Инструмент

Сверление поршней для отвода масла

Краткая теория. Система охлаждения судовых дизелей служит для отвода тепла от деталей, соприкасающихся с горячими газами; для охлаждения смазочного масла в маслоохладителях и

Охлаждающая система судовых дизелей служит для отвода тепла от деталей, соприкасающихся с жаркими газами; для остывания смазочного масла в маслоохладителях и воздуха в движках с наддувом; для остывания поршней и форсунок в неких типах массивных малооборотных судовых дизелей.

Порядок выполнения работы:

Схема замкнутой системы остывания дизелей показана на рис.61. путь пресной воды во внутренней охлаждающей системе последующий.

сверление, поршень, отвод, масло

Центробежный насос 14 нагнетает воду в блок 1 мотора. Омывая цилиндровые втулки 2, вода подымается наверх и через перепускные трубки, расположенные на верхней полости блока, поступает в крышку 3 цилиндров. Проходя через плоскости крышек, вода охлаждает нагретые стены камер сгорания, выпускные каналы и гнезда форсунок. Потом через переливные патрубки она поступает в рубаху выпускного коллектора 7, откуда по трубопроводу 11 в водяной холодильник 15 и к насосу 14.

При работе мотора на долевых нагрузках либо при пуске его температура охлаждающей воды на выходе из цилиндров снижается. Для поддержания неизменной температуры воды (в данных движках 75ºС) на всех режимах работы в систему остывания включен) терморегулятор (термостат) 12. При снижении температуры воды на выходе из мотора терморегулятор 12 перепускает часть воды по трубе 13 к насосу 14, минуя водяной холодильник 15. Параллельно этому сгустку пресной водой охлаждается турбонагнетатель 9. для пополнения убыли пресной воды имеется расширительный бак 6.

Забортная вода из кингстона 22 через фильтр 21 подается поршневым насосом 19, охлаждает цилиндры компрессора 20, проходит через масляный холодильник 17, водяной холодильник 15 и уходит за борт через клапан 16.

Количество забортной воды, подаваемой в движок, регулируют клапанами поршневого насоса (навешанного на движок) таким макаром, чтоб пресная вода в водяном холодильнике охлаждалась до температуры 55-60ºС, а температура забортной воды, выходящей из холодильника, не превосходила 50ºС.

Для контроля воды, циркулирующей во внутреннем контуре, служат смотровые стекла, манометр и указатель температуры на коллекторных трубах.

Неодинаковую температуру воды отдельных цилиндров сглаживают при помощи шиберных заслонок 4, установленных в ниппелях охлаждающей воды на крышках цилиндров. Поворотом шиберных заслонок изменяют количество воды, протекающей через зарубашечное место каждого цилиндра, и тем сглаживают их температуру, последнюю держут под контролем при помощи термометров 5, установленных в ниппелях на крышках цилиндров Центробежный насос 14 нагнетает воду в блок 1 мотора. Омывая цилиндровые втулки 2, вода подымается наверх и через перепускные трубки, расположенные на верхней полости блока, поступает в крышку 3 цилиндров. Проходя через плоскости крышек, вода охлаждает нагретые стены камер сгорания, выпускные каналы и гнезда форсунок. Потом через переливные патрубки она поступает в рубаху выпускного коллектора 7, откуда по трубопроводу 11 в водяной холодильник 15 и к насосу 14.

При работе мотора на долевых нагрузках либо при пуске его температура охлаждающей воды на выходе из цилиндров снижается. Для поддержания неизменной температуры воды (в данных движках 75ºС) на всех режимах работы в систему остывания включен) терморегулятор (термостат) 12. При снижении температуры воды на выходе из мотора терморегулятор 12 перепускает часть воды по трубе 13 к насосу 14, минуя водяной холодильник 15. Параллельно этому сгустку пресной водой охлаждается турбонагнетатель 9. для пополнения убыли пресной воды имеется расширительный бак 6.

