ICE stempel. Innretning og formål

Drivstoffblandingen som brenner i motorsylinderen frigjør varmeenergi. Så går det over i en mekanisk handling som får veivakselen til å rotere. Nøkkelelementet i denne prosessen er stempelet.

Denne detaljen er ikke så primitiv som den kan virke ved første øyekast. Det ville være en stor feil å betrakte ham som en enkel pusher.

Stempelet er plassert i sylinderen, hvor det går frem og tilbake.

Når det beveger seg mot øvre dødpunkt (TDC), komprimerer stemplet drivstoffblandingen. I en bensinforbrenningsmotor tenner den på et øyeblikk nær maksimalt trykk. I en dieselmotor skjer tenning direkte på grunn av høy kompresjon.

Det økte trykket til gassene som dannes under forbrenning skyver stempelet i motsatt retning. Sammen med stempelet beveger koblingsstangen leddet med det, noe som får det til å rotere. Så energien til komprimerte gasser omdannes til dreiemoment, overført gjennom overføringen til hjulene på bilen.

Under forbrenning når temperaturen på gassene 2 tusen grader. Siden forbrenningen er eksplosiv, utsettes stempelet for sterke støtbelastninger.

Ekstrem belastning og nesten ekstreme driftsforhold krever spesielle krav til design og materialer som brukes til fremstillingen.

Når du designer stempler, er det en rekke viktige punkter å vurdere:

• behovet for å sikre lang levetid, og derfor for å minimere slitasjen på delen;
• forhindre utbrenning av stempelet ved høytemperaturdrift;
• sikre maksimal tetning for å forhindre gassgjennombrudd;
• minimere tap på grunn av friksjon;
• sikre effektiv kjøling.

Stempelmaterialet må ha en rekke spesifikke egenskaper:

• betydelig styrke;
• maksimal mulig varmeledningsevne;
• varmebestandighet og evnen til å motstå plutselige endringer i temperaturen;
• termisk ekspansjonskoeffisient bør være liten og være så nær som mulig til den tilsvarende koeffisienten til sylinderen for å sikre god tetning;
• korrosjonsbestandighet;
• antifriksjonsegenskaper;
• lav tetthet slik at delen ikke blir for tung.

Siden materialet som ideelt sett oppfyller alle disse kravene ennå ikke er laget, må man bruke kompromissalternativer. Stempler til forbrenningsmotorer er laget av grått støpejern og aluminiumslegeringer med silisium (silumin). I komposittstempler for dieselmotorer hender det at hodet er laget av stål.

Støpejern er ganske sterkt og slitesterkt, tåler sterk varme godt, har anti-friksjonsegenskaper og liten termisk ekspansjon. Men på grunn av den lave varmeledningsevnen kan støpejernsstempelet varmes opp til 400°C. I en bensinmotor er dette uakseptabelt, da det kan forårsake fortenning.

Derfor, i de fleste tilfeller, er stempler for forbrenningsmotorer i biler laget ved stempling eller støping av silumin som inneholder minst 13% silisium. Rent aluminium er ikke egnet, da det utvider seg for mye ved oppvarming, noe som fører til økt friksjon og slitasje. Dette kan være forfalskninger som du kan støte på ved kjøp av reservedeler på tvilsomme steder. For å forhindre at dette skjer, kontakt de pålitelige.

Stempelet i aluminiumslegering er lett og leder varme godt, slik at oppvarmingen ikke overstiger 250 ° C. Dette er ganske egnet for forbrenningsmotorer som kjører på bensin. Antifriksjonsegenskapene til silumin er også ganske gode.

Samtidig er dette materialet ikke uten ulemper. Når temperaturen stiger, blir den mindre holdbar. Og på grunn av den betydelige lineære ekspansjonen ved oppvarming, må det tas ytterligere tiltak for å bevare tetningen rundt omkretsen av hodet og ikke redusere kompresjonen.

