В кривошипно-шатунном механизме поршень выполняет несколько функций, среди которых восприятие давления газов и передача усилий на шатун, герметизация камеры сгорания и отвод от нее тепла. Поршень является наиболее характерной деталью двигателя внутреннего сгорания , т.к. именно с его помощью реализуется термодинамический процесс двигателя.
Цифровой монитор двигателя может предупредить пилота о предвосхищении или деструктивных событиях детонации вовремя, чтобы пилот предпринял корректирующие действия до того, как был нанесен ущерб от тепла. Сбои цилиндров обычно вызывают только частичную потерю мощности, но иногда могут привести к полной потере мощности. Цилиндр состоит из кованого стального ствола, соединенного с литьем из алюминиевого сплава. Бочки цилиндров обычно изнашиваются медленно, а чрезмерный износ обнаруживается при ежегодном контроле с помощью испытаний на сжатие и проверки на бороскоп.
Условия, в которых работает поршень, экстремальны и характеризуются высоким давлением, температурой и инерционными нагрузками. Поэтому поршни на современных двигателях изготавливаются из легкого, прочного и термостойкого материала – алюминиевого сплава, реже из стали. Поршни изготавливаются двумя способами – литьем под давлением или штамповкой, т.н. кованые поршни.
Головки цилиндров могут страдать от усталостных отказов, а иногда голова может отделяться от ствола. Как это ни удивительно, разделение головы вызывает лишь частичную потерю силы; шестицилиндровый двигатель с отделением от головки до цилиндра может по-прежнему обеспечивать мощность более 80%. Неисправности цилиндров могут быть неудачами младенческой смертности или возрастом. В настоящее время большинство капитальных ремонтов включают в себя новые баллоны, поэтому возрастные отказы цилиндров стали довольно редкими.
Фактические отказы клапанов в настоящее время становятся все менее распространенными, поскольку проблемы с зародышами обычно можно обнаружить с помощью инспекций борескопа и наблюдения за цифровым двигателем. Даже если клапан полностью не работает, результатом обычно являются лишь частичные потери мощности и аварийная посадка в аэропорту.
Поршень цельный конструктивный элемент, который условно разделяют на головку (в некоторых источниках ее называют днище) и юбку. Форма и конструкция поршня в значительной степени определяются типом двигателя, формой камеры сгорания и процессом сгорания, протекающим в ней. Поршень бензинового двигателя имеет плоскую или близкую к плоской поверхность головки. В ней могут быть выполнены канавки для полного открытия клапанов. Поршни двигателей с непосредственным впрыском топлива имеют более сложную форму. В головке поршня дизельного двигателя выполняется камера сгорания определенной формы, которая обеспечивает хорошее завихрение и улучшает смесеобразование.
Рокерские рукава и толкатели обычно имеют большой срок службы и обычно не заменяются при капитальном ремонте. Неисправность качающегося рычага встречается довольно редко. Неисправности пускового механизма вызваны запорными клапанами, и их можно почти всегда избегать с помощью регулярных проверок боров. Даже когда они происходят, такие сбои обычно приводят лишь к частичным потерям мощности.
Магнитос и другие компоненты зажигания
Неудача Магнито неудобно обычна. Магсы полны пластмассовых компонентов, которые менее надежны; пластик используется потому, что он непроводящий. К счастью, наши авиационные двигатели оснащены двойными магнитосами для резервирования, а вероятность одновременного срыва обоих магнитов чрезвычайно далека. Проверки Мага во время предполетного взрыва могут обнаруживать сбои в системе воспламенения, но проверки в полете значительно лучше обнаруживают тонкие или зарождающиеся сбои. Цифровые мониторы двигателя могут надежно обнаруживать неисправности системы зажигания в реальном времени, если пилот обучен интерпретации данных.
Ниже головки поршня выполняются канавки для установки поршневых колец. Юбка поршня имеет конусообразную или криволинейную (бочкообразную ) форму. Такая форма юбки компенсирует температурное расширение поршня при нагреве. При достижении рабочей температуры двигателя поршень принимает цилиндрическую форму. Для снижения потерь на трение на боковую поверхность поршня наносится слой антифрикционного материала (дисульфид молибдена, графит ). В юбке поршня выполнены отверстия с приливами (бобышки ) для крепления поршневого пальца.