Забортная вода из кингстона 22 через фильтр 21 подается поршневым насосом 19, охлаждает цилиндры компрессора 20, проходит через масляный холодильник 17, водяной холодильник 15 и уходит за борт через клапан 16.

Количество забортной воды, подаваемой в движок, регулируют клапанами поршневого насоса (навешанного на движок) таким макаром, чтоб пресная вода в водяном холодильнике охлаждалась до температуры 55-60ºС, а температура забортной воды, выходящей из холодильника, не превосходила 50ºС.

Для контроля воды, циркулирующей во внутреннем контуре, служат смотровые стекла, манометр и указатель температуры на коллекторных трубах.

Неодинаковую температуру воды отдельных цилиндров сглаживают при помощи шиберных заслонок 4, установленных в ниппелях охлаждающей воды на крышках цилиндров. Поворотом шиберных заслонок изменяют количество воды, протекающей через зарубашечное место каждого цилиндра, и тем сглаживают их температуру, последнюю держут под контролем при помощи термометров5, установленных в ниппелях на крышках цилиндров.

Если в работе охлаждающей системы пресной воды наблюдаются недостатки центробежного насоса либо водяного холодильника, движок при помощи двойного крана 18 переключают на остывание забортной воды, которая после масляного холодильника и компрессора кран 18 подводится к движку, откуда через кран 8 по трубе 10 – за борт. В системе предусмотрены запасные центробежные насосы как пресной. так и забортной воды.

При замкнутой охлаждающей системе движков рекомендуется использовать пресную прокипяченную и отстоявшуюся воду, не содержащую механических примесей. Для предохранения деталей движков от коррозии и предотвращения образования осадков пресную воду специально обрабатывают. Более всераспространенный способ обработки – добавление в воду противокоррозийных масел либо хим смесей (ингибиторов).

В ближайшее время получил распространение магнитный способ обработки воды в охлаждающей системе. Суть этого способа заключается в воздействии магнитного поля на растворенные в воде соли, которые теряют способность к образованию жесткой плотной накипи и выпадают в осадок в виде шлама. Практика показала, что на тех судах, где воду обрабатывают только магнитным способом, поверхности остывания рабочих втулок всегда незапятнанные.

Преимущество замкнутой системы остывания.

Какие требования предъявляются при эксплуатации замкнутой системы остывания?

Методические указания к выполнению лабораторных и практических работ по дисциплине «Судовые энерго установки и их эксплуатация», 1985.

Соловьев Е.М. Пособие мотористу промыслового судна, 1979.

Лекция 14 Конструктивный анализ и расчет элементов поршневой группы

Лекция 14 Конструктивный анализ и расчет частей поршневой группы

Обзор конструкций и расчет частей поршневой группы

Обзор конструкций частей поршневой группы

Обзор конструкций поршней. В режиме работы мотора, поршень принимает осевые силы давления газов и инерционные силы, переменные по величине и направлению. Их суммарное действие перераспределяется на нормальную боковую силу, действующую перпендикулярно оси поршневого пальца и прижимной поршень к стене цилиндра.

Совместно с тем, отдельные элементы поршня нагружаются силами:

— от перепада давления газов над кольцом и под ним;

— от ударов, возникающих при перекладке поршня в в. м. т.

Набросок 5 – Типовые конструкции поршней для дизельных движков:

а — в и е — монометаллические, г — армированные железными кольцами,

При разработке конструкции поршня употребляются статистические конструктивные характеристики, отнесенные к поперечнику цилиндра либо к высоте Н поршня.

Высота поршня определяется числом компрессионных и маслосъемных колец, высотой жарового пояса над первым компрессионным кольцом и поперечником пальца.

Теплота, воспринимаемая днищем поршня, передается через кольца и направляющий пояс к стенам охлаждаемой гильзы, маслу, со стороны картерного места и другими способами. В быстроходных движках через компрессионные кольца отводится 50—60% теплоты.

