Из чего состоит поршень
Для компенсации этой деформации поршень изначально выполняется с «противоэллипсом», большая ось которого расположена в перпендикулярно оси пальцевого отверстия. Ход поршня характеризуется исключительно движением вверх и вниз. В результате этого для каждого двигателя, с учётом его быстроходности, выбранной степени сжатия, угла опережения зажигания, величины подогрева заряда, способа смесеобразования и турбулизации заряда, существует предел работы без детонации на данном виде топлива. Составные позволяют комбинировать материалы изготовления, благодаря чему повышаются эксплуатационные свойства узла.
Многочисленность вариантов газораспределительного механизма показывает огромную важность данной задачи.
Короткое время газообмена двухтактного двигателя обычно не позволяет добиться столь же полной очистки и наполнения цилиндров, как у четырёхтактных, поэтому мощность их при равном рабочем объёме не удваивается.
Сказывается и влияние потерянного хода поршня, так что мощность таких двигателей лишь в 1, В целом, среди остальных систем двигателя, газораспределительный механизм отличается наибольшим разнообразием исполнения по причинам:. Недостатком большинства двигателей внутреннего сгорания является то, что они развивают наивысшую мощность только в узком диапазоне оборотов.
Поэтому частым спутником транспортного двигателя внутреннего сгорания является трансмиссия. Лишь в некоторых случаях например, в самолётах , вертолётах и кораблях можно обойтись без сложной трансмиссии. Постепенно завоёвывает мир идея гибридного автомобиля , в котором мотор всегда работает в оптимальном режиме электротрансмиссия. Двигатели с разным циклом работы имеют отличающийся набор систем, например, дизельный не имеет системы зажигания, а искровой - топливного насоса высокого давления, кроме систем с непосредственным впрыском топлива.
Обычно двигателю внутреннего сгорания необходимы: система питания для подачи топлива и воздуха — приготовления топливо-воздушной смеси , выхлопная система для отвода выхлопных газов , также не обойтись без системы смазки предназначена для уменьшения сил трения в механизмах двигателя, защиты деталей двигателя от коррозии , а также совместно с системой охлаждения для поддержания оптимального теплового режима , системы охлаждения для поддержания оптимального теплового режима двигателя , система запуска применяются способы запуска: электростартерный, с помощью вспомогательного пускового двигателя, пневматический, с помощью мускульной силы человека , система зажигания для воспламенения топливо-воздушной смеси, применяется у двигателей с принудительным воспламенением.
Это относится не только к поршневым, но и к газотурбинным и реактивным ДВС, где масса таких систем может превысить массу основных деталей. Таким образом, может случиться, что даже значительная форсировка не позволит значительно сократить массогабариты, если они ограничены, например, системой охлаждения. Одним из конструктивных параметров ДВС является отношение хода поршня к диаметру цилиндра или наоборот. Для более быстроходных бензиновых двигателей это отношение близко к 1 или менее, на дизельных моторах ход поршня, как правило, больше диаметра цилиндра.
Чем больше ход поршня, тем больший крутящий момент развивает двигатель, и тем ниже его рабочий диапазон оборотов. Таким образом, из двух двигателей равной мощности короткоходный будет легче и меньше.
При сокращении хода, рост частоты вращения приведёт к увеличению потерь трения, в том числе и аэродинамических при движении кривошипов и шатунов; растут силы инерции; станет затруднительным или невозможным получить нужную форму камеры сгорания при достаточной степени сжатия; из-за увеличения соотношения поверхности к объёму камеры сгорания возрастёт теплоотдача. При значительном росте быстроходности двигателя задача газообмена становится затруднительной, а сгорание смеси может не доходить до конца.
Поэтому длинноходные двигатели имеют обычно лучшую топливную экономичность, а необходимой удельной мощности в них достигают применением турбонаддува. Является наиболее распространённым по количеству, поскольку число автомобилей в мире на год составляло более 1,2 млрд. Классический цикл Отто четырёхтактный, хотя раньше него возникли двухтактные моторы с искровым зажиганием.