Denne delen har form som et glass og består av et hode og en lededel (skjørt). I hodet er det på sin side mulig å skille bunnen og tetningsdelen.

bunn

Det er den viktigste arbeidsflaten til stempelet, det er den som oppfatter trykket fra ekspanderende gasser. Overflaten bestemmes av typen enhet, plasseringen av dyser, stearinlys, ventiler og den spesifikke CPG-enheten. For ICE-er som bruker bensin, er den laget flat eller konkav med ekstra utskjæringer for å unngå ventildefekter. Den konvekse bunnen gir økt styrke, men øker varmeoverføringen, og brukes derfor sjelden. Konkav lar deg organisere et lite forbrenningskammer og gi et høyt kompresjonsforhold, noe som er spesielt viktig i dieselenheter.

Tetningsdel

Dette er siden av hodet. Riller for stempelringer er laget i den rundt omkretsen.

Kompresjonsringer spiller rollen som en tetning, og forhindrer lekkasje av komprimerte gasser, og oljeskrapere fjerner smøremiddel fra veggen, og forhindrer det i å komme inn i forbrenningskammeret. Olje strømmer under stempelet gjennom hullene i sporet og går deretter tilbake til oljesumpen.

Seksjonen av sidesiden mellom kanten av bunnen og den øvre ringen kalles brann- eller varmesonen. Det er han som opplever den maksimale termiske effekten. For å hindre utbrenning av stempelet er dette beltet laget bredt nok.

Guide del

Tillater ikke stempelet å vri seg under frem- og tilbakegående bevegelse.

For å kompensere for termisk ekspansjon, er skjørtet gjort krumlinjet eller kjegleformet. På siden påføres vanligvis et antifriksjonsbelegg.

Inne er det bosser - to tilstrømninger med hull for stempelpinnen, som hodet settes på.

På sidene, i området til sjefene, er det laget små fordypninger for å forhindre termiske deformasjoner og forekomst av scoring.

Siden temperaturregimet til stempelet er veldig stressende, er spørsmålet om kjøling veldig viktig.

Stempelringer er den viktigste måten å fjerne varme på. Gjennom dem fjernes minst halvparten av den overskytende termiske energien, som overføres til sylinderveggen og deretter til kjølekappen.

En annen viktig kjøleribbekanal er smøring. Oljetåke i sylinderen, smøring gjennom hullet i koblingsstangen, tvungen sprøyting med oljedyse og andre metoder brukes. Mer enn en tredjedel av varmen kan fjernes ved å sirkulere oljen.

I tillegg brukes en del av den termiske energien til å varme opp den ferske delen av den brennbare blandingen som har kommet inn i sylinderen.

Ringene opprettholder ønsket mengde kompresjon i sylindrene og fjerner brorparten av varmen. Og de står for omtrent en fjerdedel av alle friksjonstap i forbrenningsmotoren. Derfor kan betydningen av kvaliteten og tilstanden til stempelringene for stabil drift av forbrenningsmotoren neppe overvurderes.

Vanligvis er det tre ringer - to kompresjonsringer på toppen og en oljeskrape på bunnen. Men det er alternativer med et annet antall ringer - fra to til seks.

Sporet på den øvre ringen i silumin Det hender at det er gjort med en stålinnsats som øker slitestyrken.

Ringer er laget av spesielle kvaliteter av støpejern. Slike ringer er preget av høy styrke, elastisitet, slitestyrke, lav friksjonskoeffisient og beholder sine egenskaper i lang tid. Tilsetninger av molybden, wolfram og noen andre metaller gir ekstra varmebestandighet til stempelringer.

Nye må slipes inn. Hvis du har byttet ut ringene, sørg for å kjøre forbrenningsmotoren en stund, unngå intense driftsforhold. Ellers kan ulappede ringer overopphetes og miste elastisitet, og i noen tilfeller til og med gå i stykker. Resultatet kan være tetningssvikt, tap av kraft, smøremiddel som kommer inn i forbrenningskammeret, overoppheting og utbrenning av stempelet.