Поршень в разрезе: Поршень двигателя внутреннего сгорания

Поршень двигателя

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Публикация:

   Поршень двигателя

Читать далее:

   Поршневые кольца

Поршень двигателя

Поршень представляет собой металлический стакан, установленный в цилиндре с некоторым зазором. При рабочем ходе поршень днищем воспринимает давление газов, а при других ходах осуществляет вспомогательные такты. Верхняя усиленная часть поршня, воспринимающая давление газов, называется головкой, а нижняя направляющая часть — юбкой. Приливы в стенках юбки, служащие для установки поршневого пальца, называются бобышками.

Поршни карбюраторных двигателей изготовляют из алюминиевых сплавов. Алюминиевые поршни обладают малым весом, вследствие чего уменьшаются силы инерции, а следовательно, и нагрузки на детали двигателя при его работе. Кроме того, алюминиевые поршни, так же как и алюминиевые головки, обладают лучшей теплопроводностью, поэтому они меньше нагреваются при работе и способствуют снижению температуры рабочей смеси.

В результате этого можно повысить степень сжатия двигателя, не опасаясь, что возникнет детонационное сгорание топлива.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

В целях повышения износостойкости поршней для их изготовления в последние годы стали применять высококремнистые алюминиевые сплавы с большим содержанием кремния (до 20—25%). Поршни из алюминиевых сплавов изготовляют путем отливки в металлические формы. Для снятия внутренних напряжений в материале литые заготовки поршней подвергают длительному отжигу, а затем подвергают механической обработке.

В карбюраторных двигателях головка поршня имеет плоское днище и толстые стенки с внутренними ребрами, повышающими ее прочность и обеспечивающими хороший отвод тепла. В головке на боковой наружной поверхности имеются канавки для установки поршневых колец. В верхней части головки поршня у двигателей некоторых типов (ГАЗ) делают глубокую узкую канавку, уменьшающую передачу тепла от днища к верхнему компрессионному кольцу, работающему в особенно неблагоприятных условиях, чтобы устранить опасность его пригорания.

В некоторых двигателях (ЗИЛ) в головку при заливке поршня заделывается чугунная кольцевая вставка, в которой протачивается канавка для верхнего компрессионного кольца. Такое мероприятие повышает долговечность поршня.

Для улучшения приработки поршней в цилиндрах и для уменьшения износа на юбку 2 поршня наносят специальные покрытия. Обычно трущуюся поверхность юбки лудят — покрывают очень тонким слоем олова (толщиной 0,004—0,006 мм). В средней части юбки делают приливы-бобышки 3 с отверстиями для установки поршневого пальца.

Для того чтобы при нагревании поршень мог расширяться без заедания в цилиндре, поршень устанавливают с зазором между стенкой цилиндра и юбкой. Алюминий расширяется при нагревании значительно больше, чем чугун. Чтобы в холодном двигателе зазор между поршнем и цилиндром не был чрезмерно большим, что может вызвать стуки поршня и утечку газов из цилиндра, в алюминиевых поршнях применяют пружинящие разрезные юбки. При боковом разрезе по всей длине юбка несколько пружинит, и поршень вставляется в цилиндр холодного двигателя плотно, с малым зазором.

При нагревании поршня разрез дает возможность юбке расшириться без заедания поршня в цилиндре. Применяют также поршни с частичным, несквозным разрезом Т- или П-образной формы, что повышает жесткость юбки.

Для уменьшения бокового зазора сечение юбки делают не круглой формы, а овальной. Величина овальности (разность осей овала) юбки равна примерно 0,15—0,29 мм. Поршень устанавливают в цилиндре холодного двигателя с минимальным зазором по большой оси овала юбки, располагаемой в плоскости качания шатуна, где действуют боковые силы, прижимающие поршень к стенкам цилиндра. При нагревании поршня юбка может расширяться в направлении малой оси овала, где между юбкой и цилиндром имеется большой зазор. Поршни по длине изготовляют ступенчатыми или конусными, так как зазор вверху между стенкой цилиндра и головкой поршня должен быть больше, чем внизу, вследствие большего нагревания головки. Величина зазора между юбкой поршня и цилиндром для двигателей разных марок колеблется в пределах 0,012—0,08 мм.

Рис. 1. Конструкция поршня

Чтобы при нагревании поршни меньше расширялись, а также для повышения их прочности, в поршни двигателей некоторых марок при отливке заделывают пластинки из специальной малорасширяющейся стали. Для уменьшения веса у некоторых поршней вырезают нерабочую часть юбки. Эти вырезы служат также для прохода противовесов при вращении коленчатого вала у короткоходных двигателей.

Для обеспечения лучшего уравновешивания двигателя поршни к каждому двигателю подбирают равного веса. С этой целью на днище поршня, кроме указания группы по размеру, выбивают соответствующую метку весовой группы. Разница в весе поршней, подбираемых для одного двигателя, не должна превышать 6—8 г.

При сборке поршни обычно устанавливают разрезом на левую сторону двигателя, так как во время работы к этой стороне поршень прижимается с меньшей силой. Для удобства сборки на днище поршня в этом случае делают специальную метку, которая должна быть обращена к передней части двигателя.

Рис. 2. Типы поршней

В дизелях применяют поршни из специального чугуна (двухтактные дизели ЯАЗ) или из высококремнистого алюминиевого сплава (четырехтактные дизели ЯМЗ) с неразрезной юбкой, имеющей большую жесткость. Так как в дизелях боковая сила, прижимающая поршень к стенке цилиндра, достигает значительной величины, то для получения нормального удельного давления между цилиндром и поршнем юбку делают большей длины, Днище поршня, воспринимающее значительное давление газов, делают более прочным с усилением его внутренней стороны большим количеством ребер. Для обеспечения хорошего смесеобразования при непосредственном впрыске топлива в днище поршня располагается камера сгорания специальной формы.

как определить и устранить неисправности деталей двигателя?

Одним из важнейших рабочих элементов двигателя внутреннего сгорания является цилиндро-поршневая группа (ЦПГ), включающая в себя поршень с компрессионными и маслосъемными кольцами, а также гильзу цилиндра.

Детали ЦПГ работают в условиях высоких температур и повышенных нагрузок. В результате на рабочих поверхностях поршней и цилиндров возникают задиры, они быстро изнашиваются и требуют ремонта.

В данной статье мы рассмотрим самые распространенные причины выхода из строя поршней двигателя, способы профилактики проблем и их устранения.

Основные причины выхода поршней из строя

Поршень представляет собой подвижный элемент, перемещающийся между нижней и верхней точкой цилиндра. Движение поршня возникает вследствие давления газов при сгорании воздушно-топливной смеси.

В процессе работы поршень нагревается и существенно увеличивается в размерах из-за расширения металла. Избежать заклинивания внутри цилиндра позволяет консусообразная конструкция детали. Максимально увеличенная в диаметре нижняя часть поршня (юбка) нагревается и расширяется не так сильно, как головка.

В результате при высоких температурах поршень приобретает цилиндрическую форму и свободно перемещается внутри цилиндра.

Охлаждению поршней способствует циркуляция моторного масла. При его дефиците ЦПГ перегревается, поршни увеличиваются в размерах и испытывают повышенное трение о стенки цилиндров. В результате на взаимодействующих поверхностях появляются многочисленные задиры, могут возникнуть заедания и заклинивания.

Возможные причины перегрева поршней:

• Нарушение циркуляции моторного масла и охлаждающей жидкости
• Выход из строя термостата
• Засорение радиатора
• Повреждение помпы
• Неисправность вентилятора охлаждения

При недостатке смазки поршневой палец приобретает синий цвет, в зоне бобышек возникают зазоры. Перегрев головки поршня между нижней частью поршня и верхней канавкой компрессионного кольца ведет к образованию задиров.

Подобные неисправности могут появляться не только из-за общего перегрева двигателя, но и по причине использования несоответствующего (низкооктанового) топлива, нарушения регулировки топливных форсунок, неисправности системы зажигания и т.д.

Чрезмерно высокая температура в ЦПГ может привести к разрушению поршневых колец и их посадочных мест, появлению трещин, оплавлению днищ и прочим повреждениям, полностью выводящим поршни из строя.

Виды износа поршней

Определить необходимость ремонта или замены деталей ЦПГ можно по состоянию поршней, колец и их посадочных мест.

О том, что следует принимать меры, предупреждающие поломку двигателя, говорят следующие явления:

• Залегание поршневых колец
• Износ канавок
• Износ отверстий в бобышках
• Износ поршня по диаметру
• Трещины и задиры на юбке
• Нагар на днище поршня

Нагар с днища поршня счищается при помощи тупого металлического скребка или щетки. Из канавок он удаляется при помощи специального приспособления.

Определить присутствие трещин на поршне можно на слух. Для этого деталь берется за головку, а по юбке наносятся легкие удары металлическим предметом. Глухой и дребезжащий звук свидетельствует о наличии трещин.

Поршни, имеющие трещины, глубокие царапины и большой износ по диаметру, не подлежат ремонту – только замене.

Изношенные канавки протачиваются на токарном станке при помощи кольца с наружным диаметром, равным внутреннему центрирующему пояску поршня. Это позволяет устанавливать кольца большей высоты. Протачивать канавки необходимо с учетом размеров установленных ремонтных колец.

Износ отверстий в бобышках устраняется их развертыванием под увеличенный диаметр при помощи раздвижной отвертки с направляющим хвостовиком. Короткие развертки использовать нельзя, так как ими можно легко нарушить перпендикулярность оси пальца с осью поршня. После операции развертывания необходимо произвести проверку перпендикулярности на специальном устройстве.

Делается это следующим образом. Поршень надевается на палец устройства и придвигается вплотную к стойке. Штифт индикатора, закрепленный на стойке, должен соприкасаться с поршнем. Стрелка индикатора покажет определенное отклонение – его величину необходимо зафиксировать. Далее поршень снимается и надевается на палец другой стороной. Разница в полученных измерениях не должна превышать 0,05 мм. Если она больше, поршень забраковывается.

Если на юбку поршня было нанесено заводское защитное покрытие, которое повредилось в процессе эксплуатации, крайне желательно провести операцию по его восстановлению. Специальные антифрикционные покрытия снижают коэффициент трения, способствуют дополнительному охлаждению поверхностей и уменьшают износ деталей.

Восстановить покрытие или нанести новый защитный слой позволяют материалы, выпускаемые сегодня в качестве более простых в нанесении и эффективных альтернатив заводским составам.

Рассмотрим технологию нанесения антифрикционного покрытия на юбку поршня на примере наиболее популярного материала – MODENGY Для деталей ДВС.

Первым делом поверхность юбки тщательно очищается доступным механическим или химическим способом от прочно сцепленных загрязнений: нагара, оксидных пленок, остатков старого покрытия и пр. Затем на поршень надевается трафарет, чтобы защитить те участки, на которые попадание нежелательно.

Далее поверхность юбки заливается Специальным очистителем-активатором MODENGY, который обеспечивает высокую адгезию покрытия и максимальный срок его службы. Через 15 мин Очиститель полностью испаряется, оставляя полностью подготовленную поверхность (касаться ее руками нельзя).

Покрытие MODENGY Для деталей ДВС упаковано в удобный аэрозольный баллон, который перед использование тщательно встряхивается.

Первый слой материала наносится на поверхность с расстояния 20-30 сантиметров. Процедура производится быстрыми повторяющимися движениями. Спустя 10 минут материал приобретает матовый оттенок и позволяет наносить второй слой покрытия (при необходимости). Общая толщина защитной пленки должна составлять 10-20 мкм.

Поршни со свежим покрытием не рекомендуется перемещать до его полной полимеризации (12 часов при комнатной температуре или 20 минут в печи при температуре +200 °C).

После завершения работ сопло распылительной головки следует обязательно прочистить. Для этого нужно перевернуть баллон вверх дном и нажать на клапан распылительной головки, направляя струю от себя. Удерживайте его в таком положении необходимо до тех пор, пока из сопла не начнет выходить чистый газ.

Как подобрать новый поршень и кольца?

Поршни подбираются в соответствии с ремонтным размером цилиндров. Маркировка ставится обычно на днище детали.

Каждый поршень выбирается индивидуально для получения зазора нужного размера. Его величина определяется с помощью специальной ленты-щупа, которая протягивается между цилиндром и поршнем. С противоположной от разреза юбки стороны устанавливается динамометр. Усилие на приборе при движении щупа сквозь зазор не должно превышать установленных пределов.

Проверить, правильно ли подобран поршень, легко опытным путем: деталь должна плавно перемещаться в установленном вертикально цилиндре под тяжестью собственного веса.

Помимо зазора, необходимо учитывать вес поршней – максимальная разница в весе деталей одного комплекта не должна превышать 5 грамм.

Изношенные и потерявшие упругость поршневые кольца заменяют новыми. Их ремонтный размер должен соответствовать размерам цилиндра и поршня.

Чтобы подобрать кольцо по цилиндру, его нужно поместить в гильзу, выровнять поршнем и при помощи щупа замерить зазор в стыке. Если он отсутствует или недостаточен, то стык увеличивается напильником. Слишком большой зазор указывает на непригодность кольца для данного цилиндра.

Для подбора по поршню кольцо «прокатывается» по канавке детали. Если зазор слишком мал, кольцо заедает. В таком случае его торцевая часть подлежит шлифовке при помощи наждачной бумаги.

Упругость новых поршневых колец проверяется специальным прибором. Величина нагрузки должна равняться значению зазора в стыке кольца, установленного в цилиндр.

Специализированный моторный центр. Поршень в общем и в частности / Ремонт двигателей

Без преувеличения, поршень — главная деталь автомобильного двигателя, во многом определяющая его облик. Поршень эволюционировал вместе с развитием двигателей и достиг высокой степени совершенства. Конструктивные особенности поршня должны строго соответствовать характеристикам мотора. В противном случае возможны неоправданные материальные затраты при производстве и эксплуатации двигателя и даже его преждевременная кончина.

