Какой зазор должен быть на поршневых кольцах: Какой тепловой зазор у поршневых колец

Какой тепловой зазор у поршневых колец

Поршень перемещается внутри цилиндра, воспринимая давление воспламенения смеси в камере сгорания. Для этого выдерживается интервал между поршнем и зеркалом гильзы. Этого требует снижение трения, уменьшение износа деталей поршневой группы. При этом моторное масло призвано минимизировать выработку трущихся сочленений, исключая просачивание смазки под поршень. Важной функцией остаётся отвод тепла на стенки цилиндра.

Содержание

• 1 Функции поршневых колец
  • 1.1 О тепловом зазоре
• 2 Требования к тепловому зазору
  • 2.1 Параметры
  • 2.2 Памятка
• 3 Выводы

Функции поршневых колец

Поршневые кольца предназначены выполнять функции:

1. Герметизация поршневого пространства, с сохранением давления верхними компрессионными кольцами.
2. Отвод тепла от стенок гильзы.
3. Снижение расхода масла.

Проверка зазора в замках внутри цилиндров

Замок поршневого кольца — стык между двумя концами, которые способны сжиматься до сотых частей миллиметра. Концы имеют прямой или косой срез, при прямоугольном сечении профиля.

Укладывая кольца в канавки, стыки размещаются под углом 120° (если 3), а при двух кольцах — под 180°, что ограничивает просачивание газов, масла в картер, под поршень.

Маслосъёмные кольца предназначены снимать со стенок цилиндра излишки моторной смазки. Рассчитаны оставлять на зеркале тонкий слой плёнки, настолько малый, что измеряется микронами. Конструкция предусматривает радиальные, сквозные щели, через которые снимаемое со стенок масло сливается в картер.

Выпускаются из литого чугуна с прорезями или расширителями. Представляют два кольца (верхний, нижний), пару радиальных или осевых расширителей.

О тепловом зазоре

Поршневые кольца

Общим элементом колец считаются замки, поскольку целевая задача компенсировать тепловое расширение во время работы. Замки претерпевают давление газов, температурные нагрузки, другое инертное воздействие. Это напряжение берёт на себя мизерное расстояние между концами колец.

Для чего же нужен тепловой фактор?

Представим отсутствие зазора между пролётами мостов, железнодорожных рельсов или компенсаторов на магистральных трубопроводах. Солнечный нагрев, расширение, например металла рельсов, не имеющих зазора при укладке, приводит к неизбежному их изгибу со всеми вытекающими последствиями.

В случае с поршневыми кольцами, отсутствие стыкового зазора приводит к поломке и поршня.

Итак, свободное вращение колец исключает стыковые соприкосновения внутри канавки поршня. Конструкция предусматривает разрезы, упреждающие заклинивание от перегрева. Эта особенность способствует плотному касанию к зеркалу цилиндра.

Допускаемый интервал стыка не превышает 0,3-0,6 мм. При малом зазоре стыка, например 0,2 мм, нагретые детали способны оставлять задиры на цилиндре.

Кстати, предпочтение отдаётся деталям с косыми срезами концов. Прямые концы обладают большим давлением на стенки, что преждевременно выводит из строя гильзу, способствуя утечке масла.

Требования к тепловому зазору

Функциональные требования к тепловому зазору предусматривают:

• Отвод тепла от поршня в момент воспламенения смеси. В противном случае поршень выгорит под температурой камеры сгорания.
• Функция уплотнения поршневого пространства. Появляющееся давление должно равномерно прижимать кольца к стенкам цилиндра. Достижение такового прикасания требует установки правильного расстояния.
• Требования к маслосъёмным кругам, отвечающим за подачу нужного количества смазывающего материала. Соблюдение этого правила сохраняет расход масла, бензин на уровне заводских норм.

Параметры

Выставленные зазоры на кольцах

Установленный зазор должен соответствовать 0,6-0,3 мм, а боковой между стенкой не превышать 0,08-0,04 мм.

Величина исходит из того, что отработанные газы действуют на кольца с внутренней стороны канавки, прижимая их к стенке. Согласованное функционирование компрессионных, маслосъёмных колец позволяет получить полное сгорание смеси. Зависит это от укладки их в канавку поршня.