Но ввиду плохих экологических и экономических расход горючего показателей, двухтактные двигатели применяют всё реже. Является наиболее распространённым вариантом, установлен на значительной части транспортных машин ввиду меньшей массы, стоимости, хорошей экономичности и малошумности. Имеет два варианта системы подачи топлива: инжектор и карбюратор. В обоих случаях в цилиндре сжимается топливо-воздушная смесь, подверженная детонации, поэтому степень сжатия и уровень форсирования такого двигателя ограничены октановым числом топлива.
Особенностью является получение топливо-бензиновой смеси распылённой потоком воздуха в специальном смесителе, карбюраторе.
Ранее такие бензиновые двигатели преобладали; теперь, с развитием микропроцессоров, их область применения стремительно сокращается применяются на маломощных ДВС, с низкими требованиями к расходу топлива. Особенностью является получение топливной смеси в коллекторе или открытых цилиндрах двигателя путём подачи инжекторной системой подачи топлива.
В настоящий момент является преобладающим вариантом ДВС Отто, поскольку позволяет резко упростить электронное управление двигателем. Нужная степень однородности смеси достигается за счет увеличения давления форсуночного распыливания топлива. Одним из вариантов является непосредственный впрыск топлива, кроме высокой равномерности позволяющий повысить степень сжатия а значит, и экономичность двигателя.
Впервые системы впрыска появились на авиационных двигателях, поскольку позволяли дозировать смесь в любом положении двигателя. Это обычный поршневой ДВС, работающий по циклу Отто с искровым зажиганием , использующий в качестве топлива углеводороды , находящиеся при нормальных условиях в газообразном состоянии. Эти двигатели имеют широкое применение, например, в электростанциях малой и средней мощности, использующих в качестве топлива природный газ в области высоких мощностей безраздельно господствуют газотурбинные энергоблоки.
Могут работать по 2-тактному циклу, однако 4-тактный вариант распространён больше. Обусловленные конкретным видом газомоторного топлива конструктивные различия:. Дизельный двигатель характеризуется воспламенением топлива без использования свечи зажигания. В разогретый в цилиндре воздух от адиабатического сжатия до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива через форсунку впрыскивается порция топлива.
В процессе впрыскивания топливной смеси происходит его распыление, а затем вокруг отдельных капель топливной смеси возникают очаги сгорания, по мере впрыскивания топливная смесь сгорает в виде факела. Так как дизельные двигатели не подвержены детонации, в них допустимо использование более высоких степеней сжатия.
Повышение её свыше 15 практически роста КПД не даёт [3] , поскольку при этом максимальное давление ограничивают путём более длительного сгорания и уменьшением угла опережения впрыска. Крупногабаритные судовые дизели с наддувом имеют степень сжатия порядка Дизельные двигатели обычно менее быстроходны и при равной мощности с бензиновыми характеризуются большим крутящим моментом на валу.
Также некоторые крупные дизельные двигатели приспособлены для работы на тяжёлых топливах, например, мазутах. Запуск крупных дизельных двигателей осуществляется, как правило, за счёт пневматической схемы с запасом сжатого воздуха, либо, в случае с дизель-генераторными установками, от присоединённого электрического генератора , который при запуске выполняет роль стартера.
Вопреки расхожему мнению, современные двигатели, традиционно называемые дизельными, работают не по циклу Дизеля , а по циклу Тринклера — Сабатэ со смешанным подводом теплоты. Недостатки дизельных двигателей обусловлены особенностями рабочего цикла — более высокой механической напряжённостью, требующей повышенной прочности конструкции и, как следствие, увеличения её габаритов, веса и увеличения стоимости за счёт усложнённой конструкции и использования более дорогих материалов.
Также дизельные двигатели за счет гетерогенного сгорания характеризуются неизбежными выбросами сажи и повышенным содержанием оксидов азота в выхлопных газах. Основная порция топлива приготавливается, как в одной из разновидностей газовых двигателей, но зажигается не электрической свечой, а запальной порцией дизтоплива, впрыскиваемого в цилиндр аналогично дизельному двигателю.
Обычно имеется возможность работы по чисто дизельному циклу. Применение: тяжёлые грузовики. Газодизельные двигатели, как и газовые, дают меньше вредных выбросов, к тому же природный газ дешевле. Зарубежные фирмы также активно разрабатывают такие конструкции [6]. В практике приходится иметь дело с цифро-буквенным обозначением двигателей. Для поршневых оно в России стандартизовано по ГОСТ в рамках межгосударственного стандарта обозначений и терминов [7].
Стандартами определяются также технические условия температура воздуха, атмосферное давление и влажность, вид топлива, потребление мощности внешними агрегатами для испытаний ДВС, например, на мощность. Поскольку условия такие в разных странах отличаются, то и заявленная производителем мощность может отличаться по локальным стандартам в ту или иную сторону ввиду разброса размеров деталей, например, системы газораспределения, мощность двигателей всегда имеет естественный заводской разброс; у двухтактных ДВС, ввиду большего влияния этой системы на мощность, такой разброс выше.
Существует, например, понятие "мощность брутто" и "мощность нетто" SAE [8]. Первая указывает на мощность, снимаемую с вала, без привода помпы, генератора и вентилятора и снятым воздухоочистителем, вторая — со всеми этими агрегатами.
Это относилось и к таким советским двигателям как ГАЗ, Москвич Однако и позднее были "рецидивы" внесения в характеристики мощности брутто ЗМЗ [9] с заявленной мощностью л. ДВС, отдающие мощность на выходной вал, обычно характеризуются кривыми крутящего момента и мощности в зависимости от частоты вращения вала от минимально устойчивых оборотов холостого хода до максимально возможных, при которых ДВС может длительно работать без поломок [10].
Дополнительно к двум этим кривым может быть представлена кривая удельного расхода топлива [11]. По результатам анализа таких кривых определяется коэффициент запаса крутящего момента он же коэффициент приспособляемости , и другие показатели, влияющие на конструкцию трансмиссии [12].
Для потребителей производители предоставляют внешние скоростные характеристики с нетто-мощностью ISO, согласно региональному стандарту измерения мощности ДВС, который зависит от температуры, давления, влажности воздуха, применяемого топлива и наличия отбора мощности на установленные агрегаты.
Внешней эту характеристику называют потому, что линии мощности и крутящего момента проходят выше частичных скоростных характеристик, и нельзя получить мощность выше этой кривой манипуляциями с органами подачи топлива. В публикациях х годов и более ранних приводятся скоростные характеристики, базирующиеся на измерении мощности брутто кривая крутящего момента, соответственно, также располагается на графике выше.
Кроме полных, в расчётах транспортных трансмиссий активно используются частичные скоростные характеристики — эффективные показатели двигателя при промежуточных положениях регулятора подачи топлива или дроссельной заслонки в случае бензиновых двигателей [12].
Для транспортных средств с гребными винтами на таких характеристиках приводят винтовые характеристики при различных положениях шага винта с регулируемым шагом [13]. Существуют и другие характеристики, не публикуемые для потребителей, например, с кривыми индикаторной мощности, индикаторного расхода топлива и индикаторного крутящего момента и используемые при расчёте ДВС, а также абсолютная скоростная характеристика , показывающая максимально возможную мощность данного двигателя, которую можно получить при подаче большего количества топлива, чем на номинальном режиме.
Для дизельных двигателей строится также линия дымления, работа за которой не допускается [14]. Работа на абсолютной характеристике практически кроме пуска ДВС не производится, поскольку при этом снижается экономичность и экологичность двигателя, сокращается ресурс особенно для дизельных двигателей, у которых работа за пределом дымления сокращает ресурс двигателя до считанных часов [15].
Характерное отличие скоростных характеристик дизельного и искрового двигателя частичные скоростные характеристики второго резко снижаются в области больших оборотов вызвано принципиальным различием способа регулирования мощности: в газовых и бензиновых двигателях подача воздуха или горючей смеси ограничивается дроссельной заслонкой количественное регулирование , и при увеличении дросселирования наполнение цилиндра резко уменьшается с ростом скорости вращения, в дизельных же двигателях количество воздуха остаётся прежним, и крутящий момент снижается примерно пропорционально цикловой подаче топлива [16].
Это влечёт за собой два важных следствия: первое, бензиновые двигатели имеют более высокий коэффициент приспособляемости , и потому автомобиль, оснащённый таким двигателем, может иметь меньшее число передач в коробке скоростей; второе, дизельные двигатели значительно меньше снижают свой КПД при работе на частичных скоростных характеристиках [17].
В связи с этим, поздние модели двигателей с внутрицилиндровым впрыском FSI на частичных нагрузках дросселируют меньше, при этом в цилиндрах происходит так называемое послойное смесеобразование очаг сгорания вокруг факела топлива в центре окружён воздухом. Одновременно с ростом КПД такой процесс сгорания снижает выбросы [18].
Таким образом, эти двигатели будут иметь характеристики, промежуточные между упомянутыми. С другой стороны, в последние десятилетия стали активно применять дросселирование дизельных двигателей, вводимое с целью улучшения транспортной характеристики.
Наибольший эффект дросселирование даёт на дизелях, снабжённых турбонаддувом [19]. В значительной степени определяется конструкцией и степенью форсировки. С конструктивной точки зрения, важнейшими для ресурса являются износостойкость цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма, на которые кроме твёрдости, типа смазки, и антифрикционных материалов, большое влияние оказывает качество фильтрации поступающего воздуха и циркулирующего в двигателе масла [20].
В последнее время, в связи с ростом экологических требований, предельно допустимый ресурс двигателя ограничен не только его снижением мощности и расхода топлива, но и ростом вредных выбросов.
Во всех случаях происходит постепенный износ подшипников и уплотнений валов, а в связи с зависимостью основного механизма двигателя от вспомогательных агрегатов ресурс ограничен отказом первого из них.
Обычно двигатели имеют интервалы обслуживания, связанные с промывкой или сменой фильтров, также масла, свечей зажигания, зубчатых ремней или цепей. Смотря по конструкции, двигатели нуждаются в различных типах проверочных и регулировочных работ, гарантирующих следующий период безотказной работы мотора.
Однако даже при соблюдении всех правил обслуживания, двигатель постепенно изнашивается. Кроме заданного заводом ресурса обусловленного твёрдостью и притиркой изнашиваемых деталей и тепловым режимом , при прочих равных условиях двигатель значительно дольше служит на частичных мощностных режимах [21].
Сжатие топливо-воздушной смеси в искровых ДВС повышает их эффективность КПД , но рост степени сжатия также увеличивает вызываемое сжатием нагревание рабочей смеси согласно закону Шарля.
Если топливо легковоспламеняемое, вспышка происходит до достижения поршнем ВМТ. Это приводит к такому увеличению давления в процессе сжатия, что повредит двигателю. Поэтому в двигателе с искровым зажиганием отто-мотор самовоспламенение топлива недопустимо. Самовоспламенение, требующее значительного времени для предпламенных реакций, иногда возникает при достаточно малом числе оборотов, проявляется обычно как то, что двигатель не глохнет при выключении зажигания, а продолжает неравномерное вращение, иногда в обратную сторону калильное зажигание от свечей и частиц нагара.
Это может приводить к повреждению двигателя, поэтому для его исключения принимаются конструктивные меры. В условиях нормального горения фронт пламени, в котором и происходит горение, проходит с этой скоростью от свечи до стенок цилиндра. Однако при работе часто наблюдается быстрое самовоспламенение последних порций топливной смеси, происходящее в объёме. Явление это получило название детонации. Причиной детонации является значительное увеличение давления и температуры в оставшейся части заряда поджатие продуктами горения из-за , а также диффузия активных веществ из фронта пламени вместе с достаточным временем десятки миллисекунд , позволяющим пройти предпламенным реакциям.