Высказанный тезис о ключевой роли поршня в конструкции автомобильного двигателя может показаться излишне категоричным. Поэтому приведем несколько аргументов в его подтверждение. Требования к конструкции поршня определяются его функциональным назначением, той ролью, которую он играет в слаженно функционирующем техногенном организме, называемом поршневым ДВС. Поршень — это элемент, который воспринимает энергию, выделяющуюся при сгорании заряда топливо-воздушной смеси. Она воздействует на поршень в виде тепла и давления газообразных продуктов. Поэтому первое, что должно отличать поршень — способность продолжительно работать в условиях высоких, циклически меняющихся механических нагрузок и тепловых потоков. Помимо этого поршень должен вносить свой вклад в обеспечение герметичности надпоршневого пространства, препятствуя прорыву газов в картер и встречному поступлению масла из картера в камеру сгорания. Поршень должен обладать высокой износостойкостью рабочих поверхностей и низким трением при минимально возможном зазоре в цилиндре. Поршень должен… должен…должен… Перечень того, что поршень должен, можно продолжить, но и упомянутых требований достаточно, чтобы понять, насколько непросто им удовлетворить. Тем более что при этом нужно сделать главную деталь двигателя еще и максимально легкой. В противном случае… Действительно, представим, что будет в противном случае. Масса поршня — параметр, который опосредованно отражает степень совершенства его конструкции. Для среднестатистического двигателя современного легкового автомобиля он составляет 300—350 г. Допустим, что массу поршня пришлось увеличить граммов эдак на 50. Казалось бы, пустяк. Теперь умножим «привес» на годовую программу производства поршней (обычно это несколько миллионов изделий) и получим несколько «лишних» вагонов стратегического металла. Кстати, металла недешевого. Ведь это только у нас некоторые производители изготавливают поршни из вторсырья. На Западе для этой цели используют только первичные алюминиевые сплавы, иначе невозможно гарантировать качество продукции. К сожалению, это наименьшее из последствий просчетов конструкторов и технологов. Припомним, что поршень совершает колебательные движения в цилиндре с частотой до 100 раз в секунду. При этом максимальная скорость его перемещения на отрезке пути длиной 70—80 мм достигает 25 м/с, а возникающие тысячекратные перегрузки превращают каждый лишний грамм в несколько килограммов избыточной нагрузки. Нагрузка передается на поршневой палец, шатун, коленчатый вал и, наконец, воспринимается блоком двигателя. Увеличение массы поршня однозначно отражается на массе каждой из этих деталей, тем более что они работают в циклическом режиме, провоцирующем усталостные явления. В результате исходные граммы «на выходе» превращаются в десятки килограммов качественного металла. Еще раз множим на объем производства двигателей, приплюсуем сюда повышение расхода топлива за счет больших потерь на трение и массы мотора, увеличение вредных выбросов в атмосферу, прочие неучтенные последствия. Удручающее «итого» убедительно доказывает, что поршень — действительно наиболее важная деталь двигателя, во многом определяющая его конструкцию, производственные затраты, экономичность и экологичность. Каков же он, поршень?

Геометрия искривленного пространства

На первый взгляд поршень имеет правильную геометрическую форму цилиндра. Однако, если «пройтись по нему» с точным измерительным инструментом, окажется, что это вовсе не так. Практически все «формы» поршня — неправильные. Их «неправильность» обусловлена желанием обеспечить равномерный, минимально возможный зазор между стенкой цилиндра и поршнем по всей его высоте. Трудность этой задачи состоит в том, что различные части поршня при работе нагреваются крайне неравномерно, а, значит, неодинаково изменяются в размерах. Ситуация еще более усложняется тем, что поршень имеет неравноже-сткую конструкцию, что также влияет на последствия теплового расширения. Днище поршня — наиболее термически нагруженная его часть. При работе двигателя его температура может достигать 300—350°С. Поэтому диаметр поршня в области огневого пояса уменьшают на 0,4—0,6 мм относительно диаметра цилиндра. Температура поршня в зоне уплотнительного пояса ниже. К тому же тепловые потоки, проходящие через первое и второе компрессионные кольца, отличаются в несколько раз. Как следствие, перемычки между кольцами будут иметь разную температуру. Верхняя — более горячая, нижняя — менее. Чтобы компенсировать их неодинаковое тепловое расширение на работающем моторе, диаметр поршня от днища к юбке постепенно увеличивают. Температура юбки плавно спадает в направлении от ее верхней части (в районе маслосъемного кольца) к низу. Этим обусловливается конический характер ее поверхности. В нижней части юбки обычно устраивают обратный конус. Он позволяет поршню при перекладке в нижней и верхней мертвых точках работать более мягко, без резких ударов. В дополнение к этому при движении поршня вниз обратный конус способствует возникновению гидродинамического эффекта, благодаря которому поршень как бы «всплывает» на масляной пленке. Плавное увеличение диаметра поршня от днища к нижней части юбки, а также наличие на ней обратного конуса придает ему бочкообразную форму в продольном сечении. Не менее важное условие работоспособности поршня — особая форма в поперечном сечении, отличная от формы круга. Необходимость такой меры обусловлена наличием бобышек, усилений в месте соединения поршня с поршневым пальцем. Составляющие единое целое с днищем поршня, массивные бобышки нагреваются в большей степени, чем соединяющие их части юбки. Как следствие — диаметр поршня «растет» преимущественно в направлении, совпадающем с осью поршневого пальца. Чтобы компенсировать этот эффект, поршень в поперечном сечении делают овальным. Меньшая ось овала совпадает с осью пальца, а овальность обычно составляет 0,4—0,5 мм. Величина небольшая, но очень важная. Именно она позволяет поршню работать в цилиндре с минимальными зазорами. Таким образом, форма поршня в холодном состоянии характеризуется бочкообразностью и овальностью. Закономерности «искривленной геометрии» поршней были выявлены достаточно давно. Примерно с 30-х годов их учитывают при конструировании поршней, вначале авиационных, а затем и автомобильных.

«Материальная» часть

Большинство рецептур материалов, применяющихся для изготовления поршней, было разработано еще в 20-х годах. В этом отношении современные поршни недалеко ушли за прошедшие 80 лет. До сих пор они в основным изготавливаются из силумина с процентным содержанием кремния около 12%. Этот сплав был впервые предложен фирмой Mahle, которая внедрила его в массовое производство поршней. В ряде случаев (например, для некоторых дизельных моторов) применяются заэвтектические сплавы алюминия, в которых содержание кремния может достигать 18%. Такие силумины менее пластичны, более капризны в обработке и дороги. В «доалюминиевый» период поршни изготавливались из чугуна. Силумин оказался очень удачным материалом, сочетающим достаточную прочность с легкостью. Подбор концентрации кремния позволил добиться приемлемого коэффициента теплового расширения, существенно меньшего, чем у чистого алюминия. Основной способ получения заготовок поршней (практически 99%) — литье, большей частью кокильное. Эта технология отработана буквально до совершенства. Незначительное количество составляют поршни, заготовки для которых изготавливают методом ковки. Это своего рода эксклюзив, который не применяется на серийных изделиях. Кованые заготовки в силу особой структуры, которую приобретает металл, обладают несколько большей прочностью. Однако это преимущество обычно нивелируется ограничениями по возможной форме заготовки и может быть вовсе сведено к нулю из-за отдельных конструктивных недочетов. Уважающие себя производители наносят на поверхность поршней различные покрытия. Один из распространенных способов — покрытие поршня оловом (лужение). Реже применяется покрытие свинцом. Слой мягкого металла, толщина которого составляет 5—10 мкм, уменьшает трение и вероятность «прихвата» поршня с образованием задиров в период обкатки двигателя. Ту же функцию он выполняет и на приработанном двигателе в момент пуска, сопровождающегося «масляным голоданием», и при пиковых нагрузках. Убедительное доказательство действенности этой меры — сравнение состояния поршней двигателей классических моделей ВАЗ первых поколений и ВАЗ 2108—21083. У последних даже при незначительном пробеге на юбке поршней, не имеющих покрытия, обязательно присутствуют задиры. На луженых поршнях «классики» такого явления, как правило, не наблюдалось. Некоторые производители для уменьшения трения наносят на юбку поршней антифрикционные покрытия, композиции на основе графита, реже — дисульфида молибдена. Толщина слоя покрытия может достигать 15—20 мкм. Обычно поршни с таким покрытием устанавливаются в цилиндр с минимальным зазором. В результате первоначальной приработки покрытие частично стирается и поверхность поршня приобретает форму, максимально соответствующую цилиндру. Поршни с прирабатываемым покрытием применяются, например, на современных двигателях VAG, Mercedes, BMW, Opel и других. Выпуск таких поршней недавно освоен некоторыми российскими предприятиями для моторов отечественного производства.

Короче, еще короче…

В последние 20—30 лет все разработчики двигателей вслед за первопроходцами, японскими конструкторами, двигались примерно в одном направлении и достигли сходных результатов. Поэтому сейчас, взяв в руки поршень, непросто определить, где и для какого мотора он произведен. В то время как десяток-другой лет тому назад отличить, например, японское изделие от американского было проще простого. Отметим некоторые этапы эволюции поршней. Одна из основных геометрических характеристик поршня — компрессионная высота. Она определяется расстоянием от его днища до оси поршневого пальца. С начала 80-х годов наметилась устойчивая тенденция к уменьшению компрессионной высоты поршня. Это позволяет снизить его массу за счет уменьшения размеров бобышек и высоты уплотнительного пояса. Известны примеры, когда компрессионную высоту поршня удавалось уменьшить до 24 мм. И это при наличии трех колец. Для сравнения: данный параметр у ВАЗовских поршней составляет 38 мм, а у поршней автомобилей ГАЗ выпуска прошлых лет — аж 52 мм! Уменьшение компрессионной высоты поршней стало возможным во многом благодаря переходу на более тонкие кольца. Процесс наблюдался повсеместно на протяжении 90-х годов. Если ранее в порядке вещей считался комплект колец размерностью 2—2-4 мм, то сейчас обычным делом становятся наборы порядка 1,2—1,5-2 мм. Это результат достижений в области технологии. Тонкие кольца обеспечивают меньшие потери на трение, более податливы, быстрее и точнее прирабатываются, а потому обладают лучшими уплотнительными свойствами и, как ни странно, лучше отводят тепло. Снижение компрессионной высоты повлекло за собой уменьшение размеров юбки поршня. Для центрирования укороченного поршня высокая юбка стала просто излишней. В результате общая высота поршня по отношению к моторам разработки 70-х годов сократилась почти вдвое: с 80—90 мм до 50—55 мм. Уменьшение размеров поршня повлекло снижение его массы, которое составило 30—40%. К каким последствиям это приводит, мы уже упоминали. В частности, это позволило облегчить поршневой палец, уменьшив его диаметр. На современных двигателях применяются пальцы диаметром 17—20 мм, в то время как еще недавно нормой считалось 22—26 мм. Внедрение многоклапанных моторов также наложило свой отпечаток на конструкцию современного поршня. Повышение их литровой мощности и быстроходности привело к росту тепловых и механических нагрузок на поршень. Поскольку давление на поршень в конечном итоге воспринимается юбкой, возникла задача ее упрочнения. Эффективным способом стало устройство вертикальных ребер жесткости, соединяющих юбку с бобышками. Ребра образуются в результате удаления излишка материала снаружи поршня в районе бобышек. Боковые выборки получили несколько странное название «холодильники». У многих поршней современных моторов они очень большие и глубокие. Глубокие холодильники предполагают уменьшение расстояния между бобышками, а значит, применение короткого пальца и легкого шатуна с узкой верхней головкой. Достигнутое этим радикальное повышение жесткости юбки позволило постепенно отказаться от прочих способов, применявшихся ранее для компенсации ее теплового расширения. Из конструкции поршня исчезли термокомпенсирующие пазы и стальные пластины. Последние вставлялись в поршень при отливке и работали совместно с юбкой как биметалл, сдерживая ее расширение при нагреве. Глубокие холодильники и отсутствие термокомпенсации радикально изменили картину теплового расширения поршня. Узкая и более жесткая юбка стала более чувствительной к температурным воздействиям. Для обеспечения работоспособности поршня потребовалось увеличить диаметральные зазоры и ужесточить требования к технологии его производства. Большие зазоры приводят к повышению шумности работы двигателя, что критично для серийного автомобиля. Приходится очень точно подбирать профиль юбки и материал поршня. Добавлением легирующих элементов и подбором технологических режимов литья удается получить материалы с минимальным коэффициентом теплового расширения. Но это тот случай, когда «игра стоит свеч». Благодаря уменьшению размеров и массы поршней удалось значительно снизить механические потери в ЦПГ, которые, как известно, составляют около половины всех потерь в двигателе. Применение легких поршней с короткой и узкой юбкой существенно сокращает потери на трение, значит, способствует повышению мощности при уменьшении расхода топлива и токсичности. Очень важный момент — обеспечение эффективной смазки. Раньше основной задачей считался съем масла маслосъемным кольцом. Для его удаления в канавке маслосъемного кольца устраивались отверстия. На нагруженных моторах возникает обратная задача — обеспечения смазки мест контакта юбки с цилиндром при движении поршня вверх. Если этого не делать, не избежать повышенного трения и задиров на юбке, особенно на ее ненагруженной стороне. Проблема решалась разными способами: устройством отверстий для смазки в зоне маслосъемного кольца, профилированных канавок под маслосъемным кольцом для сохранения в них нужного количества масла. Потребовалось принять дополнительные меры по отводу тепла от поршня. Один из часто применяемых способов — использование форсунок, разбрызгивающих масло на днище поршня. Кстати, такая конструкция применяется в 16-клапанных моторах ВАЗ. На дизельных моторах с наддувом иногда применяют еще более сложные способы борьбы с перегревом поршней. Точно настроенная форсунка подает масло в кольцевую полость, выполненную в теле поршня в районе уплотнительного пояса. Поршни спортивных моторов несут в себе аналогичные черты, но они выражены еще ярче. Ведь большая мощность означает большие тепловые и механические нагрузки. Методы обеспечения работоспособности поршней те же, а потому и конструктив сегодня практически идентичен. Небольшие отличия — одно компрессионное кольцо вместо двух и еще более короткая юбка. Так удается достичь существенного уменьшения потерь на трение, особенно на высоких оборотах. Известны и некоторые серийные моторы с поршнями подобной конструкции. Таким образом, поршень современного автомобильного двигателя — сложное техническое изделие, аккумулирующее в себе большое количество знаний из различных областей науки и техники. Конструкция поршня жестко связана с особенностями двигателя, в котором он работает. Бездумный, необоснованный выбор поршня может оказаться не просто неоправданным, например, с технологической или экономической точек зрения, но и нанести серьезный вред работоспособности мотора. И такие примеры, к сожалению, известны. Вследствие предельно оптимизированной конструкции современные поршни обладают меньшим запасом прочности (во многих смыслах), а потому более требовательны к соблюдению расчетных условий эксплуатации. Повышенные нагрузки, ухудшение условий теплосъема, некачественная смазка могут резко сократить их ресурс.

Взгляд на поршень со стороны. Опуская подробности внутреннего устройства поршня, взглянем на него снаружи. Верхняя часть поршня, представляющего собой «стакан наоборот», называется днищем. Вместе с прилегающей к нему боковой поверхностью, ограниченной канавкой верхнего компрессионного кольца, оно составляет так называемый огневой пояс. Огневой пояс принимает на себя механическую и тепловую нагрузки, возникающие при сгорании смеси. Область, в которой расположены поршневые кольца, принято называть уплотнительным поясом. Как следует из названия, его задача — уплотнение подвижного места контакта поршня со стенками цилиндра. Уплотнительный пояс должен препятствовать прорыву продуктов сгорания в картер двигателя и попаданию масла в камеру сгорания. Но не только. Не менее важная функция уплотнительного пояса — отвод тепла, проникающего в тело поршня через поверхности огневого пояса. Трудно поверить, но именно через поршневые кольца в стенку цилиндра и далее — в рубашку охлаждения блока сбрасывается более 80% теплового потока. При этом на долю верхнего компрессионного кольца приходится примерно 60%, второе отводит около 20%. Процессы уплотнения и охлаждения тесно взаимосвязаны. Хорошее уплотнение означает эффективный теплоотвод. Напротив, нарушение уплотнения (износ и поломка колец или перемычек между ними) приводит к ухудшению охлаждения поршня и, в конечном счете, к его прогару. Ниже уплотнительного расположен направляющий пояс поршня, образованный, в основном, внешней поверхностью юбки. Он служит для центровки поршня при его перемещении в цилиндре. При нарушении формы или износе уплотнительного пояса центровка нарушается. Если зазоры велики, во время перекладки поршня в мертвых точках его верхняя часть может соударяться со стенкой цилиндра, что сопровождается характерными стуками в двигателе и грозит серьезными последствиями: ускоренным износом стенки цилиндра, нарушением работы колец и поломкой поршня.