Магнитос следует религиозно разбирать, проверять и обслуживать каждые 500 часов; это значительно снижает вероятность прорыва магнитопровода в полете. Большинство этих нижних компонентов регулярно повторно используются при капитальном ремонте и не заменяются на регулярной основе. Когда эти предметы не срабатывают преждевременно, отказы - это в основном отказы младенческой смертности, которые происходят вскоре после того, как двигатель построен, перестроен или капитально отремонтирован, или это случайные сбои, не связанные с часами или годами службы.
Охлаждение поршня осуществляется со стороны внутренней поверхности различными способами:
- масляный туман в цилиндре;
- разбрызгивание масла через отверстие в шатуне;
- разбрызгивание масла специальной форсункой;
- впрыскивание масла в специальный кольцевой канал в зоне колец;
- циркуляция масла по трубчатому змеевику в головке поршня.
Поршневые кольца образуют плотное соединение поршня со стенками цилиндра. Они изготавливаются из модифицированного чугуна. Поршневые кольца основной источник трения в двигателе внутреннего сгорания. Потери на трение в кольцах достигают до 25% всех механических потерь в двигателе.
Подавляющее большинство случайных сбоев можно обнаружить задолго до того, как они станут достаточно плохими, чтобы вызвать провал двигателя в полете просто посредством рутинной проверки масляного фильтра и анализа лабораторного масла. Тем не менее, большинство из этих отказов можно предотвратить путем регулярных проверок борескопа и с использованием современных цифровых мониторов двигателей. Даже сыворотки они случаются, неудачи верхнего уровня обычно приводят к только частичным потерям мощности и успешной посадки в аэропорту, и их обычно можно решить, не снимая двигатель с самолета и отправляя его в моторный цех.
Число и расположение колец зависит от типа и назначения двигателя. Самая распространенная схема – два компрессионных и одно маслосъемное кольцо. Компрессионные кольца препятствуют прорыву газов из камеры сгорания в картер двигателя. Первое компрессионное кольцо работает в наиболее тяжелых условиях. Поэтому на поршнях дизельных и ряда форсированных бензиновых двигателей в канавке кольца устанавливается стальная вставка, повышающая прочность и позволяющая реализовать максимальную степень сжатия. Компрессионные кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную, коническую форму, некоторые выполняются с порезом (вырезом).
Большинство неудач верхнего уровня - это младенческая смертность или случайные сбои, которые не коррелируют со временем после капитального ремонта. Инженерный колледж Университета Хьюстона представляет эту серию о машинах, которые заставляют нашу цивилизацию работать, и людей, чья изобретательность создала их.
Сколько цилиндров должен иметь двигатель автомобиля? Итак, почему все это притворство? Почему не только один большой цилиндр? Ну, подумайте о поршне, двигаясь взад и вперед в цилиндре, поворачивая коленчатый вал. Он кратковременно вращает вал раз в два оборота. Наши автомобильные двигатели работают в четырехтактных циклах. Возгорание происходит, и поршень толкает вниз. Затем он очищает выхлоп, когда он возвращается. Затем он поднимает новую смесь воздуха и бензина на своем пути вниз. Наконец, он поднимается, сжимая эту смесь.
Маслосъемное кольцо удаляет излишки масла с поверхности цилиндра и препятствует попаданию масла в камеру сгорания. Кольцо имеет множество дренажных отверстий. Некоторые конструкции колец имеют пружинный расширитель.
Соединение поршня с шатуном осуществляется с помощью поршневого пальца, который имеет трубчатую форму и изготавливается из стали. Имеется несколько способ установки поршневого пальца. Самый популярный т.н. плавающий палец , который имеет возможность проворачиваться в бобышках и поршневой головке шатуна во время работы. Для предотвращения смещения пальца он фиксируется стопорными кольцами. Значительно реже применяется жесткое закрепление концов пальца в поршне или жесткое закрепление пальца в поршневой головке шатуна.
Затем еще одно зажигание, и цикл повторяется. Одноцилиндровый двигатель ускоряется при первом ходу; то он замедляется во время остальных четырехтактных циклов с двумя оборотами. Это заставило бы такой двигатель дрожать и вибрировать. Поэтому нам нужен большой маховик, чтобы он двигался между воспламенениями. С большим количеством цилиндров и поршней мы можем прикрепить каждый шток поршня к другому угловому расположению на коленчатом валу, - тогда мы время взрывов так, чтобы каждый из них вращал движение во время двух оборотов.
