некоторую компенсацию».

Поршни дизельных двигателей претерпевают собственную эволюцию по мере того, как пиковое давление в цилиндрах возрастает до 3600 фунтов на квадратный дюйм. Mahle и Federal-Mogul предсказывают переход от литого алюминия к поршням из кованой стали. Сталь плотнее алюминия, но в три раза прочнее, благодаря чему поршень более устойчив к более высоким давлениям и температурам без увеличения веса.

Сталь позволяет заметно изменить геометрию за счет уменьшения высоты сжатия поршня, определяемой как расстояние от центра поршневого пальца до вершины головки. На эту площадь приходится 80 процентов веса поршня, поэтому короче обычно означает легче. Важно отметить, что более низкая компрессионная высота не только сжимает поршни. Это также позволяет использовать более короткий и легкий блок двигателя, поскольку высота платформы уменьшена.

Mahle производит стальные поршни для передовых турбодизельных двигателей, таких как Audi R18 TDI, четырехкратный победитель Ле-Мана, и двигатель Mazda LMP2 Skyactiv-D.В конце этого года компания начнет поставки своих первых стальных поршней для серийного дизельного двигателя малой грузоподъемности — 1,5-литрового четырехцилиндрового двигателя Renault.

Непреходящая актуальность двигателя внутреннего сгорания обусловлена ​​постоянной эволюцией его компонентов. Поршни не сексуальны. Они не такие модные, как литий-ионный аккумулятор, не такие сложные, как коробка передач с двойным сцеплением, и не такие интересные, как дифференциал с вектором крутящего момента. Тем не менее, после более чем столетия автомобильного прогресса поршни с возвратно-поступательным движением продолжают производить большую часть движущей силы.

1. Феррари Ф136

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Ferrari 458 Italia (на фото) , 458 Spider

Тип двигателя: DOHC V-8

Рабочий объем: 274 куб. дюйма, 4497 ​​куб.см

Удельная мощность: 125,0 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 9000 об/мин

Отверстие: 3.70 дюймов

Вес: 2,1 фунта

2. Форд Фокс

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Ford Fiesta (на фото) , Focus

Тип двигателя: с турбонаддувом, DOHC, рядный, три

Рабочий объем: 61 куб. дюйм, 999 куб.

Конкретный вывод: 123.1 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 6500 об/мин

Отверстие: 2,83 дюйма

Вес: 1,5 фунта

3. ISB Cummins 6.7

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Ram Heavy Duty (на фото)

Тип двигателя: рядный шестицилиндровый дизельный двигатель с толкателем с турбонаддувом.

Рабочий объем: 408 куб. дюймов, 6690 куб.

Конкретный вывод: 55.3 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 3200 об/мин

Отверстие: 4,21 дюйма

Вес: 8,9 фунта

4. Форд Койот

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Ford F-150, Mustang (на фото)

Тип двигателя: DOHC V-8

Рабочий объем: 302 куб. дюйма, 4951 куб.см

Конкретный вывод: от до 84.8 л.с./л

Максимальная частота вращения двигателя: 7000 об/мин

Отверстие: 3,63 дюйма

Вес: 2,4 фунта

5. Fiat Fire 1.4L Turbo

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Dodge Dart; Fiat 500 Abarth (на фото) , 500 л, 500 турбо

Тип двигателя: рядный четырехцилиндровый двигатель SOHC с турбонаддувом

Рабочий объем: 83 куб. дюйма, 1368 куб.см

Конкретный вывод: от до 117.0 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 6500 об/мин

Отверстие: 2,83 дюйма

Вес: 1,5 фунта

6. Кумминз ISX15

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: большегрузные автомобили (показан International Prostar)

Тип двигателя: рядный шестицилиндровый дизель SOHC с турбонаддувом

Рабочий объем: 912 куб. дюймов, 14 948 куб.

Конкретный вывод: до 40.1 л.с./л

Максимальная частота вращения двигателя: 2000 об/мин

Отверстие: 5,39 дюйма

Вес: 26,4 фунта

7. Chrysler LA-серии Magnum V-10

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Dodge Viper (на фото)

Тип двигателя: толкатель V-10

Рабочий объем: 512 куб. дюймов, 8382 куб.

Конкретный вывод: 76.4 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 6400 об/мин

Отверстие: 4,06 дюйма

Вес: 2,8 фунта

8. Форд ЭкоБуст 3,5 л

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Ford Expedition, Explorer Sport, F-150 (на фото) , Taurus SHO, Transit; Линкольн МКС, МКТ, Навигатор

Тип двигателя: с двойным турбонаддувом DOHC V-6

Рабочий объем: 213 куб. дюймов, 3496 куб.

Конкретный вывод: от до 105.8 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 6500 об/мин

Отверстие: 3,64 дюйма

Вес: 2,6 фунта

9. Тойота 2АР-ФЭ

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Scion TC (на фото) ; Тойота Камри, РАВ4

Тип двигателя: DOHC рядный четырехцилиндровый

Рабочий объем: 152 куб.дюйма, 2494 куб.см

Конкретный вывод: от до 72.2 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 6500 об/мин

Отверстие: 3,54 дюйма

Вес: 2,5 фунта

10. Цепная пила Stihl MS441

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применение: Цепная пила MS441 C-M Magnum (на фото) , Цепная пила MS441 C-MQ Magnum

Тип двигателя: двухтактный одноцилиндровый

Рабочий объем: 4 куб. дюйма, 71 куб.см

Конкретный вывод: 79.7 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 13 500 об/мин

Отверстие: 1,97 дюйма

Вес: 0,4 фунта

11. Крайслер Хеллкэт 6,2 л

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Применения: Dodge Challenger SRT Hellcat

Тип двигателя: толкатель V-8 с наддувом

Рабочий объем: 376 куб. дюймов, 6166 куб.

Конкретный вывод: 114.7 л.с./л

Максимальная скорость двигателя: 6200 об/мин

Отверстие: 4,09 дюйма

Вес: 3,0 фунта

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

По мере увеличения нагрузки на поршни растут и требования к шатунам. Более высокое давление сгорания приводит к большим нагрузкам на стержни, соединяющие поршни с кривошипом.За редким исключением экзотических деталей из титана, шатуны обычно либо изготавливаются из порошковой стали, прессуются и нагреваются в форме, либо выковываются из стальной заготовки для более высокопроизводительных приложений. Основным технологическим сдвигом является растрескивание крышек шатунов как для порошковых, так и для кованых шатунов. Раньше шатун и торцевая крышка шатуна изготавливались как отдельные детали. Стержни с треснутыми крышками выходят из формы как единое целое в форме накидного ключа. Конец шатунной шейки травится, а затем защелкивается пополам с помощью пресса.Полученная неровная поверхность улучшает выравнивание; обеспечивает более надежное соединение крышки со стержнем; и позволяет использовать более тонкий и легкий шатун в сборе.

РОЙ РИЧИ, МАРК БРЭМЛИ, МАЙКЛ СИМАРИ, РОБЕРТ КЕРИАН, INTERNATIONAL TRUCKS, STIHL USA, ПРОИЗВОДИТЕЛЬ

Неметаллические поршни: Керамика и композиты обладают меньшим тепловым расширением, меньшим весом и более высокой прочностью и жесткостью по сравнению с алюминием.В 1980-х Mercedes-Benz использовал грант правительства Германии для создания двигателя 190E с поршнями из углеродного композита, который без проблем проехал 15 000 миль. В то время как технология надежна, производство было ограничивающим фактором. Исследование НАСА 1990 года показало, что обработка одного поршня из углерод-углеродной заготовки стоила 2000 долларов. Альтернативой был трудоемкий процесс ручной укладки.

Роторы Ванкеля: Хорошо, хорошо, мы знаем, что это не возвратно-поступательный поршень, но чугунный треугольный ротор является аналогом поршня двигателя Ванкеля, потому что он преобразует энергию сгорания в крутящий момент.Пока новой Mazda RX не предвидится, нашей единственной надеждой на возрождение роторного двигателя остается Audi, которая дразнила нас расширителем диапазона Ванкеля в своей гибридной концепции Audi A1 e-tron 2010 года.