конструктивные элементы, признаки и причины их износа

Поршень двигателя внутреннего сгорания представляет собой деталь цилиндрической формы, которая двигается внутри цилиндра и отвечает за преобразование энергии газов в энергию поступательного движения.

Стандартный поршень ДВС состоит из 3 основных элементов: днища, уплотняющей и направляющей частей.

Днище (или головка) служит для восприятия тепловой нагрузки и газовых сил, образующихся вследствие сгорания топливно-воздушной смеси.

Уплотняющая часть, состоящая из нескольких поршневых колец, отводит тепло от поршня к цилиндру и препятствует прорыву газов.

Направляющая часть (юбка) поддерживает положение поршня и передает боковое усилие на стенки цилиндра.

Далее каждая из этих частей будет рассмотрена более подробно.

Днище поршня

Днище поршня может иметь разную форму, что зависит от типа двигателя, особенностей смесеобразования и газообмена в цилиндре, расположения форсунок, свечей и клапанов.

Детали с выпуклым днищем обладают повышенной прочностью, однако они работают в камере сгорания линзовидной формы, что увеличивает теплоотдачу и механические потери.

Поршни с вогнутым днищем используются в дизельных моторах и бензиновых двигателях с высокой степенью сжатия. Они образуют компактную форму камеры сгорания, однако более склонны к образованию нагара.

Наиболее простыми и распространенными являются поршни с плоскими днищами. Ими оснащаются многие бензиновые двигатели, а также дизельные ДВС вихрекамерного и предкамерного типа.

Днище поршня принимает на себя основную термическую нагрузку, поэтому толщина поршня в этой части больше, чем в других. Чем днище толще, тем больше масса детали, но меньше ее нагрев.

Стандартная толщина днища поршня в обычных двигателях – 7-9 мм, в турбомоторах – 11 мм, в дизельных ДВС – 10-16 мм.

В целях увеличения прочности, снижения вероятности перегрева и прогорания некоторые виды поршней в области днища и канавки первого компрессионного кольца подвергаются твердому анодированию. В ходе этой операции верхний тонкий слой алюминия преобразуется в керамическое покрытие толщиной 8-12 мкм.

Уплотняющая часть

Уплотняющую часть поршня составляют поршневые кольца: в современных двигателях используется, как правило, три кольца – одно маслосъемное и два компрессионных.

Компрессионные кольца предотвращают попадание отработавших газов из камеры сгорания в картер двигателя. По форме они могут быть трапециевидными, коническими или бочкообразными. Некоторые виды таких колец имеют вырез. Наибольшие нагрузки воспринимает первое компрессионное кольцо, поэтому для увеличения ресурса данной детали, ее канавку укрепляют при помощи стальной вставки.

Маслосъемные кольца предназначены для удаления излишков масла и предупреждения их попадания в камеру сгорания. Для этих целей служат сквозные отверстия, расположенные по периметру кольца. Через них масло, удаленное со стенок цилиндра, поступает внутрь поршня, а затем попадает в поддон картера двигателя.

Некоторые виды маслосъемных колец оснащены пружинным расширителем.

Диаметр уплотняющей части поршня меньше, чем направляющей. Это связано с повышенным нагревом детали в районе колец. Жаровый пояс имеет еще меньший диаметр, что позволяет избежать задиров и заклинивания колец в канавках после термического расширения поршня.

Для уплотнения поршня наибольшее значение имеет материал и качество колец. Чугунные маслосъемные кольца намного надежнее и проще в установке, чем составные. При перегреве их упругость не снижается, поэтому не возникает таких проблем как выброс масла, пропуск газов в картер и пр.

Направляющая часть

Направляющую (тронковую) часть поршня называют юбкой. С внутренней стороны она имеет бобышки (приливы), в которых располагается отверстие под поршневой палец. Для фиксации пальца предусмотрены специальные канавки.

Нижняя кромка юбки снабжена буртиком для последующей механической обработки и подгонки поршня. Буртик растачивается с внутренней стороны в том случае, если поршень слишком тяжелый. В местах расположения отверстий под поршневой палец с наружной части юбки вырезаются специальные углубления. Эти зоны не взаимодействуют со стенками цилиндра, образуя так называемые «холодильники».

Чтобы поршень свободно перемещался в цилиндре, между юбкой и стенками гильзы предусмотрен зазор, величина которого зависит от линейного расширения металла пары «поршень-цилиндр» при нормальной работе ДВС.

Перегрев грозит чрезмерным расширением поршня, образованием на нем задиров и заклиниванием. Однако решать проблему выставлением большого зазора не рекомендуется – это не только снижает уплотняющие свойства поршня, но и грозит выходом двигателя из строя.

Поверхности юбки воспринимают силы бокового давления, в процессе движения поршня испытывают повышенное трение и нагрев. Именно поэтому многие автопроизводители еще на этапе производства поршней наносят на юбки антифрикционное покрытие (АФП), что позволяет не только защитить детали от усиленного износа, но и облегчить приработку на новом двигателе.

Существуют АФП, которые можно наносить не только в заводских условиях, но и в обычных мастерских, гаражах и прочих помещениях, не оборудованных специальными приспособлениями.

Одним из таких материалов является антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.

Аэрозольная упаковка делает процесс нанесения этого состава простым и удобным. Полимеризация АФП возможна как при комнатной температуре, так и при нагреве.

Опыт использования покрытия показал, что оно эффективно снижает трение, предотвращает скачкообразное движение и задиры, сохраняет работоспособность двигателя даже в режиме масляного голодания.

Материал устойчив к длительному воздействию моторного масла и при правильной предварительной подготовке поверхностей не теряет своих свойств на протяжении долгого времени.

MODENGY Для деталей ДВС доступно в наборе со Специальным очистителем-активатором MODENGY, который не только очищает и обезжиривает, но и гарантирует отличную адгезию покрытия.

Поршень, как и любой другой рабочий элемент двигателя, подвержен механическим повреждениям и износу.

Ежедневная эксплуатация автомобиля способствует выработке ресурса деталей, на что указывает:

• Повышенный расход масла
• Синий дым из выхлопной трубы
• Нагар на свечах зажигания
• Нестабильная работа ДВС на холостых оборотах (вибрация рычага КПП)
• Увеличение расхода топлива в 2 и более раз
• Снижение мощности двигателя и т. д.

Все это свидетельствует о некорректной работе двигателя, в частности, поршневой группы. Далее отметим, какие проблемы для нее наиболее актуальны.

Задиры и нагар на днище поршня

Появляются вследствие перегрева поршня из-за нарушения процесса сгорания, деформации и/или засорения масляной форсунки, несоответствия размера детали рекомендованным, неисправности системы охлаждения, уменьшения зазора в верхней части рабочей поверхности.

Следы от ударов на днище поршня

Свидетельствуют о слишком большом выступе поршня, неверной посадке клапана, слишком малом зазоре в клапанном приводе, отложениях масляного нагара на днище поршня, неподходящем уплотнении ГБЦ, некорректно выставленным фазам газораспределения.

Наплавления и расплавление металла на поверхностях

Указывают на неравномерный впрыск топлива, позднее зажигание, недостаточное сжатие смеси, неверный момент начала впрыска и его количество, неисправность впрыскивающих форсунок.

Трещины на днище поршня и в полости камеры сгорания

Говорят о недостаточной компрессии в цилиндрах, плохом охлаждении поршня, некорректном впрыске смеси. Трещины могут появиться при установке поршней в неподходящей к ним по форме полости камеры сгорания.

Повреждения поршневые колец

Возникают вследствие неправильной установки поршней, избытке топлива в камере сгорания, вибрации самих поршневых колец, сильном осевом износе кольцевой канавки.

Радиальный износ поршня

Наблюдается из-за избыточного количества топлива в камере сгорания. Такая проблема является следствием сбоев в процессе приготовления смеси, нарушения процесса сгорания, недостаточного давлении сжатия. Осевой износ возникает в результате загрязнения поршня во время приработки ДВС.

Износ юбки поршня

Повреждения на юбке могут возникать по нескольким причинам. Ассиметричное пятно контакта на боковой поверхности тронка обычно вызвано скручиванием и/или деформацией шатуна, неправильно просверленными отверстиями цилиндра, большим люфтом шатунного подшипника, наклонно просверленными отверстиями в головках шатунов.

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

Поверхности трения юбки поршней истираются также из-за попадания топлива в масло, неисправного пускового устройства холодного двигателя, недостаточного сжатия, перебоев в зажигании и работе ДВС на переобогащенной воздушно-топливной смеси.

Кавитация гильз

Кавитация – основная причина выхода гильз из строя. Это явление вызвано недостатком охлаждения, слишком низкой или высокой температурой, применением неподходящей охлаждающей жидкости, неправильной и/или неточной посадки гильз цилиндров, использованием неподходящих уплотнительных колец с круглым сечением.

Масляный нагар на днище цилиндра

Такие отложения возникают вследствие избыточного содержания масла в камере сгорания. Это вызвано, в свою очередь, неисправностью деталей, прорывом газов с проникновением масла во всасывающий тракт, недостаточным отделением масляного тумана от картерных газов.

Возврат к списку

Поршневая группа

Поршневую группу кривошипно-шатунного механизма образует поршень в сборе с комплектом компрессионных и маслосъемных колец, поршневым пальцем и деталями его крепления. Ее назначение заключается в том, чтобы во время рабочего хода воспринимать давление газов и через шатун передавать усилие на коленчатый вал, осуществлять другие вспомогательные такты, а также уплотнять надпоршневую полость цилиндра для предотвращения прорыва газов в картер и проникновения в него моторного масла.

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня. Днище поршня вместе с головкой цилиндра ограничивают объем камеры сгорания. В головке поршня проточены канавки для колец. При работе двигателя на поршень действуют большие механические и тепловые нагрузки от давления горячих газов.

Конструкция поршня должна обеспечивать такой зазор между поршнем и цилиндром, который исключал бы стуки поршня после запуска двигателя и заклинивание его в результате теплового расширения при работе двигателя под нагрузкой.

На юбке поршня делают разрезы, придают ему овальную форму в поперечном сечении и коническую — по высоте, производят заделку в поршень специальных компенсационных пластин из металла с малым коэффициентом теплового расширения. Например, в поршнях некоторых двигателей с зажиганием от искры юбку выполняют с косым разрезом, что делает ее более упругой и позволяет устанавливать поршень с минимальным зазором, не опасаясь заклинивания.

При шлифовании поршню придают овальную форму (большая ось овала должна быть перпендикулярна оси поршневого пальца), чтобы под действием боковых усилий и нагрева юбка поршня в рабочем состоянии принимала цилиндрическую форму.

Так как температура головки поршня примерно на 100-150°С выше, чем нижней части юбки, то наружный диаметр юбки делают больше, чем диаметр головки.

Большую опасность представляет собой перегрев поршня из-за недостаточного его охлаждения. При перегреве прогорает днище поршня, происходит задир рабочей поверхности цилиндра, залегание колец и даже заклинивание поршня. Иногда для улучшения охлаждения поршня на его внутреннюю поверхность направляют струю масла.

Рисунок 3 — Детали поршневой группы: 1 — поршень, 2 — поршневой палец, 3 — стопорные кольца, 4, 5 — компрессионные кольца, 6 — маслосъемное кольцо.

Конструкции поршней с различной формой днища представлена на рисунке

Рисунок 4 — Конструкции поршней с различной формой днища (а—з) и их элементов: 1 — бобышка; 2 — стенка поршня; 3 — ребро; 4 — днище поршня; 5 — канавки для компрессионных колец; 6 — дренажное отверстие для отвода масла

Днища поршней могут быть плоскими (см. а), выпуклыми, вогнутыми и фигурными (рис. б—з). Их форма зависит от типа двигателя и камеры сгорания, принятого способа смесеобразования и технологии изготовления поршней. Самой простой и технологичной является плоская форма. В дизелях применяются поршни с вогнутыми и фигурными днищами (см. рис. е—з).

Поршень дизеля КамАЗ-740 отлит из высококремнистого алюминиевого сплава (иногда поршни покрывают слоем олова для улучшения прирабатываемости) со вставкой из специального чугуна под верхнее компрессионное кольцо. Юбка поршня в поперечном сечении овальная, причем большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца. По высоте поршень имеет коническую форму: в верхней части меньший диаметр, чем в нижней. На юбку поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки и предохранения от задиров. Кроме того, в бобышки поршня залиты стальные терморегулирующие пластины. Все это выполнено для компенсации неравномерности тепловой деформации поршня при работе в цилиндрах двигателя, возникающей изза неравномерного распределения массы металла внутри юбки поршня. В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. В головке поршня расположена тороидальная камера сгорания, а сбоку от нее в днище — две; выемки для предотвращения касания его с клапанами. Под бобышками в нижней части юбки сделаны выемки для прохода противовесов коленчатого вала в НМТ.

В связи со сложной формой наружной поверхности поршня измерять его диаметр необходимо в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца и на расстоянии 52,4 мм от днища поршня. В запасные части поставляются поршни классов А, С, Е. Этих классов достаточно для подбора поршня к любому цилиндру, так как поршни и цилиндры разбиты на классы с некоторым перекрытием размеров. Например, к цилиндрам классов В и D) может подойти поршень класса С. Кроме того, при ремонте двигателей поршни обычно заменяются у изношенных цилиндров, поэтому к незначительно изношенному цилиндру, имевшему класс В, может подойти поршень класса С.

Главное при подборе поршня обеспечение необходимого монтажного зазора между поршнем и цилиндром (0,05-0,07 мм). По диаметру отверстия под поршневой палец поршни подразделяются через 0,064 мм на три категории, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буква) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня. Поршни по массе в одном и том же двигателе подобраны с максимально допустимым отклонением +2,5 г.

С шатуном поршень соединен пальцем 2 плавающего типа, стопорные кольца 3 вставляются в канавки, проточенные в бобышках, кольца ограничивают осевое смещение пальца в поршне.

Поршневой палец стальной, цементированный, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна с натягом и свободно вращается в бобышках поршня. Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по наружному диаметру подразделяются на три категории через 0,004мм.

Категория пальца маркируется на его торце соответствующим цветом: синим первая категория, зеленым вторая, красным третья. Собираемые палец и поршень должны принадлежать к одной категории.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону двигателя. Это уменьшает возможность появления стука поршня при переходе через в.м.т. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка «П». Поршень должен устанавливаться в цилиндр так, чтобы метка была обращена в сторону передней части двигателя. Поршни, как и цилиндры, по наружному диаметру подразделяются на пять классов через 0,01 мм, обозначаемые буквами А, В, С, D, Е. Им соответствуют следующие диаметры цилиндров, в мм: А 78,94-78,95; В 78,95-78,96; С 78,96-78,97; D 78,97-78,98; Е 78,98-78,99.

На поршне выполнены канавки для двух компрессионных 4, 5 и одного маслосъемного 6 кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндров и предотвращают прорыв газов через зазор между юбкой поршня и стенкой гильзы. Маслосъемные кольца снимают излишки масла со стенок гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания.

Поршневые кольца изготовлены из чугуна. Иногда маслосъемные кольца делают из стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, называемый замком.