И маховик может быть много меньше. Использовались двигатели с числом цилиндров 12 или более, но главным образом в крупных морских и стационарных двигателях. Конечно, плавный ход - это только одна цель. Чем больше цилиндров, тем меньше вес маховика, но они также означают большие затраты на производство и содержание. Представьте себе, что это зверь. Самолеты вводили различные конструктивные ограничения. Встроенный двигатель предлагает небольшое лобовое сопротивление. Братья Райт использовали прямой двигатель, но с довольно тяжелым маховиком.
Поршень, поршневые кольца и поршневой палец носят устоявшееся название поршневая группа.
При расточке блока и установке поршней в блок цилиндров, требуется следовать рекомендациям производителя поршней по обработке цилиндров, монтажу и установке деталей цилиндропоршневой группы. Основная информация нанесена на верней части поршня. Если какая либо информация не указана производителем поршней, ни на упаковке, ни на самом поршне, то необходимо следовать рекомендациям производителя автомобиля. Расшифровка символов и значений приведена ниже.
Затем ранние строители отправились в двигатели с девятью цилиндрами, излучающими центральный центр. Поршни вращались вокруг вала и не нуждались ни в маховике, ни в системах охлаждения. Многие новые технологии подходят к одной лучшей форме. Но некоторые находят более одного хорошего варианта, а затем продолжают бороться за конкурентов. Музыка кантри - просто подумайте о цилиндрах в их, казалось бы, бесконечных аранжировках.
Самый старый выживший двигатель Райт. Обратите внимание, что внешние поршневые шатуны прикреплены к коленчатому валу на 180 градусов по фазе с внутренними двумя. Не только размер и форма поршня находятся в процессе перехода. Всепохваленные алюминиевые поршни даже должны освободить место для некоторых поршней для автомобилей. Он уже давно потерял свой грузовик. Так что старые различия между автотермическими и автотермическими являются лишь вопросом устаревших экзаменационных вопросов. Остается некоторая овальность и неравная игра в поршневом штифте и обратном направлении при нагревании из-за очень специфического накопления материала.
Информация на верхней части.
- Размер поршня. Некоторые производителей поршней наносят на днище поршня размер самого поршня в сотых долях миллиметра, этот контрольный параметр позволяет проверить качество изготовления поршней и точность размеров, пред непосредственной установкой. Например: 83.93. Это означает, что в измеряемых точках размер поршня не превышает указанного размера (с учетом поля допуска). Измерение следует производить при температуре поршня (+20 градусов), с помощью микрометра или аналогичного измерительного инструмента, с точностью измерения до одной сотой доли миллиметра (0,01мм).
- Монтажный зазор. Для того, что бы обеспечить уплотнение рабочей полости цилиндра и минимальную работу трения поршня, а так же предотвратить горячий поршень от заклинивания, между поршнем и стенкой цилиндра предусматривается монтажный (температурный) зазор (Sp) . При повышенном зазоре между поршнем и стенкой цилиндра работа двигателя заметно ухудшается - имеет место прорыв газов в картер двигателя, ухудшается из-за этого качество масла, закоксовываются кольца и снижается мощность двигателя. Величина этого зазора задается производителем поршней для начальной температуры деталей цилиндропоршневой группы (обычно +20 градусов), и зависит в основном от разности температур, массы поршня и свойств материалов соприкасающихся деталей. Пример: Sp=0.04. Это означает, что зазор между поршнем (по максимальному размеру юбки поршня) и цилиндром должен быть 0,04 мм (с учетом поля допуска).
- Товарный знак. Каждый серьезный производитель поршней маркирует свою продукцию своим фирменным товарным знаком. Во первых, это часть борьбы с подделок своей продукции, а во вторых демонтировав при ремонте старый поршень сразу становится возможным идентифицировать его, с помощью номера отливки на днище поршня.
- Направление установки. Поршни современных двигателей имеют строго определенное положение в двигателе, в частности, это связано с тем ось поршневого пальца имеет некоторое смещение, относительно центрально оси симметрии поршня. Это сделано для уменьшения шума при работе двигателя, а точнее ударных нагрузок на стенки цилиндра при перекладке поршня в крайнем положении. Как правило, производители используют два способа изображения направления установки– (для двигателей размещаемых спереди и сзади автомобиля). На днище наносится либо стрелка, указывающее направление передней части автомобиля (направление движения), либо схематично изображается коленчатый вал с маховиком.