У дизелей относительная высота поршня Н/В существенно больше, чем у бензиновых агрегатов из-за болъшего числа компрессионных и маслосъемных колец, высочайшего жарового пояса, большей высоты межкольцевых перемычек и направляющего пояса. Если поршни недлинные, то в момент конфигурации направления боковых сил в в. м. т. наблюдается при малых отношениях Н/В перекидывание поршней, сопровождающееся стуками и завышенным износом.

У поршней бензиновых агрегатов относительная высота жарового пояса существенно меньше, чем у поршней дизелей. Невзирая на наименьшую высоту Ii (до 0,06 В) и огромную среднюю температуру газов за цикл, у бензиновых агрегатов температура уплотняющего пояса и колец ниже, чем у дизелей, что определяется нравом процесса сгорания бензовоздушной консистенции.

Снизить температуру в зоне расположения компрессионных колец в поршнях дизелей можно при помощи последующих мероприятий:

1) удаления кольцевого пояса от днища поршня методом роста высоты жарового пояса до ;

2) уменьшения зазоров меж жаровым поясом и гильзой и, как следует, проходной площади для газов к первому кольцу. Чтоб предупредить заедание поршня при малых зазорах, жаровой пояс и одну-две перемычки меж кольцами делают с лабиринтными канавками;

3) роста толщины переходов от днища к бобышкам под палец к направляющему поясу для насыщенного отвода теплоты от жаркого днища и поболее равномерного рассредотачивания теплоты по всему объему металла;

4) заливки железных поясов (альфин-процесс) с канавками для 1-го либо 2-ух компрессионных колец, Стыковая поверхность железных поясов с дюралевым сплавом является «тепловым дросселем» и препятствует подводу тепла к кольцам.

У поршней бензиновых агрегатов уплотняющий пояс время от времени отделяют от направляющего 2-мя симметрично расположенными поперечными прорезями, которые препятствуют отводу теплоты от днища поршня в направляющий пояс. Обе части поршня соединены меж собой исключительно в зоне бобышек. В данном случае теплота от днища передается стенам цилиндра в главном через компрессионные кольца.

Уменьшение количества теплоты, подводимой к направляющему поясу, позволяет уменьшить зазоры меж направляющей частью и гильзой, но температура днища поршня при всем этом увеличивается. При наличии поперечных прорезей миниатюризируется твердость поршня. Толщину днища поршня выбирают исходя из величины наибольших давлений сгорания, получения нужной жесткости поршня и насыщенного отвода от него теплоты. Переходы от днища к уплотняющему поясу к бобышкам должны быть громоздкими. Приливы либо ребра наращивают твердость поршня и препятствуют его овализации.

Перемычки меж компрессионными кольцами нагружаются силами давления газов, инерции масс колец и трения. Перемычку меж первым и вторым кольцами, обычно, делают более высочайшей. В дизельных движках высота первой перемычки добивается 0,065 В. В бензиновых движках 0,05В. По мере удаления от днища поршня, высоту перемычек обычно уменьшают. Для увеличения прочности перемычек, при сохранении постоянной их высоты, следует уменьшать их ширину и наращивать радиус сопряжения торцовых плоскостей с боковыми стенами канавок. В канавках для маслосъемных шлицованных колец сверлят 6—12 дренажных отверстий для отвода масла во внутреннюю часть поршня. В канавках для маслосъемных шлицованных колец сверлят 6—12 дренажных отверстий для отвода масла во внутреннюю часть поршня.

Поперечник отверстий для отвода масла приблизительно равен высоте канавки для масляного кольца. При установке маслосъемных колец скребкового типа дренажные отверстия располагают обычно в поясе ниже кольца.

Таблица 1. 3начения отношений конструктивных характеристик поршней

Охлаждение поршней форсированного двигателя

Если гласить о таком процессе, как форсирование мотора наддувом, то обычно он сопровождается резким возрастанием температуры днища поршня, также его термонапряженности. В итоге этого наблюдается суровое снижение прочности поршня, условия смазки становятся ужаснее в пару раз, а движки с наружным смесеобразованием увеличивают опасность детонационного сгорания. Чтоб сделать лучше и обезопасить процесс сгорания, температуру поршня нужно увеличивать, но до определенного уровня, при всем этом происходит сжигание товаров неокончательного сгорания горючего, но из-за этого понижается коэффициент заполнения.