После установки в цилиндр зазор в замке должен быть в пределах 0,3-0,5 мм, чтобы кольцо не заклинивало при нагревании. Замки на поршне должны располагаться на равных расстояниях друг от друга по окружности, что уменьшает прорыв газов из цилиндра.

Компрессионные кольца и особенно первое (верхнее) из них работают в тяжелых условиях. Из-за соприкосновения с горячими газами и большой работы трения, производимой первым кольцом, оно сильно нагревается (до 225-275°С), что осложняет его смазку и вызывает увеличенный износ как самого кольца, так и верхнего пояса цилиндра.

Для повышения износостойкости поверхность верхнего компрессионного кольца подвергают пористому хромированию. Остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова или молибдена (двигатель КамАЗ-740).

Поршневые кольца разрезные, в свободном состоянии их диаметр несколько больше диаметра цилиндра. Поэтому в цилиндре кольцо плотно прижимается к его стенкам. В канавках поршня кольца образуют лабиринт с малыми зазорами, в котором газы, прорывающиеся из надпоршневого пространства, с одной стороны, теряют давление и скорость, а с другой — прижимают кольца к стенке цилиндра.

Рисунок 5 — Поршневые кольца: а — внешний вид, б — расположение колец на поршне (двигателя ЗИЛ-130), в — составное маслосъемное кольцо; 1 — компрессионное кольцо, 2 — маслосъемное кольцо, 3 — плоские стальные диски, 4 — осевой расширитель, 5 — радиальный расширитель.

Компрессионные кольца имеют разную форму поперечного сечения. Компрессионное кольцо 1 с прямоугольным сечением (а) прилегает к цилиндру по всей наружной поверхности. Для увеличения удельного давления кольца на зеркало цилиндра и более быстрой приработки наружной поверхности кольцу придается коническая форма или делается на верхней внутренней кромке кольца 1 специальная выточка (6).

Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую, пластинчатую с осевым и радиальным расширителями (в). При движении вверх маслосъемное кольцо как бы «всплывает» в масляном слое, а при движении вниз острая кромка кольца соскабливает масло.

Маслосъемное кольцо отличается от компрессионных сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня.

Маслосъемное кольцо двигателей ЗМЗ и ЗИЛ состоит из двух стальных кольцевых дисков, осевого 4 и радиального 5 расширителей. Вследствие быстрой прирабатываемости и упругости стальные маслосъемные кольца хорошо прилегают к гильзе цилиндра.

Шатун.

Шатун соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала и, преобразуя возвратно-поступательное движение поршневой группы во вращательное движение коленчатого вала, совершает сложное движение, подвергаясь при этом действию знакопеременных ударных нагрузок. В двигателе шатун подвергается воздействию значительных переменных нагрузок, изменяющихся от растяжения к сжатию. Поэтому он должен быть прочным, жестким и легким. Шатуны изготавливаются из стали литьем или горячей штамповкой. На спортивных автомобилях могут устанавливаться шатуны из титанового сплава. Шатун состоит из трех конструктивных элементов: стержня 2, верхней (поршневой) головки 1 и нижней (кривошипной) головки 3. Стержень шатуна обычно имеет двутавровое сечение. В верхнюю головку для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку 6 с отверстием для подвода масла к трущимся поверхностям. Нижнюю головку шатуна для обеспечения возможности сборки с коленчатым валом выполняют разъемной. У бензиновых двигателей разъем головки обычно расположен под углом 90° к оси шатуна. У дизелей нижняя головка шатуна 7, как правило, имеет косой разъем. Крышка 4 нижней головки крепится к шатуну двумя шатунными болтами, точно подогнанными к отверстиям в шатуне и крышке для обеспечения высокой точности сборки. Чтобы крепление не ослабло, гайки болтов стопорят шплинтами, стопорными шайбами или контргайками. Отверстие в нижней головке растачивают в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов не могут быть взаимозаменяемыми.

Конструкция шатуна различается в зависимости от типа двигателя и его компоновочной схемы (рисунок 6). Длина шатуна во многом определяет высоту двигателя. Шатун условно разделяется на три части: стержень, поршневую и кривошипную головки.

Рисунок 6 — Детали шатунной группы: 1 — верхняя головка шатуна; 2 — стержень; 3 — нижняя головка шатуна; 4 — крышка нижней головки; 5 — вкладыши; 6 — втулка; 7 — шатун дизеля; S — основной шатун сочлененного шатунного узла

Стержень шатуна имеет, как правило, двутавровое сечение. Встречаются шатуны с круглым, прямоугольным, крестообразным, Н-образным сечением стержня. Для подачи масла к подшипнику поршневой головки в стержне шатуна выполнен канал.

Поршневая головка представляет собой цельную проушину, в которую с натягом установлена втулка – подшипник скольжения для вращения поршневого пальца. Втулка изготавливается бронзовой или биметаллической (сталь со свинцом, оловом). Устройство поршневой головки определяется размером поршневого пальца и способом его крепления. Для снижения массы шатуна и уменьшения нагрузки на поршневой палец на некоторых двигателях используются шатуны с трапециевидной формой поршневой головки.

Кривошипная головка обеспечивает соединение шатуна с коленчатым валом. На большинстве двигателей кривошипная головка выполняется разъемной, что обусловлено технологией сборки ДВС. Нижняя часть головки (крышка) соединяется с шатуном с помощью болтов. Реже используется штифтовое или бандажное соединение частей кривошипной головки. Разъем может быть прямым (перпендикулярный оси стержня) или косым (под углом к оси стержня). Косой разъем применяется, в основном, на V-образных двигателях и позволяет сделать блок двигателя более компактным.

Для противодействия поперечным силам стыковые поверхности кривошипной головки выполняются профилированными. Различают зубчатое, замковое (прямоугольные выступы) соединение. Самым популярным в настоящее время является соединение частей головки, полученное способом контролированного раскалывания, т.н. сплит-разъем. Разлом обеспечивает высокую точность стыковки частей.

Толщина кривошипной головки определяет длину блока цилиндров. Особенно это актуально для V- и W-образных двигателей. К примеру, толщина нижней головки шатуна двигателя W12 от Audi составляет всего 13 мм.

Для уменьшения трения в соединении шатуна с коленчатым валом и облегчения ремонта двигателя в кривошипной головке размещается шатунный подшипник, состоящий из двух вкладышей 5, залитых антифрикционным сплавом. Вкладыши изготавливаются многослойными – двух-, трех-, четырех- и даже пятислойными. Самые ходовые двух- и трехслойные вкладыши. Двухслойный вкладыш представляет собой стальную основу, на которую нанесено антифрикционное покрытие. В трехслойном вкладыше стальную основу и антифрикционный слой разделяет изоляционная прокладка.

Внутренняя поверхность вкладышей точно подогнана к шейкам коленчатого вала. Для фиксации вкладышей относительно головки они имеют отогнутые усики, входящие в соответствующие пазы головки. Подвод масла к трущимся поверхностям обеспечивают кольцевые проточки и отверстия во вкладышах.

Для обеспечения хорошей уравновешенности деталей кривошипно-шатунного механизма шатунные группы одного двигателя (как и поршневые) должны иметь одинаковую массу с соответствующим ее распределением между верхней и нижней головками шатуна.

В V-образных двигателях иногда используются сочлененные шатунные узлы, состоящие из спаренных шатунов. Основной шатун 8, имеющий обычную конструкцию, соединен с поршнем одного ряда. Вспомогательный прицепной шатун, соединенный верхней головкой с поршнем другого ряда, нижней головкой шарнирно крепится с помощью пальца к нижней головке основного шатуна.

Вкладыш, установленный в шатуне, нагружен больше, чем вкладыш, расположенный в крышке шатуна. На вкладыши, расположенные в шатунах, через поршни и шатуны воздействует давление газов (при сгорании топлива в цилиндрах) и поэтому эти вкладыши изнашиваются больше. Вкладыши, расположенные в крышках шатунов, меньше нагружены и практически изнашиваются незначительно.

Поршни двигателя внутреннего сгорания | ЖЕЛЕЗНЫЙ-КОНЬ.РФ

Поршень предназначен для восприятия давления газов и его передачи на кривошип коленчатого вала (через поршневой палец и шатун). Поршень подвержен максимальному воздействию тепловых и механических нагрузок, которые возникают в процессе работы двигателя внутреннего сгорания. Ввиду того, что поршень движется возвратно-поступательно, создаются значительные дополнительные циклические инерционные нагрузки, а также существенные силы трения о цилиндр боковой поверхности поршня. Поршень одновременно выполняет функции уплотняющего элемента КШМ (кривошипно-шатунный механизм) и отводит тепло от горячих газов, расположенных в надпоршневом пространстве. Всё это предъявляет к конструкции поршня высокие требования. Поршень должен обладать достаточной жёсткостью и прочностью при минимальной массе, его перемещение в цилиндре должно происходить с минимальным трением, также он должен иметь высокий ресурс и обеспечивать герметичность рабочей полости.

Поршень [рис. 1, а)] включает в себя днище (1), уплотняющую часть (3) и направляющую часть/юбку (4). На внутренней стороне юбки располагается пара массивных приливов – бобышек (8). Бобышки соединяются с днищем посредством рёбер, за счёт чего прочность поршня увеличивается. В бобышках имеются отверстия для монтажа поршневого пальца (10), а в этих отверстиях, в свою очередь, выполнены кольцевые канавки, предназначенные для стопорных колец (11). Головка поршня образована днищем и уплотняющим поясом. На внешних поверхностях юбки и головки проточены канавки (9) и (12) для установки маслосъёмных и компрессионных колец соответственно. Верхняя часть поршня называется уплотнительный пояс, так как расположенные здесь поршневые кольца предназначены для предотвращения прорыва газов через зазоры между цилиндром и поршнем. По окружности канавок (9) и (13) просверлены сквозные отверстия (14), которые служат для отвода масла в картер двигателя.

Рис. 1. Поршень двигателя внутреннего сгорания.

а) – Поршень дизельного двигателя А-41:

1) – Днище поршня;

2) – Камера сгорания;

3) – Уплотняющая часть поршня;

4) – Юбка (направляющая часть) поршня;

5) – Канал в стержне шатуна;

6) – Шатун;

7) – Втулка верхней головки шатуна;

8) – Бобышка поршня;

9) – Канавка для маслосъёмного кольца;

10) – Поршневой палец;

11) – Стопорное кольцо;

12) – Канавки для компрессионных колец;

13) – Кольцевая канавка;

14) – Отверстие для стока масла;

б) – Головки поршней:

1) – Д-21А1, Д-144;

2) – А-41, СМД-60, А-01, двигателей семейства КамАЗ и ЯМЗ;

3) – Д-160, Д-240;

в) – Поршень бензинового двигателя ЗМЗ-53.

Как правило, поршни современных дизельных двигателей изготавливаются с фигурным днищем [рис. 1, б)]. Это даёт возможность придать расположенной в поршне камере сгорания форму, требуемую для качественного смесеобразования, а также сгорания топлива. Поршни с плоским днищем нашли широкое применение не только в карбюраторных двигателях [рис. 1, в)], но и в вихрекамерных и предкамерных дизельных двигателях, что обуславливается их меньшим нагревом в процессе работы и простотой изготовления.

Число устанавливаемых на поршне колец имеет прямую зависимость от частоты вращения коленчатого вала и от типа двигателя. В карбюраторных и дизельных двигателях широкое распространение получили укороченные поршни, имеющие пару компрессионных и одно маслосъёмное кольцо, которые расположены выше поршневого пальца. В случае уменьшения числа компрессионных колец (с трёх до двух) иногда между ними вводится промежуточная канавка на поршне. В процессе выбора оптимальной формы и объёма кольцевой канавки требуется достигнуть аналогичного температурного состояния и уплотняющей способности поршневой группы при двух компрессионных кольцах, как и при трёх.

Юбка является направляющей частью поршня, передающей при его движении боковую силу стенкам цилиндра от шатуна. В процессе нагрева от горячих газов поршень расширяется больше чем цилиндр, который охлаждается воздухом либо жидкостью, вследствие чего велика вероятность его заклинивания. Во избежание этого, и для обеспечения нормальной работы двигателя, диаметр поршня должен быть меньше диаметра цилиндра. Также в процессе работы двигателя большему нагреву подвержена именно головка поршня, поэтому её диаметр делается меньше, чем диаметр юбки, то есть поршень имеет форму усечённого конуса. Разность между осями верхнего и нижнего основания конуса поршней двигателя ЗМЗ-53 составляет 0,013-0,038 мм, а двигателя ЗИЛ-130 – 0,35-0,05 мм.

Тепловая деформация поршня (в радиальном направлении) складывается с деформациями, которые вызваны овализацией поршня при его нагрузке нормальными силами. Поэтому поперечное сечение юбки поршня выполняется овальным таким образом, чтобы большая часть овала совпала с направлением действия нормальной силы, а малая часть – с продольной осью пальца. У основной массы поршней разность между большой и малой осями овальной юбки составляет 0,14-0,52 мм.

Чтобы получить минимальный зазор между стенкой цилиндра и юбкой поршня в холодном состоянии, а также устранить заедание поршня при его нагревании, в некоторых случаях снимают часть металла на наружной поверхности поршня (в зоне расположения бобышек), формируя неглубокие «холодильники» (вырезы прямоугольной формы). Аналогичная цель преследуется при выполнении разрезов на юбке поршней некоторых двигателей [рис. 1, в]. Разрезы придают пружинящие свойства направляющей части поршня и способствуют плотному их прилеганию к стенкам цилиндров в условиях различных температур. Поршни с разрезанной юбкой обладают повышенным трением и применяются только для карбюраторных двигателей с небольшим давлением газов и малым диаметром цилиндра. Данные поршни устанавливаются в цилиндры таким образом, чтобы ослабленная разрезом сторона испытывала воздействие меньшей нормальной силы.

На некоторых двигателях (ЗИЛ, ЯМЗ, ВАЗ) поршни изготавливаются овально-бочкообразного профиля. Данный профиль сложнее в производстве, но он позволяет уменьшить зазор между цилиндром и юбкой, а также исключить кромочный контакт цилиндра и поршня и соответствует лучшему смазыванию поверхностей в процессе центровки поршня подъёмными гидродинамическими силами.

В двигателях СМД-60 и ЗМЗ-53 [рис. 1, в)] удаляется часть юбки под бобышками для облегчения поршня, а также для прохода противовесов коленчатого вала (при нижнем положении поршня).

В качестве материала для изготовления поршней широкое распространение получили сплавы алюминия с кремнием (легируемые присадки медь и никель). Применение для отливки поршня алюминиевого сплава позволяет уменьшить потери на трение, снизить массогабаритные характеристики двигателя, даёт возможность форсировать его по скоростному режиму. Основным недостатком алюминиевого сплава в качестве материала для изготовления поршня является относительно большой коэффициент линейного расширения, величина которого больше чем у чугуна. Вследствие этого поршни из данных сплавов устанавливаются в цилиндры со значительно большим сравнительным зазором. Из-за увеличенных зазоров не только затрудняется пуск двигателя, но и вызываются стуки в процессе работы непрогретого двигателя (и при работе с малыми нагрузками).

Зазор между юбкой поршня и цилиндром находится в пределах 0,05-0,10 мм при овальном профиле юбки либо наличии у неё разреза, и 0,18-0,26 мм, если юбка поршня имеет цилиндрическую форму (без разреза).