Стало быть, малая величина между концами после прогрева приведёт к задирам зеркала цилиндра.

Зазор измеряется щупом и регламентируется величиной 0,2-0,5 мм. Для двигателей модели ВАЗ на уплотнительных кольцах предусмотрена величина 0,25-0,04 мм. Маслосъёмные имеют 0,25-0,5 мм.

Первое кольцо сверху (компрессионное), как нагруженное из легированного чугуна подвергается напылению хромом. Пористое покрытие этого металла способно удерживать необходимую массу моторного масла.

Плазменное нанесение на кольца слоя молибдена способствует износостойкости, низким показателем трения с цилиндром.

Памятка

Замок на сепараторе покрашен в голубой цвет

Подбирая ремонтный размер, нужно руководствоваться обозначением продукции, включая модель двигателя, номер комплекта, размер изделия. Дополнительно проверяется маркировка, которая находится в определённом месте продукции (близко к концу). Тщательно рассматриваются расширительные пружины со шлифованной поверхностью.

Выводы

Правильно подобранные и грамотно уложенные по месту кольца гарантируют длительный срок эксплуатации.

Тепловой зазор поршневых колец

Принцип действия ДВС достаточно прост – сгорание топлива в нужное время в нужном цилиндре обеспечивает высвобождение энергии и ее преобразование в механическую. Но вот для его реализации требуются материалы с заданными свойствами, сложное оборудование, позволяющее получать детали требуемой формы и с заданными размерами и допусками, учет изменений характеристик узлов при различных режимах работы мотора. Одним из факторов, обеспечивающих функционирование ДВС, является необходимость выдерживать тепловой зазор поршневых колец.

Зачем нужен зазор в замке поршневых колец?

Первоначально давайте определимся, о чем идет речь. Внешний вид поршневого кольца показан на фото ниже:

Конструктивно у ДВС внутри цилиндра перемещается поршень. Именно он воспринимает избыточное давление, возникающее при сгорании топлива, и передает его на коленвал. В этом обманчиво простом описании заложены, как минимум, несколько особенностей:

1. между стенкой цилиндра и движущимся поршнем надо выдержать зазор, позволяющий полностью использовать величину возникающего избыточного давления в камере сгорания;
2. при этом необходимо обеспечить их минимальный контакт для снижения износа деталей;
3. масло, используемое для смазки, должно создавать нормальные условия работы отдельных деталей, и в то же время надо исключить его попадание в камеру сгорания;
4. необходимо обеспечить отвод тепла от поршня на стенки блока цилиндров.

Вот все эти задачи и решают поршневые кольца. Условия, в которых им приходится работать, очень сложные – значительный нагрев и механические нагрузки. Для компенсации воздействия температуры и предусматривается зазор поршневых колец.

Как работают и зачем нужны тепловые зазоры поршневых колец

Существует два типа колец – уплотнительные (компрессионные) и маслосъемные, оба показаны на приведенном рисунке

Само название говорит об их назначении:

• уплотнительные служат для обеспечения герметичности камеры сгорания, предупреждая проникновение из нее продуктов сгорания в картер двигателя;
• маслосъемные предназначены для удаления излишней смазки со стен цилиндра.

На старых, малооборотистых двигателях их стояло по пять-шесть штук (в зависимости от марки мотора), но на современных ДВС обычно используется три кольца – одно маслосъемное и два компрессионных.

Несмотря на различие в конструкции и назначении, у них есть одно общее – замок. Фактически так называется имеющийся промежуток между концами незамкнутой окружности. Говоря о замке, стоит помнить, что одно из его назначений – компенсировать тепловые расширения, возникающие в кольцах во время их работы.

Большинство материалов при нагревании удлиняется. При монолитной конструкции кольца, установленного в цилиндр двигателя, будут возникать напряжения, вызывающие его деформацию. Избежать этого позволяет свободное пространство между концами на кольцах.

Каким может быть допустимый зазор? При установке на поршень его величина в замке должна составлять от 0,6 до 0,3 мм.

Кроме того, надо знать, что требуется выдерживать допустимый боковой зазор между кольцом и стенкой. Необходимо обеспечить его значение в диапазоне от 0,08 до 0,04 мм.

Зачем это нужно? Для понимания того, как работает уплотнительное кольцо, приведен рисунок ниже.

Под воздействием давления отработанные газы, проходя в канавке между поршнем и кольцом, воздействуют с его внутренней стороны и увеличивают усилие прижима к цилиндру. Именно для подобной цели нужен зазор, в том числе тепловой, разделяющий боковые поверхности этих элементов.

Таким образом, обеспечив в замке допустимый зазор при установке колец (между их концами, а также боковой поверхностью и поршнем), будут созданы условия для нормальной работы мотора в значительном интервале температур. Кроме того, этому способствует и правильная взаимная их установка, показанная на рисунке ниже. Главное – обеспечивается разнесенное положение замков между собой.

Маслосъемные кольца ставятся ниже компрессионных. Их назначение – удалять со стенки цилиндра излишки масла. Его недостаток приведет к повышенному износу деталей, а избыток – к попаданию в камеру сгорания и образованию там нагара. Как работает такое кольцо, показано ниже.

Излишки масла снимаются со стенок цилиндра и отводятся в картер двигателя.
Таким образом, поршневые кольца создают оптимальные условия для сгорания топлива в ДВС, что во многом обеспечивается их конструкцией. Кроме того, во время установки в замке создается допустимый зазор, что сохраняет их работоспособность при значительном изменении условий работы ДВС.

Конструкция современного бензинового или дизельного мотора такова, что только совместная согласованная работа отдельных узлов и механизмов позволяет получить ожидаемые характеристики. И если рассматривать сгорание топлива, то обеспечение для этого оптимальных условий зависит от поршневых колец, а также от того, насколько выдержаны тепловые зазоры в замке при установке на поршень.

Зазор в замке поршневых колец и расход масла · Технипедия · Motorservice

Настройки

Вернуться к поиску

Информация о продукте

Ошибочные представления о зазорах в соединениях поршневых колец

Большой зазор в стыке поршневого кольца и высокий расход масла: действительно ли зазор в стыке правильный или это неисправность изделия?
Мы можем помочь вам решить проблему.

рисунок 1 Рис. 2

Ситуация:

Иногда поступают жалобы на зазор в замке поршневых колец на новых компрессионных кольцах. Здесь вместо обычного зазора в замке поршневых колец ок. От 0,3 до 0,6 мм обнаруживаются зазоры от 1 до 2 мм, которые по этой причине считаются слишком большими. Чаще всего это происходит со вторым компрессионным кольцом, где предполагается, что была поставлена ​​не та деталь или имеется производственный брак.

Техническая информация:

До 90 % общей силы давления компрессионного кольца создается давлением сгорания во время цикла сгорания (рис. 1). Дымовые газы попадают в кольцевые канавки и проходят к задней части поршневого кольца. Здесь давление сгорания увеличивает силу давления поршневых колец на стенку цилиндра. Это повышение давления воздействует на первое компрессионное кольцо и в меньшей степени на второе компрессионное кольцо.

Задача:

На холостом ходу и при частичной нагрузке давление сгорания ниже, чем при полной нагрузке. В результате компрессионные кольца прижимаются к стенке цилиндра с пониженным давлением. Эффект от этого в первую очередь проявляется в маслосъемной функции второго компрессионного кольца. В некоторых двигателях это приведет к повышенному расходу масла.

Способ устранения:

По описанным причинам производители двигателей преднамеренно регулируют (увеличивают) зазоры в поршневых кольцах как часть конструкции. Больший зазор означает, что давление сгорания быстрее прикладывается к кольцевой канавке и, следовательно, к задней части поршневого кольца.

Эта регулировка помогает улучшить функцию очистки и уплотнения, а также расход масла на холостом ходу и при работе с частичной нагрузкой.

Примечание:
Все поршневые кольца поставляются Motorservice в соответствии со спецификациями производителя двигателя, что обеспечивает полное соблюдение всех требований к рабочим параметрам.