Для того чтоб выполнить понижение термонапряжённости поршня, следует использовать последующие способы:

  • Необходимо отводить тепло от днища поршня, а сделать это можно с помощью дырок в стенах цилиндра.
  • Можно отводить тепло с помощью воды, которая подводится к поршню, а поточнее к его днищу.
  • Следует использовать накладки на днище, выполненные из жароупорного чугуна, также из стали с очень низкой оценкой теплопроводимости.
  • В неких случаях может быть применение композиций из способов, которые были указаны выше.

У форсированного бензинового двигателя с наддувом применяется 1-ый метод, но только для поршней, выполненных из алюминия, метод начинает свое действие за счет роста сечений корпусов. При использовании второго метода, в качестве воды, следует использовать масло, намного пореже допускается применение воды. Также понятно, что многие судовые двухтактные дизельные движки имеют специальную систему для остывания поршней. Но что касается легких и быстроходных движков, то их таковой системой обделили. Но напряженность мотора вырастает, а из-за турбонаддува появилась настоящая необходимость в том, чтоб использовать подобные системы остывания. Сейчас для того, чтоб осознать о чем речь идет, необходимо будет разглядеть принципные схемы выполнения схожих систем. Всего может быть около 3-х схем. Систематизация идет последующим образом. Буковкой А обозначены те системы, которые употребляют разбрызгивание в качестве охладителя. Б системы пользуются масляным форсунком, также есть система В, которая употребляет масляное остывание за счет вращения масла либо же методом взбалтывания его в поршнях.

1-ая система, А, известна очень издавна, и применялась она еще тогда, когда не было необходимости в смазке с помощью подкачивающего масляного насоса. В этом случае, на шатуне располагается некое приспособление, которое припоминает ложку, но расположено оно так, что при вращении шатуна ложка зачерпывает масло из картера, а позднее разбрызгивает его по днищу поршня. Схожая система нередко применяется в ДВС с высочайшими оборотами и малыми поперечниками цилиндров, но вот способности остывания схожей системы несколько ограничены.

Конкретно по этой причине в быстроходных движках с наддувом, также с маленьким поперечником цилиндра употребляется система Б, в ней употребляется спец масляная форсунка. Конкретно она установлена под цилиндром либо, напротив, в верхней головке шатуна, но главное преимущество ее состоит в том, что она связана с подачей масла и безпрерывно подает струя масла ввысь, тем заставляю поршень охлаждаться. Для того, чтоб системе смазки не был нанесен вред, данная система связана с каналом подвода масла впрямую, давление в какой будет повышаться только после того, как давление в основной системе превзойдет давление в подшипниках, и случится это только после того, как движок начнет свою работу. Стоит сказать о том, что эффективность таковой системы зависит только от того, как точно будет ориентирован факел, также от охвата факелом всей поверхности днища, конкретно этот фактор следует соблюдать при диагностике и монтаже. Но эффективность данного способа все равно несколько мала, потому что масло находится в конкретной близости с поршнем, а случается это только на куцее время.

READ  Можно Ли Резать Керамогранит Плиткорезом

3-я схема состоит в том, что масло будет подводиться к каждому коренному настоящему подшипнику, принадлежащему коленчатому валу, и потом будет поступать к шатунным шеям, а уже после чего происходит сверление в теле шатуна, а потом в подшипник через особые устройства подается в полости, занимающейся остыванием головки поршня. При таковой схеме может обеспечиваться неизменная циркуляция масла в поршнях или это делается за счет взбалтывания масла в поршне. Во время того, как силы инерции устремлены ввысь, слой масла прилегает к днищу, тем конфискует у него тепло. Если оборотное направление будет соблюдено, то в таком случае часть масла просто вытекает через спец каналы, а после часть масла вытеснится в кармашки через полости остывания. Применение подобного метода позволяеточень очень понизить температуру поршня фактически на 70 градусов, если ассоциировать с температурой при обыкновенном проточном охлаждении.

Масляная форсунка располагается в нижней части цилиндра, а ее связь с масляным каналом, содержащимся в блоке мотора обеспечена стопроцентно. На юбке поршня находится особая выемка, конкретно туда заходит масляная форсунка, во время того, как поршень приближается к мертвой точке. Наличие схожей выемки позволяет приблизить днище подобного поршня к форсунке в положении очень близкому к НМТ. Масло после совершения отвода тепла сбрасывается в кратер мотора. Но при таком раскладе общий уровень температуры масла будет значительно повышен, а из-за этого будет требоваться остывание в масляном холодильнике. Схожее остывание за счет взбалтывания повсевременно применяется в движках с обратно двигающимися поршнями.

Но стоит сказать о том, что поршень обязан иметь огромную длину, чтоб скорость масла за счет удара о днище была достаточно высочайшей, конкретно из-за этого остывание будет увеличено в пару раз.

Также стоит знать устройство шатуна с каналами, для того чтоб масло прошло под давлением, в данном шатуне содержаться зоны шатунного подшипника, которые намного меньше нагружены во время начатой работы мотора, и в их должны содержаться канавки для того, чтоб совершался проход масла. В итоге масло будет фактически повсевременно подаваться из поршневой головки шатуна в полости головки поршня. Схожая подача может происходить 2-мя методами.

1-ый метод применяется для среднеразмерных движков, а 2-ая схема для движков с высочайшими оборотами. Согласно первой схеме масло будет проходить из сверления в теле шатуна и головку для того, чтоб выполнить смазку поршневого подшипника. После чего масло должно будет поступить в полости остывания поршня, которые выполнены в виде спирального канала, также образованного приливами на днище поршня.

Из-за этого можно добиться отвода тепла от поршня приблизительно в двести градусов, а в зоне факелов пылающей консистенции, которая вытекает из камеры сгорания, будет достигаться разница температур до четырехсот градусов. Но температура головки цилиндра около посадочного места выпускного клапана и совсем может быть до семисот градусов. Такая разница температур достигается и в движках с естественным всасыванием, и в движках с наддувом температуры.

Охлаждение поршней форсированного двигателя

Форсирование мотора наддувом сопровождается ростом температуры днища поршня, его термонапряжённости. В итоге значительно снижается его крепкость, ухудшаются условия смазки, а у движков с наружным смесеобразованием увеличивается опасность детонационного сгорания. Вообщем, для улучшения процесса сгорания температуру днища поршня целенаправлено увеличивать, естественно, до определённого уровня, при всем этом обеспечивается также сжигание отложений товаров неполного сгорания горючего и масла, но происходит понижение коэффициента заполнения.

Для понижения термонапряжённости используют последующие способы:

  • отвод тепла от днища поршня в стены цилиндра через поршневые кольца и юбку;
  • отвод тепла жидкостью, подводимой к днищу поршня;
  • применение накладок на днище из жароупорных чугуна либо стали с низким коэффициентом теплопроводимости.
  • время от времени используют комбинацию из обозначенных способов.

У ДВС с наддувом 1-ый метод обычно применяется для дюралевых поршней повышением сечений их корпуса. При втором методе используют обычно масло, пореже — воду. Понятно, что большие судовые двухтактные дизели принципно всегда имеют систему остывания поршней. Но лёгкие быстроходные движки таковой системой, обычно, не оснащаются. Но с ростом напряжённости мотора в связи с турбонаддувом появилась необходимость такового остывания. Разглядим несколько принципных схем выполнения таких систем. На рисунке показаны три таких схемы. Они могут быть классифицированы последующим образом. Л — остывание разбрызгиванием, Б — остывание при помощи масляной форсунки и В — масляное остывание путём циркуляции масла либо путём взбалтывания масла в полостях поршня.

Система А известна издавна и применялась ещё тогда, когда отсутствовала принудительная смазка при помощи подкачивающего масляного насоса. В данном случае на шатуне расположено приспособление в виде ложки так, что при вращении шатуна ложка черпает масло из картера и разбрызгивает его по зеркалу цилиндра и по днищу поршня. Эта система применяется в высокооборотных ДВС с малым поперечником цилиндров, но её способности отлично охлаждать поршни высокофорсированных движков ограничены.

В быстроходных движках с наддувом и сравнимо малым поперечником цилиндра обширно применяется система Б, в какой особая масляная форсунка, бездвижно установленная под цилиндром либо в верхней головке шатуна и связанная с каналом подачи масла, безпрерывно, а время от времени прерывисто, подаёт струю либо факел масла ввысь — на днище поршня поблизости поршневой головки шатуна, охлаждая поршень. Чтоб не нанести вред основной системе смазки и остывания подшипников, которая, естественно, более принципиальна, чем остывание головки поршня, эта охлаждающая система связана со особым каналом подвода масла, давление в каком увеличивается только после того, как уровень давления в основной системе превзойдет нужное давление для смазки подшипников после начала работы мотора. Эффективность работы таковой системы остывания поршня значительно находится в зависимости от точности направлении факела масла, от охвата факелом масла всей поверхности днища, что следует держать под контролем при монтаже, диагностике мотора и т.д. Но эффективность способа всё же мала, потому что масло находится в контакте с днищем поршня только сравнимо куцее время. Наличие рёбер на днище поршня наращивает эффективность теплоотвода.

На схеме В показано, что масло под давлением подводится к каждому коренному подшипнику коленчатого вала (по сверлениям в шеях), поступает к шатунным шеям, потом по сверлениям в теле шатуна — к поршневой головке шатуна, в подшипник и потом через особые устройства (ползуны) подаётся в полости остывания головки поршня.

При всем этом может обеспечиваться или непрерывная циркуляция охлаждающего масла в полостях поршня, или делается остывание путём взбалтывания масла в полостях поршня. Когда силы инерции ориентированы ввысь, слой масла, прилегая к днищу, отбирает от него тепло. При оборотном направлении сил инерции часть масла вытекает через особые каналы, а часть вытесняется в кармашки в полости остывания. Применение этого метода позволяет понизить температуру поршня практически на 70 градусов по сопоставлению с температурой при проточном охлаждении.

На рисунке показано размещение масляной форсунки А в нижней части цилиндра и её связь с масляным каналом в блоке мотора. На юбке поршня видна особая выемка, куда заходит масляная форсунка, когда поршень опускается к нижней мёртвой точке. Наличие выемки позволяет приблизить днище поршня к форсунке в положении поблизости НМТ. Нагретое масло после отвода тепла от днища поршня сбрасывается в картер мотора. При всем этом, естественно, увеличиваются общий уровень температуры масла, а как следует требуется завышенное остывание его в масляном холодильное. Остывание взбалтыванием обширно применяется в движках с обратно передвигающимися поршнями и движках с клапанно-щелевой системой газообмена.

Лучше, чтоб поршень имел довольно огромную длину, тогда скорость масла при ударе о днище может быть довольно высочайшей, что улучшает остывание.

На рисунке показан шатун с каналами для прохода масла под давлением, показаны зоны 1 шатунного подшипника, менее нагруженные при работе мотора, и в их — канавки для прохода масла. В итоге масло практически повсевременно подаётся из поршневой головки шатуна в полости головки поршня. Такая подача может происходить 2-мя способами, которые показаны на рисунке.

Схема А применяется для среднеразмерных движков, а схема Б — для высокооборотных. Согласно схеме А, масло проходит из сверления в теле шатуна в головку для смазки поршневого подшипника и также по канавке вокруг подшипника — в канал В в особом «башмаке», стакане, повсевременно связанном с поршнем и способном скользить по головке шатуна при его качании. Дальше масло поступает в полости остывания головки поршня, выполненные в виде спирального канала и образованного особыми приливами на днище поршня.