В современных автомобильных и тракторных двигателях внутреннего сгорания используются не только литые, но и штампованные поршни, выполненные из алюминиевого сплава. Использование литых поршней с нирезистовой вставкой под первое компрессионное кольцо позволяет повысить (более чем в 2 раза) износостойкость сопряжения поршня с верхним компрессионным кольцом. Данные поршни применяются в двигателях СМЗ, КамАЗ, ЯМЗ, ЗИЛ и прочих. С целью улучшения приработки с цилиндром трущиеся поверхности поршней в некоторых двигателях (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130 и прочих) покрываются тонким слоем (0,004-0,006 мм) олова.

С целью предупреждения возникновения стуков в некоторых двигателях выполняется незначительное смещение оси поршневого пальца относительно оси поршня. Данное смещение оси пальца, как правило, в сторону более нагруженной поверхности поршня приводит к тому, что момент перекладки поршня (от одной стенки цилиндра к другой) не совпадает с моментом резкого возрастания момента сгорания. К примеру, в дизельном двигателе Д-60 смещение оси поршневого пальца относительно оси поршня выполнено на 3 мм в сторону вращения коленчатого вала.

Эффективным способом решения проблемы сохранения подвижности поршня при минимальном зазоре является использование терморегулируемых поршней с принудительным охлаждением.

Терморегулируемые поршни карбюраторных двигателей ВАЗ и прочих имеют ограниченное расширение юбки, которое достигается путём заливки в её тело вставок из материала, имеющего меньший, чем у основного металла поршня, коэффициент расширения. В процессе остывания отливки данного поршня вставками создаётся напряжённое состояние, которое препятствует значительному сокращению диаметра юбки. В процессе нагрева поршня до рабочей температуры вставками наоборот, создаётся ограничение его теплового расширения. В итоге общий диапазон температурного изменения диаметральных размеров поршня, снабжённого вставками, значительно снижается.

В высокофорсированных дизельных двигателях используется принудительное охлаждение поршней посредством опрыскивания маслом внутренней поверхности днища поршня либо организованной циркуляцией масла. Кольцевая полость для циркуляции охлаждающего масла выполняется при отливке поршня посредством введения специальных солевых стержней (растворяются после застывания металла и формируют требуемую полость) либо с помощью соответствующей механической обработки и изготовлением поршня из двух частей (с последующей сваркой половинок).

Чтобы снизить теплонапряжённость алюминиевых поршней применяется нанесение теплоизоляционных керамических покрытий, а также твёрдое анодирование поверхности камеры сгорания в поршне и поверхности днища поршня. Для эффективной защиты камеры сгорания в поршне от формирования термических трещин выполняется армирование её кромки жаропрочным материалом.

17*

Патенты на конструкцию секционного поршневого кольца и заявки на патенты (класс 277/489)

Патенты на конструкцию секционного поршневого кольца (класс 277/489)

Эксцентричное или составное кольцо переменной толщины (класс 277/490)

Профиль поперечного сечения C, l, t, u, v или z (класс 277/491)

• Три или более секций (Класс 277/492)

• Комплект поршневых колец для газотурбинного двигателя

  Номер патента: 11149646

  Резюме: Газотурбинный двигатель имеет секцию сгорания с гильзой, проходящей между передним концом и задним концом. Конструктивный элемент расположен внутри или вокруг, по меньшей мере, части секции сгорания. Кроме того, предусмотрен держатель поршневого кольца, прикрепленный к конструктивному элементу на первом конце и расположенный рядом с задним концом гильзы на втором конце. Держатель поршневого кольца представляет собой биметаллический элемент, включающий первую часть, выполненную из первого материала, и вторую часть, выполненную из второго материала. Коэффициент теплового расширения первого материала отличается от коэффициента теплового расширения второго материала.

  Тип: Грант

  Подано: 2 сентября 2015 г.

  Дата выдачи патента: 19 октября 2021 г.

  Правопреемник: General Electric Company

  Изобретатели: Николас Джон Блум, Майкл Алан Стиг, Брайан Кристофер Таул

• Композиция этилен-акрилового каучука, этилен-акриловый каучук, резино-металлический композит и приклеенное уплотнение поршня

  Номер патента: 10294345

  Реферат: Целью настоящего изобретения является создание композиции этилен-акрилового каучука, обладающей превосходными показателями остаточной деформации при сжатии, а также сшивания при сшивании, даже если в нем не происходит вторичного сшивания. этилен-акриловый каучук, полученный в результате первичного сшивания в композиции, каучуко-металлический композит, образованный соединением этилен-акрилового каучука и металла друг с другом, и связанное поршневое уплотнение, включающее каучуко-металлический композит.

  Тип: Грант

  Подано: 30 апреля 2015 г.

  Дата выдачи патента: 21 мая 2019 г.

  Правопреемник: NOK Corporation

  Изобретатель: Томонори Фурукава

• Композиция этилен-акрилового каучука, этилен-акриловый каучук, резино-металлический композит и приклеенное уплотнение поршня

  Номер патента: 10196497

  Реферат: Целью настоящего изобретения является создание композиции этилен-акрилового каучука, обладающей превосходными показателями остаточной деформации при сжатии, а также сшивания при сшивании, даже если в нем не происходит вторичного сшивания. этилен-акриловый каучук, полученный в результате первичного сшивания в композиции, каучуко-металлический композит, образованный соединением этилен-акрилового каучука и металла друг с другом, и связанное поршневое уплотнение, включающее каучуко-металлический композит.

  Тип: Грант

  Подано: 30 апреля 2015 г.

  Дата выдачи патента: 5 февраля 2019 г.

  Правопреемник: NOK Corporation

  Изобретатель: Томонори Фурукава

• Сальниковая коробка с одинарным уплотнительным кольцом

  Номер патента: 10184563

  Реферат: Уплотнительное устройство для использования в поршневом компрессоре с возвратно-поступательным движением включает первое и второе уплотнительные кольца, зацепленные вдоль соответствующих боковых поверхностей, и первое и второе закрывающие кольца, расположенные вокруг первого и второго уплотнительных колец, например чтобы внешние диаметры первого и второго уплотнительных колец совпадали с внутренними диаметрами первого и второго колец крышки соответственно. Опорное кольцо находится в зацеплении с первым уплотнительным кольцом и первым закрывающим кольцом. Опорное кольцо сцеплено со вторым уплотнительным кольцом и вторым кольцом крышки. В некоторых вариантах осуществления ширина первого уплотнительного кольца меньше ширины второго уплотнительного кольца. В других вариантах осуществления второе уплотнительное кольцо имеет кольцевую канавку, образованную на его внутренней поверхности, при этом канавка расположена непосредственно рядом с первым уплотнительным кольцом. В дополнительных вариантах осуществления уплотнительные кольца изготовлены из ПЭЭК с добавкой наноматериала.

  Тип: Грант

  Подано: 30 ноября 2017 г.

  Дата выдачи патента: 22 января 2019 г.

  Правопреемник: Howden Thomassen Compressors BV

  Изобретатели: Лаврентий Герардус Мария Кооп, Петрус Николаас Дуйневельд

• Устройство блокировки амортизатора автомобиля

  Номер патента: 10077819

  Реферат: Блокирующее устройство для амортизатора автомобиля включает в себя первый блокирующий элемент, который имеет открытое в радиальном направлении отверстие для вставки для крепления штока поршня. амортизатора, и который имеет сосуд. Второй блокирующий элемент может быть размещен с геометрическим замыканием в гнезде первого блокирующего элемента в осевом и радиальном направлениях, чтобы таким образом закрыть отверстие для вставки в радиальном направлении, удерживая его в первом блокирующем элементе.

  Тип: Грант

  Подано: 3 февраля 2017 г.

  Дата выдачи патента: 18 сентября 2018 г.

  Правопреемник: Audi AG

  Изобретатель: Александр Вегеле

• Расположение уплотнения

  Номер патента: 8985588

  Реферат: Уплотнительная система (1) для поршневых компрессоров содержит опору деформируемого кольца (2) и первое и второе бесконечные уплотнительные кольца (3a, 3b), причем опора кольца ( 2) имеет продольную ось (L), которая проходит перпендикулярно его окружному направлению, и при этом кольцевая опора (2) имеет зазор (2i) с зазором в его окружном направлении, и при этом каждое уплотнительное кольцо (3a, 3b) имеет продольную ось (3с, 3d), которая проходит перпендикулярно ее окружному направлению, и при этом уплотнительные кольца (3а, 3b) расположены таким образом, что кольцевая опора (2) охватывает их снаружи, и при этом два уплотнительных кольца (3а, 3b) расположены рядом друг с другом в направлении протяженности продольной оси (L), и при этом опора кольца (2) и уплотнительные кольца (3а, 3b) предназначены для приспособления друг к другу таким образом, чтобы первая пломба кольцо (3а) упирается одной стороной в первую боковую стенку (2d) кольцевой опоры (2) и образует первый зазор

  Тип: Грант

  Подано: 31 августа 2011 г.

  Дата выдачи патента: 24 марта 2015 г.

  Правопреемник: Burckhardt Compression AG

  Изобретатель: Норберт Фейстель

• УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОРШНЯ

  Номер публикации: 20150035234

  Реферат: Уплотнительное устройство (1) для поршня (2), неподвижная юбка (5) которого перемещается в цилиндре (8), включает скользящую юбку (6), пересекаемую в осевом направлении канал передачи давления (10) и соединен с неподвижной юбкой (5) механическим межюбочным соединением (7), а расширяемый непрерывный сегмент (9) герметично помещается между юбками (5, 6) и может соприкасаться с цилиндром (8), когда его внутренняя поверхность цилиндрического сегмента (12) подвергается давлению жидкости (36) через передачу давления канал (10), пружина скользящей юбки (16), стремящаяся сблизить юбки (5, 6) и сжать в осевом направлении растяжимый сплошной сегмент (9) между юбками (5, 6).

  Тип: Приложение

  Файл: 23 июля 2014 г.

  Дата публикации: 5 февраля 2015 г.

  Изобретатель: Вианни РАБХИ

• КОМБИНИРОВАННОЕ МАСЛЯНОЕ КОЛЬЦО

  Номер публикации: 20140062030

  Реферат: Комбинированное маслосъемное кольцо, уменьшающее отложения между боковыми направляющими, и распорный расширитель между ними. Распорный расширитель включает в себя: верхние и нижние детали, которые расположены попеременно в окружном направлении, чтобы быть разнесенными в осевом направлении и в окружном направлении; соединительные детали, которые соответственно соединяют соседние верхнюю и нижнюю детали; и ушные части, которые возвышаются во внутренней периферийной концевой части верхней и нижней частей и толкают боковые направляющие. По меньшей мере одна из верхней поверхности каждой верхней детали и нижней поверхности каждой нижней детали имеет канавку, выполненную на ней. Части уха имеют сквозное отверстие, с которым сообщается канавка, и расстояние в осевом направлении между верхней или нижней поверхностью каждой части уха в верхней ее части и самой глубокой частью канавки составляет не менее 0,22 мм.

  Тип: Заявка

  Подано: 28 августа 2013 г.

  Дата публикации: 6 марта 2014 г.

  Заявитель: NIPPON PISTON RING CO., LTD

  Изобретатели: Хидеши ХИТОСУГИ, Кендзи АРАИ, Казутомо ТАКАХАСИ

• МНОГОЭТАЖНОЕ МАСЛЯНОЕ КОЛЬЦО

  Номер публикации: 20140021686

  Реферат: Предусмотрено многокомпонентное маслосъемное кольцо, в котором даже после длительной работы двигателя предотвращается налипание и отложение масляных шламов, не происходит прилипания деталей, и может поддерживаться функция контроля высокого уровня масла. Маслосъемное кольцо, состоящее из нескольких частей, включает в себя распорный расширитель и пару верхних и нижних боковых направляющих, поддерживаемых распорным расширителем. Для достижения указанных выше признаков по крайней мере боковые грани боковых реек, обращенные к распорному расширителю, покрыты фторсодержащим покрытием, а распорный расширитель — металлическим покрытием. Угол контакта (?1) смазочного масла на парафиновой основе с участками боковых направляющих при 150°С, покрытыми фторсодержащим покрытием, составляет 50° и более, а угол контакта (?2 ) смазочного масла на парафиновой основе с частью разделительного расширителя при 150°С, которая покрыта металлическим покрытием, составляет от 10 до 50°. Разница между ?1 и ?2 (?1-?2) составляет 30° и более.

  Тип: Заявка

  Подано: 29 марта 2012 г.

  Дата публикации: 23 января 2014 г.

  Заявитель: Кабусики Кайша Рикен

  Изобретатели: Дзюнъити Такахаси, Такаши Оно, Гё Мурамацу, Такаюки Итикава

• КОЛЬЦО КОМПРЕССОРНОЕ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ

  Номер публикации: 20140000549

  Реферат: Раскрыто компрессионное кольцо для двигателя. Компрессионное кольцо может иметь цилиндрический корпус, имеющий наружную поверхность, и центральное отверстие, образованное внутри цилиндрического корпуса и концентрическое с наружной поверхностью цилиндрического корпуса. Цилиндрическое тело может иметь радиальный размер от центрального отверстия до наружной поверхности, который приблизительно в 1,1-1,3 раза превышает осевой размер цилиндрического тела.

  Тип: Заявка

  Подано: 29 июня 2012 г.

  Дата публикации: 2 января 2014 г.

  Изобретатели: Фрэнк Мэтью Грачик, Аарон Гамаш Фоге, Фархан Ферозали Девани, Эдвард Джон Крайер, Дэвид Эдвард Баррелл Стоун

• Клапанная вставка

  Номер патента: 77

  Реферат: Клапанная вставка с кольцом из упругого материала. Кольцо имеет форму, которая определяется вращением неправильного многоугольника вокруг центральной оси. Наложение четырехугольника и окружности образует неправильный многоугольник.

  Тип: Грант

  Подано: 1 декабря 2009 г.

  Дата выдачи патента: 22 марта 2011 г.

  Изобретатель: Бертон Л. Викарс

• УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ КОЛОННЫ

  Номер публикации: 20100230340

  Реферат: Настоящее изобретение относится к уплотнительному узлу для использования в хроматографических колонках и к способам образования уплотнения в таких колонках. Узел содержит уплотнительный элемент, состоящий из материала с низким коэффициентом трения, и взаимодействующий с ним отдельный упругий элемент. Предусмотренное уплотнение стабильно в диапазоне температур от +2°C до +30°C.

  Тип: Заявка

  Подано: 26 сентября 2008 г.

  Дата публикации: 16 сентября 2010 г.

  Заявитель: GE HEALTHCARE BIO-SCIENCES AB

  Изобретатели: Яцек Белавски, Эрик Хаммарстранд, Томас Агрен

• Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с маслосъемным кольцом

  Номер патента: 7735834

  Реферат: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с узлом уплотнения, расположенным между поршнем и рабочей поверхностью. Уплотнение смазывает и предотвращает выход продуктов сгорания. Первый элемент, обеспечивающий газонепроницаемость, размещен в утопленной части рабочей поверхности. Второй элемент, обеспечивающий маслонепроницаемость, частично заделан в первый элемент. Смещающий элемент прижимает второй элемент к первому элементу, так что второй и третий элементы по меньшей мере частично удерживаются внутри первого элемента.

  Тип: Грант

  Подано: 7 декабря 2005 г.

  Дата выдачи патента: 15 июня 2010 г.

  Правопреемник: FEV Engine Technology, Inc.