Номер отливки на внутренней части поршня.
Кроме того, менее жесткий вал может лучше адаптироваться к меняющейся игре. Несколько новее - преднамеренно наклонная поршневая юбка, которая находится только в узкой зоне почти на нижнем конце. Весьма симметричный, он больше не из-за более высокой нагрузки на сторону давления.
Например, бензиновый двигатель, более тяжелая ковка, подделана. Очевидно, что он удерживает кузнечные поршни в пределах допустимых пределов даже при большой нагрузке. Разумеется, в дизайне интерьера ниже короны поршня больше нет полной свободы, что особенно важно при высокой нагрузке. Потому что неотложная форма должна быть способна перемещаться и выходить. Не поддерживаемые поверхности невозможны.
Опытные мотористы часто сталкиваются в своей работе с трудностью, когда в ремонт поступает очень старый автомобиль, и нет какой либо возможности точно идентифицировать тип его двигателя. Часто просто бывает не корректная информация в документах, на автомобиль, например ошибка (опечатка) в VIN коде или в графе «ТИП ДВИГАТЕЛЯ». Но ремонтировать нужно, и необходимо правильно подобрать ремонтные поршни.
Тогда на помощь приходит информация о номере отливки на внутренней части поршня. Следует извлечь поршень из блока цилиндров, очистить от нагара внутреннюю полость и прочесть отлитые цифры и буквы. Подобный способ подходит не для всех поршней, но основные поставщики конвейеров европейских автомобилей MAHLE, Kolbenschmidt, AE, Nural позволяют расшифровать эти данные.
Что же такое «номер отливки»? Поршни, имеющие одинаковые основные параметры изготавливаются на одном и том же технологическом оборудовании (в частности в одной литьевой форме), затем подвергаются последующей механической обработке в зависимости от требуемого ремонтного размера и модификации. То есть для поршней имеющие STD и ремонтные размеры номера отливок совпадают. Как правило, одному номеру отливки соответствуют несколько поршней на один двигатель, это стандартный поршень и его последующие ремонты. Но есть исключения (когда номер отливки совпадет с несколькими модификациями поршня) тогда необходимо замерить контролируемые геометрические параметры.
Как расшифровать? Мы рекомендуем проверять ваши номера отливок через бумажные каталоги соответствующих производителей. Помимо этого вы можете расшифровать эти данные и с помощью on-line каталогов наших поставщиков.
При выборе материала для поршня, т.е. важный, из которого состоит стенка цилиндра. Наконец, два партнера по расширению трения и тепла и должны сочетаться со всеми возникающими температурами, давлениями и рабочими условиями, такими как смешанное или сухое трение друг с другом. Это не такие низкие нагрузки. Поэтому стальной поршень требует внешнего охлаждения, а не алюминия. Ускорение поршня является проблемой. Поршни для этих двигателей имеют невероятно низкую высоту сжатия и практически без хвостовика.
Опасность опрокидывания и создания шума кажется вторичной. В некоторых дизельных двигателях высота сжатия не может быть уменьшена, потому что поршневая камера вместе с достаточной толщиной стенки и по сравнению с бензиновым двигателем имеет гораздо более сильный поршневой штифт.
Следует определить изготовителя старого поршня по торговой маркировке, а затем, используя его каталог (бумажный или электронный) ввести найденный номер. Значение номера отливки необходимо вводить непосредственно в поле поиска по артикулу детали (Artikel #) или поиска по замене номера (Reference No:). Не забывайте проверять полученные результаты по основным геометрическим размером со старыми деталями.
Напротив, человек пытается избежать контакта между ним и стенкой цилиндра. Единственной важной мерой кольцевой зоны является расстояние от верхнего поршневого кольца от головки поршня, которое определяется в соответствии с давлением и температурой. Следующие кольца уже намного ближе. Кроме того, кольцевые канавки стали меньше благодаря более плавным поршневым кольцам. Видимо, противоречие происходит на валу. С одной стороны, он должен вести поршень, но стал меньше. Б. в области поршневого штифта он почти полностью ушел.
Чтобы сделать смену поршня более совместимым, в дополнение к смещению также имеется теперь уменьшенный зазор поршня, компенсированный, казалось бы, эластичными стенками хвостовика. Таким образом, часть поршня и приспосабливается к определенным условиям.