Дополнительная информация:
Часто считается, что большие зазоры в соединениях поршневых колец приводят к повышенному расходу масла. Однако это предположение не имеет под собой фактических оснований. Большие зазоры в соединениях поршневых колец вызывают несколько повышенную скорость прорыва газов, но не чрезмерный расход масла. Это правда, что с увеличением износа поршневые кольца увеличиваются, как и зазоры в замке поршневых колец. Если поперечное сечение поршневого кольца уменьшится, кольцо перестанет функционировать так же эффективно и не будет должным образом уплотняться. Увеличенный зазор в шарнире и чрезмерный расход масла являются результатом радиального износа поршневых колец.

 

Ключевые слова :

поршень

Группа товаров :

Поршни и компоненты

видео

Установка поршневых колец — Motorservice Group

Группы продуктов на ms-motorservice.

com

Это также может вас заинтересовать

Информация по применению

Установка поршней

На что нужно обратить внимание при установке поршней? При установке поршней нужно следить за многими вещами — от обеспечения безупречной сборки поршней и шатунов до…

Только для технического персонала. Все содержимое, включая изображения и диаграммы, может быть изменено. Для назначения и замены обратитесь к текущим каталогам или системам, основанным на TecAlliance.

Использование файлов cookie и защита данных

Motorservice Group использует файлы cookie, сохраненные на вашем устройстве, для оптимизации и постоянного улучшения своих веб-сайтов, а также для статистических целей. Дополнительную информацию об использовании нами файлов cookie можно найти здесь, а также информацию о нашей публикации и уведомление о защите данных.

Нажав «ОК», вы подтверждаете, что приняли к сведению информацию о файлах cookie, заявлении о защите данных и деталях публикации. Вы также можете в любое время изменить настройки файлов cookie для этого веб-сайта.

Настройки конфиденциальности

Мы придаем большое значение прозрачной информации, касающейся всех аспектов защиты данных. Наш веб-сайт содержит подробную информацию о настройках, которые вы можете выбрать, и о том, какое влияние оказывают эти настройки. Вы можете изменить выбранные настройки в любое время. Независимо от того, какой выбор вы выберете, мы не будем делать никаких выводов о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные). Для получения информации об удалении файлов cookie обратитесь к функции справки в вашем браузере. Вы можете узнать больше в заявлении о защите данных.

Измените настройки конфиденциальности, нажав на соответствующие кнопки

• Необходимый
• Удобство
• Статистика

Необходимый

Файлы cookie, необходимые для системы, обеспечивают правильную работу веб-сайта. Без этих файлов cookie могут возникнуть сбои или сообщения об ошибках.

Этот веб-сайт будет:

• Сохранение файлов cookie, необходимых системе
• Сохранение настроек, которые вы делаете на этом веб-сайте

Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

• Сохраните ваши настройки, такие как выбор языка или баннер cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.
• Оценивайте посещения анонимно и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
• Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

Удобство

Эти файлы cookie упрощают использование веб-сайта и сохраняют настройки, например, чтобы вам не приходилось повторять их каждый раз, когда вы посещаете сайт.

Этот веб-сайт будет:

• Сохранение файлов cookie, необходимых системе
• Сохранение ваших настроек, таких как выбор языка или баннер файлов cookie, чтобы вам не пришлось повторять их в будущем.

Этот сайт никогда не будет делать следующее без вашего согласия:

• Оценивайте посещения анонимно и делайте выводы, которые помогут нам оптимизировать наш веб-сайт.
• Сделать выводы о вас как о личности (за исключением случаев, когда вы явно указали свои данные, например, в контактных формах)

Конечно, мы всегда будем соблюдать настройку «не отслеживать» (DNT) в вашем браузере. В этом случае файлы cookie для отслеживания не устанавливаются и функции отслеживания не загружаются.

Разъяснение мифов, тайн и заблуждений

Переключить навигацию

Поиск

Зазор между поршнем и стенкой является важным параметром для любого двигателя, и для разных применений могут потребоваться совершенно разные характеристики. Мы объясняем науке, почему.