  Изобретатель: Питер Хофбауэр

• ПРИКЛАДНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ПОРШНЯ

  Номер публикации: 200

  972

  Реферат: Склеенное поршневое кольцо, состоящее из металлического кольца и каучукового эластомерного уплотнения, связанного с ним вулканизацией, за исключением места скольжения, по которому скользит сопряженный уплотнительный элемент, где каучукообразный эластомер уплотнение частично связано с металлическим кольцом через клейкий слой, при этом клейкие слои содержат (а) нижний слой клея, содержащий фенольную смолу и эпоксидную смолу, и (b) верхний слой клея, содержащий фенольную смолу, галогенированный полимер , и оксид металла. Не только выдающаяся начальная клейкость, но также и выдающаяся водостойкость могут быть получены путем обеспечения (а) нижнего клеевого слоя из вышеупомянутых компонентов и (b) верхнего клеевого слоя из вышеупомянутых компонентов.

  Тип: Заявка

  Подано: 8 августа 2007 г.

  Дата публикации: 19 ноября 2009 г.

  Заявитель: NOK CORPORATION

  Изобретатели: Томоаки Нисимура, Ёсиюки Канзаки, Киёфуми Фукасава, Кацуми Абэ

• Комбинация маслосъемного кольца/газового уплотнения в сборе

  Номер патента: 6959930

  Реферат: Узел колец, включающий первое маслосъемное кольцо, центральное маслосъемное кольцо и кольцо газового уплотнения, приспособленный для размещения в одной канавке сальниковой манжеты, которая может быть стационарно установленный над и вокруг возвратно-поступательного штока поршня газового компрессора. Функция узла состоит в том, чтобы соскребать смазочное масло со штока поршня для возврата на одну сторону манжеты и обеспечивать уплотнение от утечки газа с противоположной стороны манжеты как вдоль штока поршня под уплотнительным кольцом, так и между уплотнительное кольцо и противоположные стороны центрального кольца и канавки для предотвращения смешивания газа с маслом и утечки газа из компрессора. Центральное кольцо имеет коническую часть внешней периферийной поверхности. Кольцевой боковой нагружающий элемент, который может представлять собой стягивающую пружину, установлен со сжатием вокруг центрального кольца, чтобы упираться в коническую часть поверхности и в примыкающую сторону первого кольца.

  Тип: Грант

  Подано: 15 мая 2003 г.

  Дата патента: 1 ноября 2005 г.

  Правопреемник: Delaware Capital Formation, Inc.

  Изобретатели: Майкл Х. Вуд, Эрнест Б. Маккарди

• Уплотнительное устройство компрессионного кольца с контролем торцевого зазора и способ его изготовления

  Номер патента: 6712363

  Реферат: Способ уплотнения и способ, в соответствии с которым первое и второе кольца снабжены разъемными концами, а дугообразная кромка проходит от одной концевой части каждого кольца и в осевом направлении. направлении относительно кольца и выступает наружу от поверхности кольца. Кольца расположены в зацеплении со второй частью кромки первого кольца, проходящей внутри и на близком расстоянии от соответствующей внутренней поверхности второго кольца; и при этом вторая часть каждой кромки второго кольца проходит внутри и на близком расстоянии от соответствующей внутренней поверхности первого кольца.

  Тип: Грант

  Подано: 8 января 2002 г.

  Дата патента: 30 марта 2004 г.

  Правопреемник: Компания Dresser-Rand

  Изобретатели: Роберт А. Беннитт, Ларри А. Шнаутц

• Комбинация уплотнительных колец

  Номер патента: 6439578

  Реферат: Два аксиально прилегающих отдельных кольца (4, 5), расположенных в общей выемке корпуса (3) на проходе (6) компонента (2), подлежащего уплотнению, каждое из которых состоит из нескольких кольцевых сегментов (4′, 5′), прижатых к компоненту (2) и уплотняемых общей периферийной пружиной (8). Кольцо крышки (4), обращенное к герметизируемой стороне (6), радиально разделено и разгружено от давления радиальными канавками (7) на входной стороне. Собственно уплотнительное кольцо (5) разделено по существу тангенциальными участками. Для уменьшения износа и теплопередачи кольцо крышки (4) имеет кольцевой несущий буртик (9).) на стороне, обращенной к уплотнительному кольцу (5), на которой сидит уплотнительное кольцо (5) с окружной периферийной поверхностью (10) выкручивающейся части (11). Кроме того, давление на защитное кольцо (4) в значительной степени снимается внутренней периферийной канавкой (12), расположенной на стороне несущего заплечика (9) и контактирующей со стороной нагнетания (6).

  Тип: Грант

  Подано: 3 ноября 2000 г.

  Дата патента: 27 августа 2002 г.

  Правопреемник: Hoerbiger Ventilwerke GmbH

  Изобретатель: Кристофер Дэвид Рэдклифф

• Уплотнительную ленту

  Номер патента: 6428010

  Реферат: Уплотнительная лента предназначена для герметизации пространства между двумя частями машины, например роторного двигателя. Две части образуют канавку для приема уплотнительной ленты. Уплотнительная полоса включает наполнитель, по меньшей мере один пружинный элемент, по меньшей мере один уплотнительный элемент и разделительный элемент. Наполнитель разделен на две части наполнителя в продольном направлении. Части наполнителя способны к независимому продольному перемещению относительно друг друга. Между частями наполнителя расположен пружинный элемент для предварительной загрузки наполнителя в канавку. Каждое уплотнительное тело выполнено в форме рамы, окружающей конец наполнителя. Разделительный элемент расположен между частями наполнителя для разделения частей наполнителя и проходит в продольном направлении от конца разделенного элемента наполнителя по меньшей мере до точки, где уплотняющий элемент окружает разделенный элемент наполнителя.

  Тип: Грант

  Подано: 28 июля 2000 г.

  Дата патента: 6 августа 2002 г.

  Правопреемник: Mannesmann Sachs AG

  Изобретатели: Андреас Фёрстер, Штефан Шиффлер

• Маслосъемное кольцо

  Номер патента: 6419234

  Реферат: Настоящее изобретение относится к масляному уплотнительному кольцу, особенно к тому, которое используется в поршне двигателя внутреннего сгорания или компрессора. Это масляное уплотнительное кольцо содержит базовое кольцо (2) с разрезом. Эластичное кольцо (3) расположено на внутренней периферийной поверхности базового кольца. Радиально направленный наружу кольцевой фланец (18) предусмотрен на внешней периферийной поверхности базового кольца. Выступающая в осевом направлении вверх кольцевая часть (19) предусмотрен в области за внешней периферийной поверхностью выступающей части (19). Разрезы указанного дискового кольца (1) и указанного базового кольца (2) соответственно смещены относительно друг друга. Это масляное уплотнительное кольцо может эффективно предотвратить утечку масла и газа.

  Тип: Грант

  Подано: 19 июня 1999 г.

  Дата патента: 16 июля 2002 г.

  Изобретатель: Сюмин Ю

• Уплотнительное кольцо

  Номер патента: 6378875

  Реферат: Изобретение относится к уплотнительному кольцу для уплотнения штока поршня поршневого компрессора. Уплотнительное кольцо содержит три сегмента, при этом сегменты имеют части, проходящие в периферийном направлении уплотнительного кольца, которые образуют соединение внахлестку. Соединение внахлест обеспечивает отличный эффект уплотнения в осевом направлении.

  Тип: Грант

  Подано: 12 декабря 1997 г.

  Дата патента: 30 апреля 2002 г.

  Правопреемник: Maschinenfabrik Sulzer-Burckhardt AG

  Изобретатель: Норберт Фейстель

• Сальниковое уплотнение, имеющее не менее двух смежных в осевом направлении сегментных колец

  Номер патента: 6193236

  Реферат: Предусмотрено сальниковое уплотнение, которое предназначено, в частности, для поршневых двигателей и которое может быть помещено в окружную канавку поршня такого поршневого двигателя. Сальниковое уплотнение содержит первое сегментное кольцо (1), которое имеет по меньшей мере два уплотнительных сегмента (3) и стопорные сегменты (4), расположенные между ними в чередующемся порядке. Эти стопорные сегменты (4) и уплотнительные сегменты (3) сужаются клиновидно в противоположных направлениях радиально внутрь и наружу соответственно. Кроме того, сальниковое уплотнение включает по меньшей мере одно дополнительное или второе сегментное кольцо (20), которое также имеет по меньшей мере два уплотнительных сегмента (23) и стопорные сегменты (24), расположенные между ними в чередующемся порядке. Уплотнительные сегменты (23) и стопорные сегменты (24) в этом случае сужаются радиально внутрь. Блокирующие сегменты (24) проходят по большей площади дуги, чем уплотнительные сегменты (23).

  Тип: Грант

  Подано: 1 февраля 1999 г.

  Дата патента: 27 февраля 2001 г.

  Изобретатель: Ханс Хелпап

• Расположение уплотнения

  Номер патента: 6105970

  Реферат: Уплотнительное устройство для создания уплотнения между двумя элементами машины, такими как шток или поршень, совершающими осевое движение внутри корпуса. Уплотнение штока или поршня расположено в канавке второго элемента машины, которым обычно является корпус штока или поршня. Канавка открыта в направлении первого элемента машины и содержит уплотнительное кольцо и кольцо предварительного напряжения из эластомерного материала. Уплотнительное кольцо имеет по существу Т-образное поперечное сечение и касается поверхности первого уплотняемого элемента машины с уплотняющей поверхностью его радиального гребня, образуя уплотнение. Кольцо предварительного напряжения расположено между основанием канавки и осевым гребнем уплотнительного кольца под действием упругого предварительного напряжения. Переход от граней радиального гребня к уплотнительной поверхности закруглен.

  Тип: Грант

  Подано: 28 августа 1998 г.

  Дата патента: 22 августа 2000 г.

  Правопреемник: Фирма Carl Freudenberg

  Изобретатели: Уве Зигрист, Отмар Браун

• Уплотнительное кольцо диска

  Номер патента: 6045135

  Реферат: Диск уплотнительный для уплотнения штока поршня с круглым поперечным сечением. Диск уплотнительного кольца включает кольцеобразную часть уплотнения с секторным вырезом, а также запорную часть, основная часть которой совмещена с вырезом таким образом, что основная часть, выступающая в периферийном направлении Уплотнительная часть может быть вставлена ​​в вырез, чтобы собрать две части в один уплотнительный кольцевой диск.

  Тип: Грант

  Подано: 11 декабря 1997 г.

  Дата патента: 4 апреля 2000 г.

  Правопреемник: Maschinenfabrik Sulzer-Burkhardt AG

  Изобретатель: Норберт Фейстель

[PDF] 2.46 Поршень/цилиндр с площадью поперечного сечения 0,01 м3 имеет номер

2. 46 Поршень/цилиндр с площадью поперечного сечения 0,01 м3 имеет массу 100 кг, опираясь на упоры, как показано на рисунке. При внешнем атмосферном давлении 100 кПа какое давление воды должно быть, чтобы поршень поднялся?

Дано: P0 = 100 кПа, поршень = 100 кг, поршень = 0,01 м2. Найти: Давление воды, необходимое для подъема поршня. Допущения: Трение между поршнем и цилиндром пренебрежимо мало. Площадь остановок незначительна. Все параметры известны с точностью до трех значащих цифр. Решение: просуммируйте силы, действующие на поршень. Σf = 0 = Pвода апоршень — P0 апоршень — пл поршень g мпоршень g Pвода = P0 + апоршень N (100 кг) 90,81 кг Pвода = 100 кПа + 0,01 м2 Pвода = 100 кПа + 98100 Па Pвода = 198 кПа

1

2,47 5-килограммовое пушечное ядро ​​действует как поршень в цилиндре диаметром 0,15 м. При сгорании пороха в газе за шариком создается давление 7 МПа. Каково ускорение шара, если цилиндр (пушка) направлен горизонтально? Дано: Давление внутри пушки P = 7 МПа. Диаметр пушки D = 0,15 м. Масса пушечного ядра, mball = 5 кг. Найти: ускорение пушечного ядра, если пушка расположена горизонтально. Предположения: незначительное трение между пушечным ядром и пушкой. Все параметры известны с точностью до трех значащих цифр. Решение: Суммируйте силы. Σf = ma Pcannon Acannon − Patmosphere Acannon = mпушечное ядро ​​пушечное ядро ​​пушечное ядро ​​= пушечное ядро ​​пушечное ядро ​​пушечное ядро ​​

2

(PCAnnon — Patmosphere) Acannon Mcannonball

(Pcannon — Patmosphere) πd 4 = Mcannonball

2

M) (7,00 МПа — 101 кПа) π (0,15 4 = 5,00 кг (6,9 МПа) 0,017777 мг. = 5,00 кг м = 2,44 × 104 с

2

2,71 U-образный манометр, заполненный водой (плотность = 1000 кг/м3), показывает перепад высот 25 см. Чему равно манометрическое давление? под углом 30° к горизонту, как показано на рисунке, какой должна быть длина колонны в наклонной трубе относительно U-образной трубы?0003

Дано: Разность высот манометра, h = 25 см. Найти: Манометрическое давление. Длина титульного столба воды. Допущения: Решение: ∆P = ρg∆z кг N ∆P = 1000 3 9,81 0,25 м м кг ∆P = 2450 Па = 2,45 кПа

Используйте тригонометрию, чтобы найти L. sin (θ) =

ч ч 0,25 м ⇒L= (θ) = = 0,500 м L sin 0,5

3

2,88 Два цилиндра соединены поршнем, как показано на рисунке. Цилиндр А используется в качестве гидроподъемника и накачивается до 500 кПа. Поршень имеет массу 25 кг и имеет стандартную гравитацию. Каково давление газа в цилиндре В?

Дано: Давление в А, Па = 500 кПа. Атмосферное давление, P0 = 100 кПа. Диаметр в точке А, DA = 100 мм. Диаметр в точке B, DB = 25 мм. Масса поршня, тр = 25 кг. Найти: Давление в B Допущения: Трение между поршнем и цилиндрами пренебрежимо мало. Решение: Суммируем силы Σf = 0 = PA AA − PB AB − P0 (AA − AB ) − mp g PB = [PA AA − P0 (AA − AB ) − mp g] /AB 2 AA = πDA /4 = π (0,100 м)2 /4 = 7,85 × 10–3 м2 2

2 AB = πDB /4 = π (0,025 м) /4 = 4,91 × 10–5 м2

AA − AB = 7,36 × 10–3 м2 Н/4,91 × 10–5 м2 PB = (500 кПа) 7,85 × 10–3 м2 − (100 кПа) 7,36 × 10−3 м2 − (25 кг) 9,81 кг

PB = 6,00 МПа

4

вода в каждом из следующих состояний является сжатой жидкостью, перегретым паром или смесью насыщенной жидкости и пара: а. 10 МПа, 0,003 м3/кг б. 1 МПа, 190°С в. 200 ◦ C, 0,1 м3/кг d. 10 кПа, 10 ◦ C Решение: а. 10 МПа, 0,003 м3/кг 3 м3 Из таблицы Б.1.2 при Р=10000 кПа vf = 0,001452 м·кг, vg = 0,01803 кг. Заданный удельный объем находится между vf и vg, поэтому смесь является насыщенной. б. 1 МПа, 190◦ C Из таблицы Б.1.2 при P=1000 кПа Tt extsat = 179,91 ◦C. Данная температура выше температуры насыщения, поэтому состояние является перегретым. 3

3

м в. 200°С, 0,1 м3/кг Из таблицы Б.1.1 при Р=200°С vf = 0,001156 м·кг, vg = 0,12736 кг. Заданный удельный объем находится между vf и vg, поэтому смесь является насыщенной.

