ICE dugattyú. Eszköz és cél

A motor hengerében égő üzemanyag-keverék hőenergiát bocsát ki. Ezután mechanikus hatásgá alakul, amely a főtengelyt forog. Ennek a folyamatnak a kulcseleme a dugattyú.

Ez a részlet nem olyan primitív, mint amilyennek első pillantásra tűnhet. Nagy hiba lenne egyszerű drukkernek tekinteni.

A dugattyú a hengerben található, ahol oda-vissza mozog.

Ahogy a felső holtpont (TDC) felé halad, a dugattyú összenyomja az üzemanyag-keveréket. A benzines belső égésű motorban a maximális nyomáshoz közeli pillanatban gyullad meg. A dízelmotorban a gyulladás közvetlenül a nagy kompresszió miatt következik be.

Az égés során keletkező gázok megnövekedett nyomása az ellenkező irányba tolja a dugattyút. A dugattyúval együtt mozog a vele csuklós hajtórúd, amitől forog. Így a sűrített gázok energiája nyomatékká alakul, és a sebességváltón keresztül továbbítja az autó kerekeit.

Égés közben a gázok hőmérséklete eléri a 2 ezer fokot. Mivel az égés robbanásveszélyes, a dugattyú erős lökésterhelésnek van kitéve.

Az extrém terhelés és az extrém közeli üzemi körülmények különleges követelményeket igényelnek a tervezéssel és a gyártáshoz felhasznált anyagokkal szemben.

A dugattyúk tervezésekor számos fontos szempontot kell figyelembe venni:

• a hosszú élettartam biztosításának szükségessége, és ezáltal az alkatrész kopásának minimalizálása;
• megakadályozza a dugattyú kiégését magas hőmérsékletű üzemben;
• maximális tömítés biztosítása a gáz áttörésének megakadályozása érdekében;
• minimalizálja a súrlódásból eredő veszteségeket;
• hatékony hűtést biztosítanak.

A dugattyú anyagának számos speciális tulajdonsággal kell rendelkeznie:

• jelentős erő;
• maximális lehetséges hővezető képesség;
• hőállóság és a hirtelen hőmérséklet-változásoknak való ellenálló képesség;
• a hőtágulási együtthatónak kicsinek kell lennie, és a lehető legközelebb kell állnia a henger megfelelő együtthatójához a jó tömítés biztosítása érdekében;
• korrózióállóság;
• súrlódásgátló tulajdonságok;
• alacsony sűrűségű, hogy az alkatrész ne legyen túl nehéz.

Mivel még nem készült el az az anyag, amely ideálisan megfelel ezeknek a követelményeknek, kompromisszumos lehetőségeket kell alkalmazni. A belső égésű motorok dugattyúi szürkeöntvényből és szilícium (szilumin) alumíniumötvözetekből készülnek. A dízelmotorok kompozit dugattyúinál előfordul, hogy a fej acélból készül.

Az öntöttvas meglehetősen erős és kopásálló, jól tűri az erős hőt, súrlódásgátló tulajdonságokkal és kis hőtágulási képességgel rendelkezik. De az alacsony hővezető képesség miatt az öntöttvas dugattyú akár 400 °C-ra is felmelegszik. Benzinmotorban ez elfogadhatatlan, mivel előgyújtást okozhat.

Ezért a legtöbb esetben az autóipari belső égésű motorok dugattyúit legalább 13% szilíciumot tartalmazó sziluminból sajtolással vagy öntéssel készítik. A tiszta alumínium nem alkalmas, mivel hevítéskor túlságosan kitágul, ami fokozott súrlódáshoz és kopáshoz vezet. Ezek olyan hamisítványok lehetnek, amelyekbe a kétes helyeken vásárolt alkatrész vásárlásakor belefuthat. Ennek elkerülése érdekében vegye fel a kapcsolatot a megbízhatókkal.

Az alumíniumötvözet dugattyú könnyű és jól vezeti a hőt, így a fűtése nem haladja meg a 250 °C-ot. Ez nagyon alkalmas benzinüzemű belső égésű motorokhoz. A szilumin súrlódásgátló tulajdonságai is meglehetősen jók.

Ugyanakkor ez az anyag nem mentes a hátrányoktól. A hőmérséklet emelkedésével kevésbé tartós. A hevítés során bekövetkező jelentős lineáris tágulás miatt további intézkedéseket kell tenni a tömítés megőrzése érdekében a fej kerülete körül, és nem csökkenti a kompressziót.