Овальные поршни: В то время, когда двухтактные мотоциклетные двигатели были нормой, в 1979 году Honda представила на Всемирном Гран-при мотоциклов четырехтактный двигатель. Это один из самых странных двигателей в истории. Мотоцикл Honda NR500 GP был оснащен двигателем V-4 с углом V-образного сечения 100 градусов, овальными цилиндрами с восемью клапанами на каждом и двумя шатунами на поршень.Герметизация овальных поршней оказалась сложной задачей (первоначальный бизнес Соитиро Хонды заключался в поставке поршневых колец для Toyota), но это было одной из меньших забот команды. Велосипеды регулярно выбывали из гонок World GP и иногда не проходили квалификацию. В течение трех лет Honda вернулась к традиционному двухтактному гоночному двигателю.

Двигатели с оппозитными поршнями: Дизельный двухтактный двигатель EcoMotors с оппозитными поршнями и оппозитными цилиндрами (OPOC) заявляет об улучшении эффективности на целых 15 процентов по сравнению с обычным двигателем с воспламенением от сжатия.Разместив камеру сгорания между двумя поршнями, компания устранила головки цилиндров и клапанный механизм, которые являются источниками значительных потерь тепла и трения. Двигатель OPOC с меньшим количеством деталей также должен быть дешевле и легче, если он не окажется на полке с фантастическим карбюратором Fish.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на фортепиано.ио

Поршни не круглые: описание профиля и овальности

Профиль и овальность — две основные характеристики конструкции поршня. Здесь мы рассмотрим, почему поршни не идеально круглые.

Поднимите июльский выпуск журнала Motocross Action Mag за 2018 г., чтобы получить полную печатную версию.

Когда вы смотрите на поршень, легко представить, что он имеет идеально круглую цилиндрическую форму. Ведь они входят в круглое отверстие (цилиндр!) Так почему бы им тоже не быть круглыми?

Дело в том, что внешняя форма поршня очень сложная.Двигатель внутреннего сгорания представляет собой неблагоприятную среду, в которой температура продуктов сгорания может достигать опасной температуры, а из-за неравномерного охлаждения цилиндров могут образовываться иллюминаторы и неровности поверхности. Разработка поршня, оптимизированного для условий камеры сгорания, является важной задачей.

На протяжении многих лет материалы поршней и конструктивные характеристики, компенсирующие расширение под воздействием тепла, менялись. Ковка поршней из алюминия обеспечивает большую прочность и долговечность, но она должна использоваться в правильной конструкции, чтобы должным образом оптимизировать работу поршня.

(слева) Это пример ранней конструкции поршня, в котором в качестве основного материала использовалась сталь. Этого было бы недостаточно для требований современных двигателей. Сравните с разнообразием современных кованых алюминиевых поршней от Wiseco (справа) с различными покрытиями и конструкциями.

Подробнее о процессе ковки читайте здесь.

Существуют две основные характеристики формы поршня: профиль и овальность. Менеджер по продукции Wiseco и многолетний инженер Дейв Сулеки прокомментировал эти характеристики поршня: «Профиль и овальность поршня являются одними из наиболее важных характеристик поршня, они действительно определяют не только то, как поршень будет изнашиваться с течением времени, но и насколько хорошо поршень может выполнять.Когда инженер рассчитывает зазор между поршнем и цилиндром, это только начало сложного определения окончательной геометрии поршня».

Профиль

Если вы прокатите поршень по плоской поверхности, вы заметите, что он не катится по прямой линии. Вы наблюдаете характеристику номер один: профиль . Поскольку алюминий проводит так много тепла, поршни имеют конусообразную форму: диаметр верхней части поршня возле днища меньше, чем у нижней части поршня возле юбки.Юбка поршня на самом деле имеет так называемую бочкообразную форму, как показано ниже. Это связано с тем, что температура вблизи купола поршня отличается от температуры на юбке поршня, что приводит к разным уровням расширения. Коническая форма позволяет поршню расширяться при подаче тепла, поэтому поршень не заедает в отверстии цилиндра. Чем выше температура, тем больше будет расширяться поршень. Затем задача проектирования становится расчетом степени конусности.Слишком малый зазор может вызвать задиры или задиры из-за теплового расширения, а слишком малый зазор может вызвать шум от поршня.

На этом рисунке показан профиль поршня: поршни имеют бочкообразную форму и конусность. Из-за этого измерение диаметра на юбках дает большее число, чем измерение вблизи купола.