Среди блестящих предметов, которые появляются из новой коробки с высокопроизводительными поршнями, вам также предоставляется спецификация с подробным описанием критических размеров поршня и, среди прочего, важнейшего отношения поршня к цилиндру. зазор стены. Это основная спецификация, на которую производители двигателей всегда ориентируются, чтобы обеспечить безотказную работу своих двигателей.

Чтобы узнать больше советов, приемов и приемов по сборке двигателей, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ!

Зазор между поршнем и стенкой устанавливается в нижней части юбки со стороны упора, как показано здесь. Между точкой зазора и пакетом колец ни одна часть поршня не соприкасается со стенкой цилиндра.

Общеизвестно, что правильный зазор необходим для успешной работы, и что слишком большой или слишком маленький зазор может легко привести к фатальному повреждению двигателя. Небольшой зазор необходим для обеспечения места для смазочной среды, но большая часть зазора встроена для обеспечения скорости расширения компонентов по мере того, как двигатель достигает рабочей температуры.

Ваш новый комплект поршней Wiseco обеспечит максимальную производительность, если вы будете следовать инструкциям, приложенным к каждой упаковке. Рекомендуемый зазор между поршнем и стенкой обеспечивает правильную посадку и бесперебойную работу.

 Большинство конечных пользователей считают рекомендуемый зазор между поршнем и стенкой всеобъемлющим показателем оптимальной посадки поршня в отверстии цилиндра для безопасной работы.

В целом они верны, и внимательное отношение к рекомендуемой посадке почти всегда предотвратит такие страшные бедствия, как чрезмерное трение, удары поршня, повреждение колец и сопутствующие неисправности.

Рекомендуемой точкой измерения на поршне является точка наибольшего диаметра поршня, поэтому она должна быть установлена ​​с надлежащим зазором производителя. Думайте об этом как о точке безопасности, которую производители предоставляют для предотвращения неправильной установки и последующего повреждения двигателя. Но это еще не все. Когда двигатель работает при рабочей температуре, каждая точка на юбке поршня и в области контакта с кольцом имеет определенный зазор, предназначенный для обеспечения надлежащего функционирования поршня и связанного с ним пакета колец.

Юбка поршня является точкой контакта на упорных сторонах поршня. Зазор измеряется здесь в рекомендуемой производителем точке, которая варьируется в зависимости от поршня. Это самый большой диаметр поршня и точка критического зазора.

 При определении оптимального зазора между поршнем и стенкой конструкторы учитывают все физические и тепловые условия эксплуатации поршня, оценивая следующие факторы и их взаимосвязь для каждой конструкции поршня.

• Заявка
• Тип блока (материал)
• Материал поршня (сплав)
• Тип (литой, кованый, заэвтектический)
• Размер поршня
• Смазка
• Охлаждение

ПРИМЕНЕНИЕ:

Различные приложения предъявляют различные требования. Частота вращения двигателя, давление в цилиндре, нагрузка на юбку, угол наклона штока и другие факторы играют роль в оценке проектировщиком требований к конечному зазору поршня. Во многих низкоскоростных серийных двигателях до сих пор используются недорогие литые поршни с очень контролируемыми характеристиками расширения. Они могут быть установлены очень плотно в канале ствола и служить долгое время при нормальной эксплуатации. Они не гремят при запуске, что является серьезной проблемой для автопроизводителей, и год за годом обеспечивают плавную и безотказную работу.

Зазор между поршнем и стенкой является важным параметром, на который влияет множество факторов. Знание размера поршня, основного материала, типа двигателя и многих других деталей имеет решающее значение для правильного выбора.

Непрерывная работа в режиме WOT резко увеличивает тепловую нагрузку на поршень, вызывая его большее расширение. Двигатели, подвергающиеся длительному WOT, почти всегда требуют дополнительного зазора, чтобы обеспечить повышенное расширение и обеспечить достаточное пространство для разбрызгивания пленки смазочного масла на стенках цилиндра. Гоночные двигатели и судовые двигатели, которые выдерживают длительную работу WOT, являются яркими примерами необходимости увеличения зазора.