д. 10 кПа, 10 ◦ C из таблицы Б.1.2 при P = 10 кПа Tt extsat = 45,81 ◦ C. Данная температура ниже температуры насыщения, поэтому состояние представляет собой сжатую (или переохлажденную) жидкость.

5

3.28 Для воды с давлением 100 кПа и качеством 10% найдите объемную долю пара. Дано: Давление = 100 кПа, x = 0,1 Найдите: Объемная доля пара, VVv Решение: Есть много способов решить эту задачу. .. вот один из них… Сначала немного алгебры, V = mv Vv = mv vg Vl = ml vf v = xvg + (1 − x)vf mv vg mv vg Vv = = V mv m v Теперь найдите нужные значения в таблице B.1.2 и выполните вычисления. vf = 0,001043 vg = 1,694

м3 кг

м3 кг

м3 м3 м3 + (0,9) 0,001043 = 0,170 кг кг кг ! м3 1,694 кг mv vg Vv = 0,994 ⇒ 99,4% = = (0,1) 3 Vl m v 0,170 м кг v = (0,1) 1,694

6

3,43 Температура воды при 120 ◦ C с качеством 25 % повышается на 20 ◦ C в процессе постоянного объема. Что такое новое качество и давление. Дано: Исходное состояние воды (T1 = 120 ◦ C, x = 0,25). Конечная температура T2 = 140 ◦ C. Постоянный объем V2 = V1. Найти: конечное качество и давление. Предположения: масса не входит и не выходит из системы. Решение: Определить состояния: Состояние 1 Состояние 2 T1 = 120 ◦ C T2 = 140 ◦ C x1 = 0,25 v2 = v1 Рассчитайте начальный объем. v1 = (x) vg + (1 − x) vf ⇐ Найдите vf и vg в таблице B.1.1 при T=120◦ C. = (0,25) 0,89186 = 0,2238

м3 м3 + (0,75) 0,001060 кг кг

м3 ⇐ Это тоже v2 кг 3

3

м кг . v2 находится между vf и vg, поэтому состояние 2 является насыщенной смесью.

P2 = PSAT | T = 140 ° C = 361KPA 3

3

M 0,2238 M V2 — VF кг — 0,001080 кг = 0,438 x2 = 3 м3 VG — VF 0,50885 м. 3.47 Температура воды при 200 кПа с качеством %25 повышается на 20°С в процессе постоянного давления. Каково новое качество и объем? Дано: задано начальное состояние, P1 = 200 кПа, x = 0,25. Давление не меняется, P2 = 200 кПа. Температура увеличивается, T2 = T1 + 20 ◦ C. Допущения: Масса не входит и не выходит из системы. Задайте состояния: Состояние 1 Состояние 2 P1 = 200 кПа P2 = 200 кПа x1 = 0,25 T2 = T1 + 20°C Определите конечную температуру. T1 = Tsat |P = 200 кПа = 120,2°C T2 = 140,2°C

T2 больше температуры насыщения при 200 кПа, поэтому конечным состоянием является перегрев. Качество не определено для перегретого пара (x = N/A). Используйте таблицу B.1.3 с P = 200 кПа, чтобы найти окончательный удельный объем. 3 P=200 кПа T(◦ C) v( м кг) A 120,23 0,88573 B 150 0,95964 v — vA T — TA = vB — vA TB — TA T — TA v= (vB — vA ) + vA TB — TA 140,2 ◦C − 120,23◦C м3 м3 м3 v= 0,95964 + 0,88573 − 0,88573 ◦ ◦ 150 C − 120,23 C кг кг кг 3 м v = 0,935 кг

8

0001

Стенограмма видео

Емкость с водой имеет площадь поперечного сечения 0,100 м кв. поршень сидит сверху вода, как показано. Имеется излив, расположенный на 0,150 метров от дна резервуара, открытого в атмосферу. И поток воды выходит из носик. Площадь поперечного сечения носик равен 7,00 умножить на 10 с точностью до минус четверти метра в квадрате. Какова скорость воды как выходит из носика? На каком расстоянии от носика вода попала на пол? Не обращайте внимания на все трения и диссипативные силы.

Мы можем вызвать скорость вода, когда она выходит из носика 𝑣 под два. И расстояние от носика вода попадает на пол, мы пометим 𝑑. Поскольку в этом примере используется течет жидкость, и все силы трения и диссипативных сил игнорируются, что означает это возможность применить уравнение Бернулли.

Это отношение говорит нам, что давление плюс половина плотности жидкости, умноженная на ее скорость в квадрате плюс ее плотность, умноженная на 𝑔, умноженная на его высоту ℎ, постоянна в любой точке нашего жидкостная система.

Глядя на нашу диаграмму, мы хочу выбрать две точки, к которым нужно применить уравнение Бернулли. Мы выберем пункт номер один, чтобы быть в месте прямо под нашим поршнем. И пункт номер два правильный на выходе из нашей розетки.

Применение уравнения Бернулли в нашем сценарии мы пишем, что 𝑝 один плюс половина 𝜌 𝑣 один в квадрате плюс 𝜌𝑔 раз ℎ один равен 𝑝 два плюс половина 𝜌 𝑣 два в квадрате плюс 𝜌𝑔 ℎ два. Мы будем лечить 𝑔, ускорение свободного падения, так как ровно 90,8 метра в секунду в квадрате.

Глядя на это длинное выражения, давайте посмотрим, есть ли какие-либо термины, которые мы можем исключить. В первом случае скорость нашего жидкость нулевая. В движении не будет. Итак, половина 𝜌 раз 𝑣 один квадрат обращается в ноль. Мы также можем немного сжать упрощая наши 𝜌𝑔 ℎ один и 𝜌𝑔 ℎ два термина. Если мы вычтем 𝜌𝑔 ℎ два из с каждой стороны, то мы можем объединить наши 𝜌 умноженные на 𝑔 термины.

Так как мы хотим найти 𝑣 во-вторых, скорость воды, когда она выходит из носика, мы можем сделать это алгебраически в настоящее время. Когда мы это сделаем, мы обнаружим, что 𝑣 два это квадратный корень из двух, умноженный на 𝜌 количества 𝑝 один минус 𝑝 два плюс 𝜌 умножить на 𝑔 количество ℎ один минус ℎ два.

В постановке задачи мы сказал, что 𝜌 равно 1000 килограммов на кубический метр. Но мы хотим решить для 𝑝 один минус 𝑝 два и ℎ один минус ℎ два. Если рассматривать давление мы знаем, что 𝑝 одно состоит из двух давлений. Давление из-за атмосфера плюс давление поршня составляют 𝑝 единицу.

С другой стороны, 𝑝 два, который, как нам говорят, подвергается воздействию атмосферы, состоит исключительно из атмосферных давление. Это означает, что 𝑝 один минус 𝑝 два равно атмосферному давлению плюс давление из-за поршня минус одинаковая величина атмосферного давления. Так что этот термин отменяется. Тогда какое давление из-за поршня?

Если вспомнить, что давление равно силе на площади, мы знаем, что давление, создаваемое поршнем, будет давление, создаваемое силой тяжести, деленное на площадь поперечного сечения нашего цилиндра. Та область, о которой нам говорят в постановка задачи 0,100 метра в квадрате, мы можем назвать 𝐴 единицей. Таким образом, давление из-за поршень и, следовательно, 𝑝 один минус 𝑝 два равно массе поршня, заданной как 20,0 кг, умножить на 𝑔 и разделить на 𝐴 единицу. Подставляем это выражение для 𝑝 один минус 𝑝 два в нашем выражении для 𝑣 два.

И теперь мы ищем решения для ℎ один минус ℎ два. Потому что нам дана высота в этих двух точках, которые мы выбрали, 0,500 м и 0,150 м, ℎ один минус ℎ два — это просто разница между ними, или 0,350 метра. Подключаем это к нашему выражение для 𝑣 two, теперь мы готовы вставить значения для нашего другого переменные.

Когда мы подключаемся к 𝜌, 𝑚, 𝑔, 𝐴 один, а ℎ один минус два и вводим эти значения в наш калькулятор, находим что 𝑣 два составляет 3,28 метра в секунду. Это скорость, с которой вода выходит из носика. Тогда, если мы назовем 𝑑 горизонтальное расстояние, которое проходит вода, прежде чем она упадет на землю, т. что мы хотим решить дальше.

Мы знали, что вода падает, его скорость в горизонтальном направлении, равная 𝑣 двум, будет постоянной над его спуском. Это означает, что если мы можем решить для время, за которое вода падает из носика на землю, когда мы умножаем это время на 𝑣 два, что даст нам 𝑑. Мы не можем решить для в этот раз, используя движение в горизонтальном направлении. Но мы можем решить это, используя движение по вертикали.

Поскольку ускорение вода после того, как она выходит из носика, постоянна, это означает, что кинематические уравнения движения описать, как оно движется. В частности, мы можем использовать кинематическое уравнение, в котором говорится, что расстояние равно начальной скорости, умноженной на время плюс половина 𝑎 умноженное на время в квадрате.

В нашем случае мы можем написать, что ℎ два, высота носика, равна половине 𝑔, умноженной на 𝑡 в квадрате. У нас нет начальной скорости потому что изначально наша скорость в вертикальном направлении равна нулю.

Перестановка для решения для 𝑡, мы см., что это равно квадратному корню из двух ℎ два на 𝑔. Подключаем эти значения и введя это выражение в наш калькулятор, время 𝑡, необходимое для время падения воды из носика на землю составляет примерно 0,175 секунды. Напоминая, что для постоянного скорость, пройденное расстояние равно скорости, умноженной на время, мы можем написать, что 𝑑 равно на 𝑣 два раза 𝑡. Подставляя эти значения, когда мы вычисляем 𝑑, мы обнаруживаем, что с точностью до трех значащих цифр это 0,574 метров. Вот как далеко от конца из носика вода достигает земли.

Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости Калькулятор

AU

909. of LengthAlnAngstromArpentAstronomical UnitAttometerBarleycornBillion Light YearBohr RadiusCable (International)Cable (UK)Cable (US)CaliberCentimeterChainCubit (Greek)Cubit (UK)DecameterDecimeterEarth-Moon DistanceEarth’s Distance from SunEarth’s Equatorial RadiusEarth’s Polar RadiusElectron Radius (Classical)EllExameterFamnFathomFemtometerFermiFinger (Cloth)FingerbreadthFootFoot (US Survey)FurlongGigameterHandHandbreadthHectometerInchKenKilometerKiloparsecKiloyardLeagueLeague (Statute)Light YearLinkLong CubitLong ReedMegameterMegaparsecMeterMicroinchMicrometerMicronMilMileMile (Roman)Mile (US Survey)MillimeterMillion Light YearNail (Cloth)NanometerNautical League (int)Nautical League UKNautical Mile (International)Nautical Mile (UK)ParsecPerchPetameterPicaPicometerPlanck LengthPointPoleQuarterReedRodRoman ActusRopeRussian ArchinSpan (Cloth)Sun’s RadiusTerameterTwipVara CastellanaVara ConuqueraVara De TareaYardYoctometerYottameterZeptometerZettameter

✖Объем всасываемой жидкости – это количество всасываемой жидкости.ⓘ Объем всасываемой жидкости [V] в часакр-фут в годбаррель (США) в деньбаррель в часбаррель в минутубаррель в секундусантиметр³ в деньсантиметр³ в чассантиметр³ в минутусантиметр³ в секундукубический метр в часкубический метр в минутукубический миллиметр в минутукубический миллиметр в секундуфут³ в часфут³ в минутуфут³ в секундугаллон (Великобритания на секунду) галлон (Великобритания на секунду) ) в часГаллон (Великобритания) в минутуГаллон (Великобритания) в секундуГаллон (США) в деньГаллон (США) в часГаллон (США) в минутуГаллон (США) в секундуСто кубических футов в часСто кубических футов в минутуСотни футов³ в деньдюйм³ в часдюйм³ в минутудюйм³ в час СекундыКилобаррель в суткиЛитр в суткиЛитр в часЛитр в минутуЛитр в секундуМетр³ в суткиМетр³ в секундуМиллилитр в суткиMillili тер в часМиллилитр в минутуМиллилитр в секундуУнция в часУнция в минутуУнция в секундуУнция(Великобритания) в часУнция(Великобритания) в минутуУнция(Великобритания) в секундуФунт в деньФунт в часЯрд³ в часЯрд³ в минутуЯрд³ в секунду

+10 % -10 %

✖Длина хода – это диапазон перемещения поршня. ⓘ Длина хода [L]

+10% -10%

✖Площадь поршня – это значение площади поршня в поршневом насосе. ⓘ Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости [A p ]

AcreAcre (US Survey)AreArpentBarnCarreauCircular InchCircular MilCuerdaDecareDunamElectron Cross SectionHectareHomesteadMile (Roman)²Mile (Statute)²MuPingPlazaPyongRoodSabinSectionSquare AngstromSquare CentimeterSquare ChainSquare DecameterSquare DecimeterSquare FootSquare Foot (US Survey)Square HectometerSquare InchSquare KilometerSquare MeterSquare MicrometerSquare MilSquare MileSquare Mile (US Survey)Square MillimeterSquare NanometerSquare PerchSquare PoleSquare RodSquare Rod ( Исследование США) Square YardStremmaTownshipVaras Castellanas CuadVaras Conuqueras Cuad

⎘ Копировать

👎

Формула

Перезагрузить

👍

Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости Раствор

ШАГ 0: Сводка предварительного расчета

ШАГ 1: Преобразование входных данных в базовую единицу

Объем всасываемой жидкости: 10 м³ в секунду —> 10 м³ в секунду Преобразование не требуется
Длина хода: 0,5 метра —> 0,5 метра Преобразование не требуется

ШАГ 2: Вычисление формулы

ШАГ 3: Преобразование результата в единицу измерения

20 Квадратный метр —> Преобразование не требуется

< 10+ Поршневые насосы Калькуляторы

Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости Формула

Площадь поршня = объем всасываемой жидкости/длина хода
А _р = В/Л

Что такое поршневые насосы?

Поршневой насос представляет собой насос прямого вытеснения, поскольку он всасывает и поднимает жидкость, фактически вытесняя ее поршнем / плунжером, который совершает возвратно-поступательное движение в плотно прилегающем цилиндре. Количество перекачиваемой жидкости равно объему, вытесненному поршнем.

Как рассчитать площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости?

Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости калькулятор использует Площадь поршня = объем всасываемой жидкости/длина хода для расчета площади поршня. Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости формула определяется как отношение объема жидкости на длину хода. Площадь поршня обозначена цифрой A _p символ.

Как рассчитать площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для площади поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости, введите объем всасываемой жидкости (V) и длину хода (L) и нажмите кнопку расчета. Вот как расчет площади поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости можно объяснить с заданными входными значениями -> 20 = 10/0,5 .

Часто задаваемые вопросы

Чему равна площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости?

Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости определяется как отношение объема жидкости к длине хода и представляется как A _p = V/L или Площадь поршня = объем всасываемой жидкости /Длина хода . Объем всасываемой жидкости – это количество всасываемой жидкости, а длина хода – это диапазон движения поршня.