«Профиль поршня имеет решающее значение для того, как поршень будет поддерживать себя при возвратно-поступательном движении в отверстии цилиндра. Например, профиль поршня должен помогать удерживать поршень в вертикальном положении в отверстии во время сгорания; представьте, что любой чрезмерный наклон поршня позволит поршню кольца «смещаются» и не плотно прилегают к стенке цилиндра», — поясняет Сулеки.

Овальность

Пока вы катите поршень по столу, вы также будете наблюдать, как поршень поднимается и опускается в движении «горб-горб-горб», подобно колесу, имеющему плоское пятно. Эта характеристика называется овальностью, также известной как кулачковость. Проще говоря, овальность означает, что поршень наименьший по отношению к отверстию поршневого пальца.

На этой диаграмме осевой нагрузки показана сила, создаваемая поперечным движением поршней.

Когда двигатель начинает свое движение, шатун движется не только вверх-вниз, но и за счет угла вращения одновременно перемещается вбок. Это действие со стороны шатуна и движение коленчатого вала создают нагрузку на поршень вдоль плоскости шатуна на одной линии с вращением (известной как «ось тяги»). Чтобы позволить поршню свободно двигаться с этой боковой силой, поршень не может быть идеально круглым, иначе он застрял бы в круглом отверстии цилиндра.Придавая поршню овальность, поршень может свободно перемещаться вверх и вниз по мере необходимости. Проблема в дизайне заключается в том, чтобы применить правильное количество овальности. Слишком маленькая овальность может привести к тому, что поршень соприкоснется со стенкой цилиндра, ближайшей к концу поршневого пальца, в то время как слишком большая овальность может привести к тому, что поршень слишком сильно упрется в стенку цилиндра вдоль этой «оси тяги». Слишком большая нагрузка по оси тяги может привести к сильному задиру или заеданию, когда поршень прорывает барьер масляной пленки и непосредственно контактирует со стенкой цилиндра.

На этом рисунке показана овальность поршня. Эллипс со сплошной линией представляет собой диаметр поршня, как если бы вы смотрели вниз на купол.

Дэйв Сулеки прокомментировал овальность,

«Овальность — это неизвестная вещь, когда большинство людей смотрят на поршень, они думают, что он круглый, и невооруженным глазом это должно быть так. Однако возьмите новый двухтактный поршень и прокатите его по столу, и что произойдет Вы увидите неровный «горб, горб, горб», когда поршень катится по большой дуге… вы видите и профиль («конусообразную форму» поршня), в сочетании с овальностью, когда поршень катится неравномерно.Овальность необходима для того, чтобы поршень двигался вверх и вниз в отверстии цилиндра, так как коленчатый вал и шатун пытаются вытолкнуть поршень вверх, а сгорание толкает поршень вниз, овальность позволяет поршню двигаться без заедания в круглом отверстии цилиндра. »

Еще одно визуальное изображение профиля и овальности поршня.

Овальность – ключевая деталь, которую следует помнить при измерении размера поршня. Поршень должен быть измерен в нижней части юбки, под углом 90 градусов от отверстия для пальца, чтобы получить точное измерение.

При измерении диаметра поршня убедитесь, что вы используете подходящие инструменты. Не используйте штангенциркуль для измерения поршня (поршней), так как вы не получите точных измерений. Наиболее точным инструментом для использования является набор микрометров наружного диаметра.

Ваш поршень должен быть измерен в нижней части юбки, под углом 90 градусов к отверстию для штифта. Обратите внимание: размеры, показанные здесь, предназначены только для ознакомительных целей. Измерьте каждую из своих отдельных частей для точности.

Некоторые поршни Wiseco имеют запатентованные покрытия юбки, такие как ArmorGlide или ArmorFit, которые предназначены для уменьшения износа, обеспечения более плавной и тихой работы и наносятся на весь срок службы поршня. Для некоторых поршней с покрытием юбки характеристики измерения зазора между поршнем и стенкой будут изменены, поэтому обязательно прочитайте инструкции, прилагаемые к вашему поршню (поршням).

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о различных покрытиях.

Разница между типами поршней

Не все поршни одинаковы.Выбираете ли вы облицовку блока цилиндров поршнями с плоской верхней частью, выпуклыми или куполообразными поршнями, все зависит в первую очередь от требований к карманам клапанов и требований к сжатию. Мы рассмотрим основы, чтобы помочь вам понять различия, чтобы вы могли принять взвешенное решение о том, чем запастись при следующей пользовательской сборке или обновлении.

