Поршневая группа

Поршень воспринимает и передаёт шатуну через палец усилия, возникающие в результате давления газов и действия сил инерции.

В соответствии с условиями работы материал поршня должен обладать высокими механическими свойствами и износостойкостью, быть лёгким, хорошо отводить тепло. Поэтому поршни современных двигателей отливают из лёгкого, но достаточно прочного алюминиевого сплава.

Поршень (рис. 12) состоит из днища “А”, уплотняющей части (головки) “Б” и направляющей части (юбки) “В”. Днище поршня дизельных двигателей делают фасонным. Его форма зависит от способа смесеобразования и расположения клапанов и форсунок. Фасонное днище способствует лучшему перемешиванию топлива, поступающего в цилиндр, с возду-

Поршень двигателя

Рис. 12. Поршень двигателя:

1 - шатун; 2 - втулка; 3 - стопорное кольцо; 4 - поршневой палец; 5 - бобышка; 6 - канавки для компрессионных колец; 7 - маслосъемное кольцо; 8 - компрессионное кольцо; 9 - канавки для маслосъёмных колец хом и более полному его сгоранию. На боковой наружной поверхности поршня имеются канавки. В канавки 6, расположенные в головке, устанавливают компрессионные кольца 8, а в канавки 9 - маслосъёмные кольца 7.

В канавках маслосъёмных колец по окружности просверлены отверстия для отвода масла, которое кольцами снимается со стенок цилиндра и стекает внутрь поршня, а затем в картер.

Внутри поршня на боковых стенках имеются две бобышки 5, в отверстия которых установлен поршневой палец 4. В бобышках сделаны канавки под пружинные стопорные кольца 3, удерживающие палец от осевых перемещений. Около бобышек на наружной поверхности поршня сделаны срезы, называемые холодильниками. Здесь скапливается масло, способствующее охлаждению утолщённой части поршня и предохраняющее поршень от заклинивания.

Для свободного перемещения поршня между ним и цилиндром должен быть зазор, причём такой, чтобы расширяющийся в результате нагрева поршень не заклинивало и обеспечивалось бы образование масляной плёнки. Так как верхняя часть поршня нагревается сильнее нижней, а следовательно, и больше расширяется, диаметр поршня вверху несколько меньше.

Компрессионные кольца 8 служат для уплотнения зазора между поршнем и стенкой цилиндра. Благодаря их установке предотвращается прорыв воздуха и газов из надпоршневого пространства в картер, а также проникновение масла в камеру сгорания. Кроме того, по ним отводится тепло от головки поршня к стенкам цилиндра.

Маслосъёмные кольца 7 служат для снятия излишков масла со стенок цилиндров и отвода его в картер двигателя.

Для надежной работы поршневой группы кольца должны плотно, без зазоров, по всей окружности прилегать к зеркалу цилиндра. Поэтому наружный диаметр кольца в свободном состоянии несколько больше внутреннего диаметра цилиндра. В одном месте часть кольца вырезана, благодаря чему при установке оно пружинит и хорошо прилегает к поверхности цилиндра.

Вырезанная часть колец называется замком.

По высоте кольца в канавках устанавливают с зазором от сотых до нескольких десятых долей миллиметра, чтобы трение кольца о стенки канавки не мешало ему свободно пружинить.

Для уменьшения утечки газов в картер замки колец смещаются по окружности относительно друг друга на 90... 120°.

Поршневой палец 4 служит для шарнирного соединения поршня с шатуном 1. Поскольку при работе палец подвергается действию больших переменных нагрузок, он должен быть прочным, жёстким и одновременно износостойким и лёгким.

Поршневой палец 4 представляет собой стальную пустотелую трубку.

Его наружную поверхность подвергают термической обработке - цементации, закалки и подвергают отпуску. После термообработки палец шлифуют и полируют. Масса такого пальца невелика, трущаяся поверхность твёрдая и износостойкая, а сердцевина остаётся вязкой, поэтому он выдерживает большие ударные нагрузки.

Концами палец устанавливается в отверстия бобышек 5, а средняя его часть проходит через отверстие в верхней головке шатуна 1.

Чтобы палец не касался зеркала цилиндра, его длина несколько меньше диаметра поршня.

От осевых смещений палец удерживается стопорными кольцами 3, которые вставляются в канавки обеих бобышек.

В отверстие верхней головки шатуна палец вставляется с небольшим зазором, а в бобышки - с натягом. Во время работы двигателя из-за различных коэффициентов линейного расширения материалов поршня (алюминиевый сплав) и пальца (сталь) при достижении рабочей температуры, между поршнем и пальцем появляется зазор, и палец может поворачиваться в бобышках. Такой палец называется плавающим.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >