Детали поршневой группы

Детали поршневой группы воспринимают силу давления газов и передают ее шатуну. Эта группа деталей обеспечивает уплотнение рабочей полости цилиндра. К деталям поршневой группы относится поршень с поршневыми кольцами и поршневой палец.

Условия работы поршня характеризуются большими механическими и тепловыми нагрузками. Трение поршня о стенки цилиндра вызывает механический износ поршня, а воздействие на его поверхность газов высокой температуры, содержащих агрессивные соединения, — эрозионный и коррозийный износ.

Надежная работа поршня может быть обеспечена только при выполнении определенных обязательных требований как к материалу поршня, так и к его конструкции. Материал поршня должен обладать достаточной прочностью и жесткостью при высоких температурах; хорошими антифрикционными свойствами; высокой теплопроводностью; низким коэффициентом линейного расширения и антикоррозионной стойкостью.

Конструкция поршня в сочетании с элементами конструкции цилиндра должна обеспечить высокую жесткость при малой массе; надежную герметизацию рабочей полости цилиндра; долговечность; малый расход масла; минимальную тепловосприимчивость днища поршня и хороший отвод теплоты от днища поршня.

К основным элементам поршня относятся днище и боковые стенки. Днища поршней могут иметь разнообразную форму. В современных карбюраторных двигателях днище 284 поршня выполняется обычно плоским. В днище поршней дизелей часто выполняется камера сгорания. Днище поршня непосредственно воспринимает давление газа.

На боковых стенках поршня размещены основные конструктивные элементы Поршневой группы. В стенках поршня проточены канавки для поршневых колец и обработаны бобышки для установки поршневого пальца. Боковые стенки поршня должны быть жесткими и прочными при минимально возможной массе поршня.

Основные размеры поршня обусловлены конструктивными соображениями.

Поршневой палец относится к числу наиболее нагруженных деталей кривошипношатунного механизма. Он подвергается действию сил давления газов и сил инерции, а также нагревается теплотой, передающейся от поршня и выделяющейся при трении пальца во втулке шатуна и в бобышках поршня. Поршневой палец представляет собой

гладкий цилиндрический стержень. Для снижения массы он выполняется пустотелым.

Поршневые кольца обеспечивают герметичность рабочей полости цилиндра, отвод теплоты от головки поршня и предотвращают перекачку масла из картера в камеру сгорания. Поршневые кольца современных двигателей работают в тяжелых условиях, характеризующихся воздействием высокого давления и температуры газов, сил инерции и трения.

По назначению поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные. Основное назначение компрессионных колец заключается в уплотнении рабочей полости цилиндра. Наиболее простую форму имеют кольца прямоугольного сечения. Кольца других форм применяются для обеспечения лучшей прирабатываемости и приспособляемости к поверхности цилиндра. Кольца трапецеидального сечения менее склонны к пригоранию. Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишнего масла с поверхности цилиндра и предотвращения его проникновения в камеру сгорания. Для всех форм колец характерна малая опорная поверхность, что обеспечивает достаточно высокое давление кольца на стенку цилиндра, необходимое для эффективного удаления смазочного материала.

Для изготовления поршней применяют литейные и деформируемые алюминиевые сплавы типа АЛ и А К. Для изготовления чугунных поршней используют серые и ковкие чугуны.

Поршневые пальцы форсированных двигателей изготовляют из легированных, пригодных для цементации, сталей 15Х, 20 X, 20Х2Н4А, 12ХНЗА, 18Х2Н4МЛ (ГОСТ 4543-71 *). В менее нагруженных двигателях применяют углеродистую сталь 45 (ГОСТ 1050-74**) с последующей закалкой с нагревом токами высокой частоты.

Широкое распространение для изготовления поршневых колец получил серый перлитный чугун. В настоящее время для производства поршневых колец применяют смеси, получаемые методами порошковой металлургии. В состав таких смесей входит железо, медь и графит.

что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

• Головку (днище)
• Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
• Направляющую часть (юбку)

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.

Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

• На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
• Посадочные места под гильзу деформируются
• Днища поршней оплавляются и прогорают
• Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
• На теле поршней возникают различные повреждения
• Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
• Наблюдается общий износ цилиндров и поршней

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.

Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:

• Использовать моторное масло, одобренное автопроизводителем
• Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
• Следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать его перегрева и холодного запуска
• Регулярно проводить диагностику автомобиля
• Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы

Отливки, литые коленчатые валы, отливки, литейные заводы

Двигатель является основным автомобильным компонентом любого автомобиля. Он работает как сердце автомобиля. Было проведено множество исследований по улучшению характеристик автомобильного двигателя за счет улучшения компонентов двигателя. Некоторыми очень важными компонентами современных автомобильных двигателей являются блок цилиндров, маховик, коленчатый вал, поршень и т. д.

 

Полный список компонентов двигателя приведен ниже.0007

• Crankshaft
• Cylinder Head
• Flywheel
• Cylinder Block
• Carburetor
• Piston
• Exhaust Valve
• Timing Belt Cover
• Шатун
• Ремень ГРМ
• Топливная форсунка
• Масляный насос
• Катализатор
• Масляное уплотнение

0013 • Fuel Tank
• Sensor
• Intake Manifold
• Water Pump
• Exhaust Manifold
• Fan
• Radiator
• Spark Plug

 

Internal Двигатель внутреннего сгорания — сердце автомобиля

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, который использует взрывное сгорание топлива для толкания поршня в цилиндре — движение поршня вращает коленчатый вал, который затем вращает колеса автомобиля через приводную цепь или приводной вал. Различные типы топлива, обычно используемые для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, представляют собой бензин (или бензин), дизельное топливо и СПГ.

 

Функции некоторых важных компонентов двигателя

 

Маховик:
Маховик является одним из наиболее важных компонентов двигателя. Это большое и тяжелое металлическое колесо. Маховик прикреплен к задней части коленчатого вала для сглаживания импульсов зажигания. Он обеспечивает инерцию, обеспечивающую плавное вращение коленчатого вала в периоды, когда мощность не подается. Он также образует основу для зубчатого венца стартера, а в механической коробке передач — для узла сцепления.

 

Коленчатый вал:
Коленчатый вал также является одним из основных компонентов двигателя. Это вал с одним или несколькими кривошипами или «бросками», которые соединены шатунами с поршнями двигателя. Вместе коленчатый вал и шатуны преобразуют возвратно-поступательное движение поршня во вращательное.

 

Поршень:
Поршень — еще один важный компонент двигателя. Это частично полая цилиндрическая деталь, закрытая с одного конца, подогнанная к каждому из цилиндров двигателя и прикрепленная к коленчатому валу с помощью шатуна. Каждый поршень движется вверх и вниз в своем цилиндре, передавая мощность, создаваемую взрывом топлива, на коленчатый вал через шатун.

 

Карбюратор:
Карбюратор — сердце автомобильного двигателя. Это компонент топливной системы двигателя, который дозирует и смешивает топливо и воздух в правильной пропорции. Карбюратор также распыляет эту смесь и направляет ее во впускной коллектор, который распределяет ее по каналам в каждую камеру сгорания в двигателе.

 

Блок цилиндров:
Фактически это корпус, в котором находятся все компоненты двигателя. Это металлическая отливка, содержащая цилиндры и каналы охлаждения двигателя. Блок цилиндров чрезвычайно прочен, поэтому он может выдерживать крутящий момент двигателя и вибрацию, поддерживая при этом все прикрепленные к двигателю агрегаты и трансмиссию. Блок цилиндров представляет собой сложный компонент в основе двигателя, с приспособлениями для крепления головки блока цилиндров, картера, опор двигателя, картера привода и вспомогательных агрегатов двигателя, с каналами для охлаждающей жидкости и смазочных материалов.

 

Ремень ГРМ:
Ремень ГРМ, компонент двигателя, представляет собой зубчатый ремень, обычно из армированной резины. Назначение зубчатого ремня состоит в том, чтобы обеспечить бесшумное, гибкое соединение между распределительным валом и коленчатым валом, чтобы клапаны двигателя открывались и закрывались синхронно с движением поршней двигателя.

 

Свеча зажигания:
Свечи зажигания являются важными компонентами двигателя. Эти заглушки выполняют две основные функции. Свеча зажигания двигателя воспламеняет воздушно-топливную камеру и отводит тепло из камеры сгорания двигателя.

 

Есть много других важных компонентов двигателя, которые очень важны для правильной работы автомобильного двигателя. В общем, все компоненты двигателя необходимы для правильной работы двигателя. Производитель компонентов двигателя Darcast имеет возможность производить компоненты двигателя в больших количествах. Воспользуйтесь многолетним опытом.

 

Различные части 4-тактного двигателя

4-тактный двигатель — это тип небольшого двигателя внутреннего сгорания, в котором для выполнения одного рабочего цикла используются четыре различных хода поршня. Во время этого цикла коленчатый вал вращается дважды, а поршень дважды поднимается и опускается, чтобы зажечь свечу зажигания.

Свяжитесь с нами

Что такое четырехтактный двигатель?

Как упоминалось выше, в 4-тактном двигателе используются четыре отдельных цикла поршня — завершенные циклы подъема и опускания — для достижения одного рабочего цикла. Они имеют немного более сложную конструкцию, чем двухтактные двигатели, которые включают отсек для масла, а это означает, что вам не нужно предварительно смешивать топливо. Эта функция способствует более чистым выбросам, что делает 4-тактные двигатели более экологичными.

Благодаря своей крупной конструкции четырехтактные дизельные и бензиновые двигатели, как правило, крупнее двухтактных и весят больше. В 4-тактном двигателе также больше деталей, но все эти дополнительные функции дают отличные преимущества. Они помогают 4-тактным двигателям работать с более низким уровнем шума, обеспечивают лучшую топливную экономичность и продлевают срок службы. Они также обеспечивают более высокий крутящий момент при более низких оборотах.

Перечень деталей для 4-тактного двигателя

Детали 4-тактного двигателя малого объема включают:

• Поршень
• Коленчатый вал
• Распределительный вал
• Свеча зажигания
• Цилиндр
• Клапаны
• Карбюратор
• Маховик
• Соединительный стержень
• Топливные форсунки

Каковы такты четырехтактного двигателя?

Вот детали и функции 4-тактного дизельного двигателя.

1. Такт впуска

Небольшие двигатели получают топливо и воздух через карбюратор. Затем карбюратор объединяет топливо и воздух для сгорания. Во время такта впуска впускной клапан между камерой сгорания и карбюратором открывается, что позволяет атмосферному давлению нагнетать топливно-воздушную смесь в цилиндр по мере движения поршня вниз.

2. Такт сжатия

В такте сжатия впускной и выпускной клапаны закрыты. Когда поршень движется вверх, он сжимает топливно-воздушную смесь. Сжатие облегчает свече зажигания воспламенение топливно-воздушной смеси в рабочем такте.

3. Рабочий ход

Как только поршень достигает верхней точки, он находится в оптимальной точке для воспламенения топлива. Свеча зажигания создает высокое напряжение, необходимое для зажигания. Тепло, создаваемое искрой, воспламеняет газ, который затем заставляет поршень вернуться в цилиндр.

4. Такт выпуска

Когда поршень достигает дна, открывается выпускной клапан. Когда поршень движется обратно вверх, он вытесняет выхлопные газы из цилиндра. Как только поршень достигает верха, выпускной клапан снова закрывается. Впускной клапан снова открывается, и четырехтактный процесс повторяется.

Общие области применения четырехтактных двигателей

Четырехтактные двигатели являются наиболее распространенными двигателями внутреннего сгорания. Они используются в самых разных областях в различных отраслях промышленности, наиболее распространенными из которых являются:

• Суда
• Мотоциклы
• Легковые и грузовые автомобили
• Самоходные и толкающие газонокосилки
• Внедорожники и мотоциклы для бездорожья

Двух- и четырехтактные двигатели не взаимозаменяемы. Всегда используйте компоненты 4-тактного двигателя и эксплуатационные жидкости при обслуживании и ремонте.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с Prime Source Parts and Equipment Today

В Prime Source Parts and Equipment мы предлагаем решения по поддержке продуктов и стремимся помочь нашим клиентам найти именно те детали, которые им нужны.