При отсутствии подачи искры детонация при сжатии и расширении не наблюдается детонация не самовоспламенение [22]. Ударные волны, принимая в себя часть энергии топлива, не только снижают мощность, но и наносят повреждения деталям двигателя таким как поршень, кольца и головка цилиндров. В конечном счёте, энергия детонационных волн переходит в тепловую, поэтому при детонации двигатель может перегреваться.
Длительная работа с сильной детонацией вызывает выкрашивание материала, поломки поршневых колец, прогар поршня, и потому недопустима; причём поверхность, повреждённая детонацией, лишь усиливает это явление [23].
В результате этого для каждого двигателя, с учётом его быстроходности, выбранной степени сжатия, угла опережения зажигания, величины подогрева заряда, способа смесеобразования и турбулизации заряда, существует предел работы без детонации на данном виде топлива.
Применение топлива с меньшей стойкостью может приводить к описанным выше явлениям в двигателе, что вызывает его отказ. Стойкость топлива к детонационному сгоранию определяют обычно по сравнению с эталонной смесью изооктана и н-гептана. Для топлив, имеющих стойкость выше изооктана, число определяют сравнением смешением других смесей. В общем случае, величина измеренного ОЧ зависит от методики. Стойкость топлива к самовоспламенению и детонационная стойкость не равнозначны нет линейной корреляции.
Поэтому организация рабочего процесса в двигателе должна учитывать обе опасности.
В двигателях с воспламенением от сжатия, самовоспламенение топлива носит позитивный характер и оценивается цетановым числом топлива. Большее число показывает более быстрое воспламенение; обычно применяют топлива с ЦЧ более Жёсткость сгорания в дизелях ограничена постепенным сгоранием топлива по мере его подачи, поэтому классической детонации при исправной топливной аппаратуре в таком двигателе не наблюдается.
Тепловой расчёт ДВС был впервые разработан русским профессором Гриневецким , директором Императорского Московского технического училища. Его жизнь в м оборвала Гражданская война. По указанному параметру поршни разбиты на четыре группы: 10, 20, 30 и Каждая последующая группа от предыдущей отличается на 0,11 мм. В запасные части поставляются поршни наибольшей высоты, поэтому во избежание возможного контакта между ними и головками цилиндров, в случае замены, необходимо контролировать надпоршневой зазор.
Если зазор между поршнем и головкой цилиндра после затяжки болтов ее крепления будет менее 0,87 мм необходимо подрезать днище поршня на недостающую до этого значения величину. Поршни двигателей мод. Шатун — стальной, кованый, стержень 5 имеет двутавровое сечение. Верхняя головка шатуна неразъемная, нижняя выполнена с прямым разъемом и плоским стыком.
Шатун окончательно обрабатывают в сборе с крышкой 8, поэтому крышки шатунов невзаимозаменяемые. В верхнюю головку шатуна запрессована сталебронзовая втулка 10, а в нижнюю установлены сменные вкладыши 9. Крышка нижней головки шатуна крепится с помощью гаек 7, навернутых на болты 6, предварительно запрессованные в стержень шатуна. Затяжка шатунных болтов осуществляется по схеме, определенной в таблице На крышке и стержне шатуна нанесены метки спаренности — трехзначные порядковые номера.
Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра. Компрессионные кольца 2 и 3 изготавливаются из высокопрочного, а маслосъемное 4 — из серого чугунов. При монтаже компрессионных колец наклонный торец с отметкой «верх» должен располагаться со стороны камеры сгорания. Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца 2 покрыта молибденом и имеет бочкообразную форму. На рабочую поверхность второго компрессионного 3 и маслосъемного 4 колец нанесен хром.
Ее форма на втором кольце представляет собой конус с уклоном к нижнему торцу, по этому характерному признаку кольцо получило название «минутное». Минутные кольца применены для снижения расхода масла на угар, их установка в верхнюю канавку не допустима. Товар в корзине! Вы не зарегистрировались на сайте. Ваша корзина не сохранится после сессии. Для постоянной работы с сайтом необходимо зарегистрироваться. Вход Зарегистрироваться. Оптовикам Как купить товар?
Доставка Оплата Контакты.