Как работает поршень

В каждом двигателе есть цилиндр. Внутри этого цилиндра находятся ваши поршни. Количество имеющихся у вас поршней, а также их расположение определяются типом вашего двигателя.Работа поршня во всем этом заключается в передаче силы от взрывающегося газа на коленчатый вал. Каждый поршень внутри цилиндра соединен штоком, который позволяет ему двигаться вверх и вниз. Воздух и топливо смешиваются и втягиваются в цилиндр. Цилиндр сжимает смесь, искра воспламеняет ее, и у вас есть мощность. Возникающие в результате этого расширяющиеся газы толкают поршень двигателя вперед, чтобы двигаться так же, как нажатие на педаль велосипеда заставляет двигаться колесо.

Типы поршней

Существует три типа поршней, каждый из которых назван в честь своей формы: с плоской вершиной, куполом и тарелкой.

Поршни с плоским верхом

Как бы просто это ни звучало, поршень с плоской верхней частью имеет плоскую верхнюю часть. Поршни с плоским верхом имеют наименьшую площадь поверхности; это позволяет им создавать наибольшую силу. Этот тип поршня идеален для создания эффективного сгорания. Поршни с плоским верхом обеспечивают наиболее равномерное распределение пламени. Трудность, связанная с этим, заключается в том, что он может создавать слишком большую компрессию для меньших камер сгорания.

Тарельчатые поршни

Тарельчатые поршни представляют наименьшие проблемы для инженеров. Это больше из-за того, где они используются, чем из-за собственности, которой они сами владеют. Они имеют форму тарелки со слегка загнутыми внешними краями. Как правило, тарельчатые поршни используются в двигателях с форсированным двигателем, которые не требуют распределительного вала с большой подъемной силой или высокой степени сжатия.

Купольные поршни

В отличие от тарельчатых поршней, они пузырятся посередине, как крыша стадиона.Это делается для увеличения площади поверхности, доступной на верхней части поршня. Большая площадь поверхности означает меньшее сжатие. Хотя большее сжатие означает, что генерируется большее усилие, существует верхний предел того, с чем может справиться каждая камера сгорания. Уменьшение степени сжатия таким образом, по существу, предотвращает разрыв двигателя на части. Это всего лишь один из способов ограничения генерируемой силы до уровня, с которым двигатель может безопасно справиться.

Если вы только начинаете, это только начало.Вы не сможете понять всю головоломку, не поставив ее части в контекст друг друга. Таким образом, хотя это объясняет, что делают поршни и какое значение имеют различия в форме, его необходимо понимать в контексте всего двигателя, чтобы получить полную картину. Продолжайте учиться, и вы будете в пути.

Если вам нужна помощь в обновлении вашего движка или создании собственной сборки движка, позвоните нам по телефону (805) 237-8808 или отправьте электронное письмо по адресу [email protected].

Как форма поршня влияет на сгорание?

Когда мы говорим о двигателях, мы часто говорим, что это «четырехцилиндровый» или «шестицилиндровый».Но что это на самом деле означает? Для тех, кто не знаком с основами двигателя, «цилиндр» — это пространство, в котором перемещается поршень, а поршни — жизненно важные части большинства двигателей внутреннего сгорания.

В основном, бензин и воздух смесь в камере сгорания над поршнем. Когда электрическая искра воспламеняет эту смесь, она создает крошечный взрыв, который толкает поршень вверх и вниз. Это движение вращает коленчатый вал, который в конечном итоге отвечает за трансмиссию и колеса.

Как и следовало ожидать, поршни подвергаются большему нагреву, давлению и движению, чем почти любая другая часть двигателя. Они должны быть построены на прочность. Поскольку двигатели постоянно развиваются, автопроизводители продолжают находить новые способы создания более качественных поршней, включая изменение их размера и состава.

Поршень лежит в основе того, как двигатель создает движение. Добавление поршней к двигателю или их увеличение увеличивает рабочий объем, а это означает, что двигатель вырабатывает больше мощности, потому что сжигает больше бензина.

Однако важно не только количество поршней в двигателе. Форма поршня оказывает большое влияние на процесс внутреннего сгорания. В основном, форма поршня во многом связана с тем, как распределяется тепло и воздушно-топливная смесь.

Давайте сначала поговорим о различных формах поршня. Поршни эллиптической или овальной формы при нагревании становятся более круглыми. Это позволяет улучшить уплотнение, когда цилиндр встречается с камерой сгорания, для большей эффективности.Некоторые поршни имеют коническую или коническую форму, что позволяет поршню двигаться более свободно, независимо от того, сколько тепла присутствует. Другие имеют форму «бочонка», что делает их более гладкими и создает меньше шума и резкости при движении [источник: Университет Виндзор].

Далее давайте узнаем больше о том, как верхняя часть поршня влияет на производительность, экономию топлива и долговечность двигателя.

Руководство по диагностике поршня

ГОРЯЧАЯ ЧЕРНАЯ ТОЧКА

на нижней стороне этого поршня есть черное пятно.Черное пятно — это углерод. отложения, возникшие в результате сгорания масла предварительной смеси на поршне из-за головка поршня была слишком горячей. Основными причинами этой проблемы являются перегрев из-за слишком обедненного карбюратора или неисправности системы охлаждения.

ЗОЛОВЫЙ МУСОР

Это днище поршня имеет пепельный цвет, что свидетельствует о перегреве двигателя. Пепельный цвет на самом деле является материалом поршня, который начал мигать. (расплавился) и превратился в крошечные хлопья.Если бы этот двигатель работал дольше, он вероятно, у него образовалась горячая точка и отверстие рядом с выпускной стороной и потерпел неудачу. Основными причинами этой проблемы являются слишком обедненный карбюратор, слишком горячий диапазон свечей зажигания, слишком большой угол опережения зажигания, слишком большой компрессия для октанового числа топлива или общая проблема перегрева.

РАЗБИТЫЙ МУСОР

Это головка поршня была повреждена из-за попадания мусора в камеру сгорания камере и был раздавлен между поршнем и головкой блока цилиндров.Этот двигатель имел соответствующий рисунок повреждений на хлюпающей ленте головы. Распространенными причинами этой проблемы являются сломанные игольчатые подшипники от малые или большие концевые подшипники шатуна, сломанные концы колец или смещен центрирующий штифт кольца. Когда возникает такая проблема, ее Важно определить, где образовались обломки. А также картеры необходимо промыть, чтобы удалить оставшийся мусор, который может вызвать снова те же повреждения. Если обломки образовались из большого конца шатуна, то коленчатый вал следует заменить вместе с коренные подшипники и уплотнения.

СКОЛОТАЯ КОРОНА УТОПЛЕННАЯ

Этот сколы днища поршня в верхней кольцевой канавке из-за прокладки ГБЦ утечка. Охлаждающая жидкость всасывается в камеру сгорания на ход поршня вниз. Когда охлаждающая жидкость попадает на днище поршня, делает алюминий хрупким и со временем трескается. В крайних случаях утечка прокладки головки блока цилиндров может привести к эрозии верхней кромки цилиндра. и соответствующую область головы. Незначительные утечки прокладки или уплотнительное кольцо выглядит как черные пятна на поверхности прокладки.Двигатель, который страдает от того, что охлаждающая жидкость находится под давлением и вытесняется из радиатора вентиляционной трубки крышки, является явным признаком утечки через прокладку головки блока цилиндров. В большинстве случаях верхняя часть цилиндра и поверхность головки цилиндра должны быть всплывает при возникновении течи. Большинство велосипедов mx имеют крепления для головы. голова к раме. Со временем голова может деформироваться возле язычок крепления подголовника из-за сил, передаваемых через рама от верхнего крепления амортизатора. Важно проверить на коробление голову каждый раз, когда вы восстанавливаете верхний конец.

РАЗРУШЕННАЯ ЮБКА

юбки этого поршня разбились, потому что поршень к цилиндру клиренс был слишком велик. Когда поршню позволено дребезжать в цилиндра, в нем образуются трещины от напряжения, и в конечном итоге он разрушается.