Ez a rész üveg alakú, és egy fejből és egy vezetőrészből (szoknya) áll. A fejben viszont megkülönböztethető az alsó és a tömítő rész.

alsó

Ez a dugattyú fő munkafelülete, ez érzékeli a táguló gázok nyomását. Felületét az egység típusa, a fúvókák, gyertyák, szelepek elhelyezése és az adott CPG készülék határozza meg. A benzint használó ICE-k esetében lapos vagy homorú kialakítású, további kivágásokkal a szelephibák elkerülése érdekében. A domború fenék nagyobb szilárdságot ad, de növeli a hőátadást, ezért ritkán használják. A homorú lehetővé teszi egy kis égéstér kialakítását és magas kompressziós arány biztosítását, ami különösen fontos a dízelegységekben.

Tömítő rész

Ez a fej oldala. A kerület mentén hornyok vannak benne a dugattyúgyűrűk számára.

A kompressziós gyűrűk a tömítés szerepét töltik be, megakadályozva a sűrített gázok szivárgását, az olajkaparók pedig eltávolítják a kenőanyagot a falról, megakadályozva, hogy az égéstérbe kerüljön. Az olaj a dugattyú alatt folyik a horony nyílásain keresztül, majd visszatér az olajteknőbe.

Az oldalsó oldalnak az alsó széle és a felső gyűrű közötti szakaszát tűz- vagy hőzónának nevezzük. Ő tapasztalja meg a maximális hőhatást. A dugattyú kiégésének megelőzése érdekében ez az öv elég széles.

Útmutató rész

Nem engedi, hogy a dugattyú meghajoljon oda-vissza mozgás közben.

A hőtágulás kompenzálása érdekében a szoknyát görbe vagy kúp alakúra készítik. Az oldalon általában súrlódásgátló bevonatot alkalmaznak.

Belül vannak domborulatok - két beömlőnyílás a dugattyúcsap lyukakkal, amelyekre a fej fel van helyezve.

Az oldalakon, a kiemelkedések területén kis bemélyedéseket készítenek, hogy megakadályozzák a termikus deformációkat és a karcolás előfordulását.

Mivel a dugattyú hőmérséklete nagyon megterhelő, a hűtése nagyon fontos.

A dugattyúgyűrűk a hő eltávolításának fő módja. Rajtuk keresztül a felesleges hőenergia legalább fele távozik, ami a hengerfalra, majd a hűtőköpenyre kerül.

Egy másik fontos hűtőborda csatorna a kenés. Olajköd a hengerben, kenés a hajtórúd furatán keresztül, kényszerpermetezés olajfúvókával és egyéb módszerek. A hő több mint egyharmada eltávolítható az olaj keringetésével.

Ezenkívül a hőenergia egy részét a hengerbe került éghető keverék friss részének melegítésére fordítják.

A gyűrűk fenntartják a kívánt nyomást a hengerekben, és eltávolítják a hő oroszlánrészét. És ezek adják a belső égésű motor összes súrlódási veszteségének mintegy negyedét. Ezért a dugattyúgyűrűk minőségének és állapotának jelentőségét a belső égésű motor stabil működése szempontjából aligha lehet túlbecsülni.

Általában három gyűrű van - két kompressziós gyűrű a tetején és egy olajkaparó az alján. De vannak lehetőségek különböző számú csengetéssel - kettőtől hatig.

A felső gyűrű hornya sziluminban Előfordul, hogy kopásállóságot növelő acélbetéttel történik.

A gyűrűk speciális öntöttvasból készülnek. Az ilyen gyűrűket nagy szilárdság, rugalmasság, kopásállóság, alacsony súrlódási együttható jellemzi, és hosszú ideig megőrzik tulajdonságaikat. Molibdén, wolfram és néhány más fém hozzáadása további hőállóságot biztosít a dugattyúgyűrűknek.

Az újakat be kell csiszolni. Ha kicserélte a gyűrűket, bizonyos ideig járassa a belső égésű motort, elkerülve az intenzív üzemi körülményeket. Ellenkező esetben a lebontott gyűrűk túlmelegedhetnek és elveszíthetik rugalmasságukat, sőt bizonyos esetekben el is törhetnek. Ennek eredménye lehet a tömítés meghibásodása, teljesítményvesztés, kenőanyag bejutása az égéstérbe, túlmelegedés és a dugattyú kiégése.