Высокопроизводительные дорожные двигатели с впрыском закиси азота требуют большего зазора между поршнем и стенкой, чем, скажем, ваш обычный четырехцилиндровый повседневный водитель.

Другие соображения включают двигатели с высоким наддувом и двигатели с впрыском закиси азота. Рекомендуемые зазоры зависят от области применения, и разработчики поршней учитывают это, помогая вам с набором нестандартных поршней. Подобные высоконагруженные двигатели, как правило, испытывают более высокие тепловые нагрузки и гораздо более высокое давление в цилиндрах, что может увеличить отклонение поршня и потребовать большего зазора. В то время как поршень и шток являются механизмом, с помощью которого усилие передается на коленчатый вал, поршню также поручено поддерживать стабильную платформу для поддержки колец. Нестабильный поршень снижает уплотнительное кольцо и, следовательно, мощность.

Тип блока и материал

Тип блока имеет огромное значение в требованиях к зазору между поршнем и стенкой. Алюминиевый блок, такой как этот блок Chevrolet LS3, будет расширяться больше, чем чугунный блок, что значительно изменит требования к зазору.

Чугун и алюминий являются преобладающими материалами, из которых изготавливаются корпуса цилиндров. Эти материалы оказывают значительное влияние на зазор между поршнем и стенкой, в первую очередь из-за их характеристик теплового расширения. Чугунные блоки расширяются меньше, чем алюминиевые блоки с чугунными гильзами цилиндров, и поэтому более термически стабильны.

В некоторых блоках используются алюминиевые цилиндры с никасиловым покрытием без вкладышей — они расширяются еще больше. В любом случае необходимо учитывать изменения размеров из-за нагрева, чтобы получить надлежащий зазор поршня. И это включает в себя учет тепловых характеристик материала поршня. Деформация отверстия из-за усилия зажима крепления головки блока цилиндров также влияет на окончательные значения зазора поршня. В зависимости от двигателя и конструкции блока возможно искривление канала ствола и другими креплениями. Это могут быть опоры двигателя, насосы, кронштейны и так далее.

МАТЕРИАЛ ПОРШНЯ

Основной материал поршня, вероятно, является самым большим фактором, определяющим требования к прилеганию поршня к стенке. Для поршней из материала 2618 потребуются немного большие зазоры, чем для поршней из материала 4032, который содержит термостабилизирующий силикон.

Литые поршни со встроенной компенсационной стойкой были обычным явлением в течение многих лет, и они до сих пор обеспечивают очень надежную работу в условиях малой мощности и низких оборотов. Около века назад было обнаружено, что добавление 12 процентов кремния в качестве легирующего компонента значительно стабилизирует расширение алюминиевых компонентов, таких как поршни.

Известный как эвтектический алюминиево-кремниевый сплав, он позволил разработать литые поршни с высоким содержанием кремния, содержащие до 20 процентов кремниевого сплава. Они известны как заэвтектические поршни, и их главным преимуществом является очень низкая скорость расширения. Они могут быть установлены с зазором между поршнем и стенкой всего 0,0005 дюйма по основному диаметру.

Интересно, что когда современный кованый поршень с большим начальным холодным зазором достигает рабочей температуры, разница в рабочем зазоре меньше, чем можно было бы предположить. Например, Wiseco использует сплавы 2618 и 4032 для всех своих поковок. Несмотря на то, что степень расширения различна для каждого сплава, компания Wiseco изготовила поршни из каждого сплава для одного и того же двигателя, которые успешно работают практически с одинаковым рабочим зазором. Поршень 2618 с более высоким расширением может иметь больший начальный зазор, чем поршень 4032, но как только двигатель достигает рабочей температуры, оба поршня будут иметь одинаковые рабочие зазоры.

Профиль поршня

Бочкообразная форма поршня помещает точку критического контакта на нижнюю часть юбки, чтобы обеспечить точку стабилизации вблизи нижней части поршня. Поршни также овальные, а не круглые, чтобы уменьшить трение на неосевых поверхностях.

Профиль поршня играет важную роль в определении зазора. Более узкие зазоры, как правило, уменьшают стук поршня при холодном пуске и обеспечивают более стабильную посадку, что способствует хорошему уплотнению колец.