Как рассчитать площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости?

Площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости определяется как отношение объема жидкости к длине хода, рассчитанное с использованием Площадь поршня = объем всасываемой жидкости/длина хода . Чтобы рассчитать площадь поперечного сечения поршня при заданном объеме жидкости, вам потребуется объем всасываемой жидкости (V) и длина хода (L) . С помощью нашего инструмента вам нужно ввести соответствующее значение для объема всасываемой жидкости и длины хода и нажать кнопку расчета. Вы также можете выбрать единицы измерения (если есть) для ввода (ов) и вывода.

Поделиться

Скопировано!

Термодинамические процессы

Термодинамические процессы

Часто система, из которой мы хотят извлечь теплоту, чтобы сделать работу, является газом. Когда газ расширяется, как какую работу он производит над своим окружением?

Рассмотрим идеальный газ в цилиндре с подвижным поршнем. газ занимает объем V, температура T, давление P. Предположим, что поршень имеет площадь поперечного сечения A. Предположим, что газ расширяется на небольшую величину, а поршень выдвигается на небольшую сумма ды. Газ действует на поршень с силой F = PA и следовательно, поршень работает dW = Fdy.

dW = Fdy = PAdy = PdV

dV — изменение объема газа. dV положителен, потому что газ расширяется. (Если газ сжимается, то dV равно отрицательный и над газом совершается работа.)

Если объем газа изменится с V ₁ на V ₂ , то общее работа, совершенная газом, равна

.

ΔW = lim _ΔV—>0 ∑ _j P _j ΔV _и = ∫ _V1 ^V2 PdV.

Суммируем работу, проделанную за большое количество малых изменений громкости. Работа зависит от того, как именно изменяется давление при расширении процесс. Если известны давление и объем на каждом шаге процесс расширения, то работу можно представить в виде площади под кривой на диаграмме PV.

Проблема:

Газ в баллоне находится при давлении 1,5 атм и объеме 4 м ³ . Какую работу совершит газ, если при постоянном давлении он расширится до удвоенного своего первоначального объема?

Решение:

• Обоснование:
  Процесс изобарический. Для изобарического процесса W = P(V ₂ — V ₁ ).
• Детали расчета:
  W = P(V ₂ — V ₁ ) = P(2V ₁ — V ₁ ) = PV ₁ = 151500 Па*4 м ³ = 606000 Дж.
  (Работа представляет собой площадь под кривой на диаграмме PV.  ΔV положительно, потому что газ расширяется, поэтому работа W, совершаемая газом, равна положительный.)

Проблема:

Газ в баллоне при давлении 1,5 атм и объеме 4 м ³ . Какую работу совершит газ, если его сжать при постоянном давлении до 1/4 первоначального объема?

Решение:

• Обоснование:
  Процесс изобарический. Для изобарического процесса W = P(V ₂ — В ₁ ).
• Детали расчета:
  Вт = P(0,25 В ₁ — В ₁ ) = -0,75 PV ₁ = -454500 Дж.
  (Работа — это площадь под кривой на диаграмме PV. ΔV — это отрицательно, так как газ сжат, и поэтому работа W, совершаемая газ отрицательный. )

Проблема:

Газ в баллоне при давлении 1,5 атм и объеме 4 м ³ . Какую чистую работу совершит газ, если он совершит следующий цикл?

(i) Газ расширяется при постоянном давлении 1,5 атм до объема 4 м ³ .
(ii) При постоянном объеме 4 м ³ давление снижается до 1 атм.
(iii) Газ сжимают при постоянном давлении 1 атм до объем 4 м ³ .
(iv) При постоянном объеме 4 м ³ давление равно увеличилось до 1,5 атм.

Решение:

• Рассуждение:
  Процессы (i) и (iii) являются изобарными. W = PΔV.
  Процессы (i) и (iii) изометричны. Вт = 0,
• Детали расчета:
  (i) W = PΔV _{= 151500 Па*4 м ³ = 606000 Дж.
  (ii) W = 0, поскольку ΔV = 0. (без смещения <--> без работы).
  (iii) W = PΔV = -101000 Па*4 м ³ = -404000 Дж.
  (iv) W = 0,
  Чистая работа, совершаемая газом: W чистая = 606000 Дж — 404000 Дж = 202000 Дж.}

Чистая работа, совершаемая газом за один цикл процесса, возвращающего газа до его начального состояния – это площадь внутри замкнутого контура в PV диаграмма. Если петля проходится в направлении по часовой стрелке , сеть работа положительная . Если петля проходится в против часовой стрелки направление сети отрицательное .

• При расширении газ совершает положительную работу. Он упирается в стену контейнер и стенка контейнера перемещаются наружу. Имеем ∆W = F*∆r = (F/A)*A*∆r = P *∆V. Здесь А — площадь стенки контейнера. который сместился, а ∆r — насколько он сместился наружу.
• Когда объем газа уменьшается, газ совершает отрицательную работу. ∆W = -P*∆V. Газ по-прежнему выталкивается наружу, к стене, но стена движется. внутрь.
• Когда объем не меняется, газ не работает, независимо от значение давления.
• Итак, когда у вас есть диаграмма P-V (вертикальная ось P, горизонтальная ось V) показывая замкнутый цикл, вы можете разбить цикл на маленькие шаги, которые либо увеличьте, либо уменьшите громкость, либо не изменяйте ее.
  Любое положительное ∆V (в сторону большего V) означает, что газ совершает положительную работу P*∆V, и любое отрицательное ∆V (в сторону меньшего V) означает, что газ совершает отрицательную работу -P*∆V.
• Сложив все это, вы обнаружите, что работа, выполненная газом, равна площади внутри петли на диаграмме PV. Работа положительна, если давление больше при расширении, чем при сжатии, а работа отрицательное (работа совершается над газом), если давление меньше во время расширение, чем при сжатии.
  

Проблема:

Рассчитайте чистую выходную мощность тепловой машины по пути ABCDA в рисунок справа.

Решение:

• Обоснование:
  Путь представляет собой замкнутый контур на диаграмме PV.
  Чистая проделанная работа — это площадь внутри замкнутого контура на диаграмме PV.
• Детали расчета:
  Вт = (1,5 * 3)*(10 ⁶ Н/м ² )(10 ^-3 м ³ ) = 4,5*10 ³ Дж,
  с использованием площади = средняя высота * ширина.
  или
  площадь внутри цикла = площадь центрального прямоугольника + площадь верхнего треугольника — площадь нижнего треугольника
  = (1*3 + 0,6*3/2 — 0,4*3/2)*(10 ⁶ Н/м ² )(10 ^-3 м ³ ) = 4,5*10 ³ Дж.

Проблема:

Газ сжимают при постоянном давлении 0,8 атм из 9 литров в 2 литра. (1 литр = 10 ^-3 м ³ )  При этом из газа уходит 400 Дж тепловой энергии.
(а)  Какую работу совершает газ?
(b) Как изменится его внутренняя энергия?

Решение:

• Обоснование:
  Для изобарического процесса W = P(V ₂ — V ₁ ).
  Энергосбережение: ΔU = ΔQ — ΔW.
• Детали расчета:
  (a) W = P(V ₂ — V ₁ ) = -80800 Па*7*10 ^-3 м ³ = -565,6 Дж. (На газе совершается работа.)
  (б) ΔU = -400 Дж + 565,6 Дж = 165,6 Дж.

Проблема:

Один моль идеального газа совершает над окружающей средой работу 3000 Дж. изотермически расширяется до конечного давления 1 атм и объема 25 л. Определить
(а) начальный объем и
(б) температуру газ.

Решение:

---

Велосипед Эргометр — это устройство, которое напоминает велосипед и используется для измерения количества работы, выполненной человеком крутя педали, чтобы вращать большой маховик, обычно переднее колесо стационарный велосипед, против силы трения. Проделанная работа по преодолению сила трения преобразуется в тепловую энергию, которая вызывает температуру маховика и других компонентов, контактирующих с системой, увеличиться. Нейлоновый ремень, натянутый и намотанный на колесо, может обеспечить сила трения. Натяжение можно измерить калиброванной пружиной. работа W, совершаемая человеком на эргометре, является произведением силы, натяжение F ремня, умноженное на расстояние, на котором действует эта сила. сила касается обода колеса. Таким образом, расстояние в 2π раз радиус маховика r, умноженный на число оборотов N, совершаемых маховиком. рулевое колесо. Имеем W = NF2πr. Для эргометра имеем из первого закона термодинамика ΔU = ΔQ — ΔW. ΔW положителен, если система работает на своем окружающей среды и является отрицательным, если в системе выполняется работа. Здесь ΔW отрицательно, так как человек работает на эргометре. ΔW = -W. ΔQ – это тепло, поступающее в систему или отводимое из нее. Имеем ∆U — ∆Q = NF2πr. Если мы теплоотдачей системы в окружающую среду пренебречь и положить ΔQ = 0, тогда увеличение тепловой энергии системы равно ΔU = NF2πr. Температура маховика поэтому увеличивается на ΔT = ΔU/mc, где m — масса маховика, c – его удельная теплоемкость.
Эргометр преобразует полезную работу в тепловую энергию. По анализу воздуха выдыхаемый человеком, крутящим педали эргометра, скорость, с которой тело использует можно измерить химическую энергию. Зная, сколько химической энергии в организме использует в покое и сколько он использует при вращении педалей, эффективность тела в можно определить превращение химической энергии в полезную работу.

---

Модуль 3: Вопрос 1

Внутренняя энергия идеального газа не меняется. изотермический процесс, так как внутренняя энергия зависит только от температуры. Поэтому правильно ли говорить, что изотермический процесс — это то же самое, что и адиабатический процесс для идеального газа? Поясните свой ответ.

Обсудите это со своими однокурсниками на форуме!

Цилиндрический сосуд площадью поперечного сечения 0,01 м2 наполнен водой на высоту 50 см. Он несет плотно прилегающий поршень незначительной массы. Каково давление на дно сосуда, если на поршень поместить груз массой 1 кг? Возьмем g = 10 мс–2. : Кейсонс Образование

Видеолекции

Доступ к более чем 500 часам видеолекций в режиме 24/7, охватывающих полную программу подготовки к ЕГЭ.

Онлайн-поддержка

Отработайте более 30000+ вопросов, начиная с базового уровня и заканчивая продвинутым уровнем JEE.

Сеанс устранения сомнений в реальном времени

Задавайте свои сомнения в прямом эфире каждый день. Присоединяйтесь к нашему сеансу устранения сомнений в прямом эфире, проводимому нашими экспертами.

Национальные пробные тесты

Проведите тесты, чтобы проанализировать свой прогресс и оценить, на каком уровне вы находитесь с точки зрения подготовки к ЕГЭ.

Организованное обучение

Правильное планирование завершения учебного плана является ключом к получению достойного рейтинга в JEE.

Серия тестов/Ежедневные задания

Проведите тесты, чтобы проанализировать свой прогресс и оценить, на каком уровне вы находитесь с точки зрения подготовки к ЕГЭ.

ПОГОВОРИТЬ С КОНСУЛЬТАНТОМ? НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

Загрузить вопросник и решение JEE Загрузить Важные вопросы JEE Загрузить полную программу по математике, физике и химии

Цилиндрический кувшин площадью поперечного сечения 0,01 м ²  наполняется водой на высоту 50 см. Он несет плотно прилегающий поршень незначительной массы. Каково давление на дно сосуда, если на поршень поместить груз массой 1 кг? Возьмем g = 10 мс ^–2 .

• 10 ⁵ Па

• 6000 Па

• 5000 Па

• 1000 Па

легкий

Раствор

Правильный вариант

6000 Па

Давление на дно сосуда обусловлено весом столба воды высотой ч = 50 см

= 0,5 м 

а вес груза м  = 1 кг.

Суммарная сила, действующая на основание,

Загрузить вопросник и решение JEE Загрузить Важные вопросы JEE Загрузить полную программу по математике, физике, химии

ПОХОЖИЕ ВОПРОСЫ

Q1

Сосуд, на дне которого имеются круглые отверстия диаметром 1 мм, наполнен водой. Считая, что поверхностное натяжение действует только на отверстия, найти максимальную высоту, до которой вода может заполнить сосуд без утечки. Учитывая, что поверхностное натяжение воды

легко Посмотреть решение

Q2

Кольцо вырезано из платиновой трубки с внутренним диаметром 8,5 см и внешним диаметром 8,7 см. Он поддерживается горизонтально чашей весов так, что он соприкасается с водой в стеклянном сосуде. Чему равно поверхностное натяжение воды лишнего 3,9?Чтобы вытащить его из воды, требуется вес 7 г? ( г  = 980 см/с ² )

легкий Посмотреть решение

3 квартал

Капля ртути радиусом 1 см распыляется на 10 ⁶ капель одинакового размера. Рассчитайте затрачиваемую энергию, если поверхностное натяжение ртути ^*  равно .

средний Посмотреть решение

4 квартал

Нижний конец капиллярной трубки диаметром 2,00 мм погружают в стакан на 8,00 см ниже поверхности воды. Какое давление необходимо в трубке, чтобы на ее конце в воде образовался пузырь? Также рассчитайте избыточное давление. [Поверхностное натяжение воды плотность воды = 10 ³ кг/м ³ , 1 атмосфера ] 

легкая Посмотреть решение

Q5

Лимбы манометра состоят из одинаковых капиллярных трубок радиусов. Найдите правильный перепад давления, если уровень жидкости (плотность 10 ³ кг/м ³ , поверхностное натяжение) в более узкой трубе на 0,2 м выше, чем в более широкой трубе.

средний Посмотреть решение

Q6

Два отдельных пузырька воздуха (радиусы 0,002 м и 0,004 м), образованные из одной и той же жидкости (поверхностное натяжение 0,07 Н/м), собираются вместе, образуя двойной пузырек. Найти радиус и направление кривизны внутренней поверхности пленки, общие для обоих пузырей.

средний Посмотреть решение

Q7

Стеклянный капилляр, запаянный на верхнем конце, имеет длину 0,11 м и внутренний диаметр. Трубка вертикально погружена в жидкость с поверхностным натяжением. На какую длину нужно погрузить капилляр, чтобы уровень жидкости внутри и снаружи капилляра стал одинаковым? Что произойдет с уровнем воды внутри капилляра, если сейчас разрушится затвор?

трудный Посмотреть решение

Q8

Коническая стеклянная трубка длиной 0,1 м имеет диаметр 10 ^–3  и  на концах. Когда он просто погружен в жидкость при температуре 0 ^o C с большим диаметром в контакте с ним, жидкость поднимается в трубку. Если другую цилиндрическую стеклянную капиллярную трубку B погрузить в ту же жидкость при 0 ^o C, жидкость поднимется на высоту. Подъем жидкости в трубке B происходит только тогда, когда температура жидкости составляет 50 ^o C. Найдите скорость изменения поверхностного натяжения в зависимости от температуры, считая это изменение линейным. Плотность жидкости и угол контакта равен нулю. Влияние температуры на плотность жидкости и стекла незначительно.

трудный Посмотреть решение

Q9

Прямоугольный сосуд с основанием содержит 5 кг воды. Какое давление оказывает вода на дно сосуда?

легкий Посмотреть решение

Q10

Гидравлический подъемник используется для подъема автомобиля массой 3000 кг. Площадь поперечного сечения подъемника, на котором стоит автомобиль, равна .