СО СОЕДИНЕНИЕМ

шатун этого двигателя сломался пополам из-за зазора между шатуном и упорными шайбами ​​шатуна было слишком велико.Когда подшипник шатуна изнашивается, радиальное отклонение штока становится чрезмерным, и шток испытывает крутильные колебания. Этот приводит к поломке шатуна и катастрофическому повреждению двигателя. То Зазор большого конца следует проверять каждый раз, когда вы восстанавливаете верхний конец. Чтобы проверить боковой зазор шатуна, вставьте щуп калибр между штоком и упорной шайбой. Проверьте максимальный износ пределы в заводском руководстве по обслуживанию вашего двигателя.

ЧЕТЫРЕХУГЛОВАЯ ЗАХВАТКА

Это поршень имеет вертикальные задиры в четырех равноудаленных точках вокруг окружность.Четырехгранный задир возникает, когда поршень расширяется быстрее, чем цилиндр и зазор между поршнями и цилиндр уменьшен. Еще одной распространенной проблемой этого типа является одиночный задир в центре поршня со стороны выпуска. Однако это происходит только на цилиндрах с перемычками выпускных каналов. То Основными причинами этой проблемы являются слишком быстрый разогрев, слишком постные углеводы. жиклер (главный жиклер) или слишком горячий диапазон свечей зажигания.

МНОГОТОЧЕЧНЫЙ ЗАХВАТ

Это поршень имеет множество вертикальных задиров по окружности.Этот цилиндр был расточен до диаметра, который был слишком мал для поршня. В виде как только двигатель запустился и поршень начал свою тепловую расширения поршень упирался в стенки цилиндра и заклинивал. Оптимальные зазоры между поршнем и стенкой цилиндра для различных типов цилиндры сильно различаются. Например, 50-кубовый цилиндр с композитным покрытием. можно использовать зазор между поршнем и стенкой цилиндра 0,0015 дюйма, тогда как 1200-кубовый цилиндровый снегоход со стальными рукавами для травяного волока. нужно между .от 0055 до 0,0075 дюйма. За лучшую рекомендацию на оптимальный зазор между поршнем и цилиндром для вашего двигателя, смотрите характеристики которые поставляются в комплекте с поршнем, или проконсультируйтесь с заводским сервисным центром руководство.

ЗАХВАТЫВАНИЕ СО СТОРОНЫ ВПУСКА

Это поршень был заклинен со стороны впуска. Это очень редко и вызвано только одной вещью, потерей смазки. Есть три возможных причины потери смазки, отсутствие предварительного смешивания масла, расслоение топлива и предварительно смешать масло в топливном баке, вода прошла через воздушный фильтр и смыл масляную пленку с юбки поршня.

КОМПОЗИТНОЕ ОТШЛУПЛЕНИЕ

Большинство двухтактные цилиндры, применяемые на мотоциклах и снегоходах, имеют цилиндры с композитным покрытием. Композитный материал состоит из крошечных частицы карбида кремния. Процесс гальванического покрытия позволяет частицы карбида кремния для сцепления со стенкой цилиндра. Частицы очень твердые и острые, они не прилипают к портам, поэтому Производитель или специалист по ремонту должны тщательно очистить цилиндр.Иногда «прошивка» из карбида кремния отрывается от отверстия и застревает между цилиндром и поршнем. Этот вызывает крошечные вертикальные царапины на поршне. Эта проблема не обязательно опасны и не вызывают катастрофического отказа поршня, но это должно быть решено путем тщательной промывки цилиндра и хонингование канала ствола, чтобы переопределить метки штриховки. Обычно вы потребуется заменить поршневой комплект, потому что царапины уменьшатся диаметр поршня выходит за пределы нормы износа.

ПРОГОРЕННОЕ ДЫХАТЕЛЬНОЕ ОТВЕРСТИЕ

Это поршень был перегрет настолько сильно, что проплавилось отверстие в головке и разрушились кольцевые канавки на выпускной стороне. В норме поршень температура выше на стороне выхлопа, так что катастрофические проблемы будут появляются там первыми. Причин такой неудачи несколько: вот самые распространенные; утечка воздуха через сальник коленчатого вала со стороны магнето, слишком обедненная струя карбюратора, слишком большое опережение зажигания или неисправность коробка воспламенителя, слишком горячий диапазон свечи зажигания, слишком высокая компрессия соотношение, слишком низкооктановое топливо.