Поршни с юбками полного радиуса (в отличие от бочкообразных профилей), как утверждается, способны к более плотной посадке. Реальность такова, что поршень с полной юбкой, поскольку он имеет профиль полного радиуса, измеряется в самом низу и имеет гораздо больший зазор везде, кроме точки измерения. Это пример того, как общий зазор поршня значительно отличается от опубликованной спецификации зазора.

Размер поршня

Чем больше поршень, тем больше он расширится. Хот-роды и американские двигатели V8, как правило, используют большие поршни, которые требуют большего начального зазора между поршнем и стенкой, чем, скажем, двигатель Honda с меньшим размером отверстия.

Для поршней большего размера обычно требуется больший зазор, чем для поршней меньшего размера. Сравнение крайностей иллюстрирует этот момент, если мы рассмотрим разницу в двух несвязанных поршнях, используемых для полета. Поршень размером с наперсток от Cox .049Двигатель модели самолета работает просто отлично с таким минимальным зазором, что ему даже не требуется поршневое кольцо какой-либо формы для герметизации продуктов сгорания.

И наоборот, поршень диаметром 5400 дюймов от двигателя Merlin V-12, который приводил в действие истребитель P-51 времен Второй мировой войны, требует зазора от 0,012 до 0,014 дюйма для удовлетворительной работы. Здесь мы также отмечаем, что тепловая нагрузка от трения далека. больше в двигателе Мерлина, чем в двигателе Кокса.В экстремальных условиях авиагонок в двигателе Мерлина возникает большая тепловая нагрузка с соответствующим расширением поршней.

Установка зазора между поршнем и стенкой часто зависит от процесса хонингования. Большинство механических мастерских не будут точить блок, пока у них не будут поршни и спецификация. Хонинговальные бруски удаляют материал очень медленно, а также делают стенки цилиндров гладкими и имеют необходимые впадины для прилипания к ним масла.

Смазка

Масло на стенке цилиндра адаптируется к местным условиям при рабочей температуре, но зазор поршня должен оставлять некоторое пространство для того, чтобы смазочная пленка выполняла свою работу. Масляная пленка создается брызгами, исходящими от быстро вращающегося коленчатого вала. Проще говоря, масло, вытекающее из боковых зазоров штока и коренных подшипников, отбрасывается на стенки цилиндра и контролируется тонким слоем маслосъемного кольца. Масляная пленка может быть менее 0,001 дюйма и учитывается в окончательном зазоре поршня. Масляная пленка должна присутствовать не только для смазки поверхностей, но и для передачи тепла от поршня к блоку цилиндров, а затем к системе охлаждения.

Способ охлаждения двигателя влияет на зазор между поршнем и стенкой. Поскольку двигатели с воздушным охлаждением зависят от температуры окружающего воздуха и обтекания ребер охлаждения двигателя (показано), они работают при более широком диапазоне рабочих температур и нуждаются в дополнительном зазоре.

Тип системы охлаждения

Существует значительная разница в требованиях к зазорам для двигателей с воздушным охлаждением и жидкостным охлаждением. Системы с воздушным охлаждением, такие как в автомобилях Volkswagen или Porsche, по сути являются нерегулируемыми системами, зависящими от условий воздушного потока. Они более склонны к деформации отверстия и неравномерному расширению. Воздушное охлаждение более привередливо из-за больших колебаний воздушного потока. Например, в авиационном двигателе охлаждение также уменьшается с высотой, поскольку воздух становится тоньше и уносит меньше тепла.

Жидкостное охлаждение обеспечивает большую стабильность благодаря легко регулируемой системе и более быстрому прогреву в качестве бонуса. Охлаждающая среда подается внутрь и наружу в соответствии с тепловыми условиями и регулированием, обеспечиваемым термостатом. Эти факторы влияют на результирующий зазор между поршнем и цилиндром.

Двигатели сверхвысокой мощности с устройствами увеличения мощности, такими как турбокомпрессоры, нагнетатели и закись азота, требуют большего зазора, чтобы справиться с экстремальным нагревом, выделяемым в условиях WOT.