На схеме видна значимая неравномерность температур.

Видно, что в зоне отвода тепла от поршня через поршневые кольца в стены цилиндра температуры добиваются 200 — 220 °С, а в зоне факела пылающей консистенции, вытекающей из камеры сгорания, — до 400 °С. При всем этом температуры головки цилиндра поблизости посадочного места тарелки выпускного клапана способны достигать 650 — 700 °С. Как в движке с естественным всасыванием, так и в движке с наддувом температуры на днище поршня не должны превосходить 400°С, причём температуры внутренней части днища поршня, охлаждаемой маслом, не должны превосходить 200 °С. Последнее связано с тем, что при чрезвычайно больших температурах охлаждаемой поверхности внутренней части днища поршня масло стремительно стареет, теряет свои свойства и т.д.

Поршневая группа

Поршневую группу кривошипно-шатунного механизма образует поршень в сборе с комплектом компрессионных и маслосъемных колец, поршневым пальцем и деталями его крепления. Ее предназначение состоит в том, чтоб во время рабочего хода принимать давление газов и через шатун передавать усилие на коленчатый вал, производить другие вспомогательные такты, также уплотнять надпоршневую полость цилиндра для предотвращения прорыва газов в картер и проникания в него моторного масла.

Поршень имеет днище, уплотняющую и направляющую (юбку) части. Днище и уплотняющая часть составляют головку поршня. Днище поршня совместно с головкой цилиндра ограничивают объем камеры сгорания. В головке поршня проточены канавки для колец. При работе мотора на поршень действуют огромные механические и термические нагрузки от давления жарких газов.

Конструкция поршня должна обеспечивать таковой зазор меж поршнем и цилиндром, который исключал бы стуки поршня после пуска мотора и заклинивание его в итоге термического расширения при работе мотора под нагрузкой.

На юбке поршня делают разрезы, присваивают ему округлую форму в поперечном сечении и коническую. по высоте, создают заделку в поршень особых компенсационных пластинок из металла с малым коэффициентом термического расширения. К примеру, в поршнях неких движков с зажиганием от искры юбку делают с косым разрезом, что делает ее более упругой и позволяет устанавливать поршень с наименьшим зазором, не боясь заклинивания.

«ГТ» ДЛЯ ЧЕГО СВЕРЛЯТ ПОРШНИ при ремонте!???

При шлифовании поршню присваивают округлую форму (большая ось овала должна быть перпендикулярна оси поршневого пальца), чтоб под действием боковых усилий и нагрева юбка поршня в рабочем состоянии воспринимала цилиндрическую форму.

Потому что температура головки поршня приблизительно на 100-150°С выше, чем нижней части юбки, то внешний поперечник юбки делают больше, чем поперечник головки.

Огромную опасность представляет собой перегрев поршня из-за недостающего его остывания. При перегреве прогорает днище поршня, происходит забияк рабочей поверхности цилиндра, залегание колец и даже заклинивание поршня. Время от времени для улучшения остывания поршня на его внутреннюю поверхность направляют струю масла.

Детали поршневой группы: 1. поршень, 2. поршневой палец, 3. стопорные кольца, 4, 5. компрессионные кольца, 6. маслосъемное кольцо.

Конструкции поршней с различной формой днища представлена на рисунке

Конструкции поршней с различной формой днища (а—з) и их частей: 1 — бобышка; 2 — стена поршня; 3 — ребро; 4 — днище поршня; 5 — канавки для компрессионных колец; 6 — дренажное отверстие для отвода масла

Днища поршней могут быть плоскими (см. а), выпуклыми, вогнутыми и фигурными (рис. б—з). Их форма находится в зависимости от типа мотора и камеры сгорания, принятого метода смесеобразования и технологии производства поршней. Самой обычный и технологичной является плоская форма. В дизелях используются поршни с вогнутыми и фигурными днищами (см. рис. е—з).

Поршень дизеля КамАЗ-740 отлит из высококремнистого дюралевого сплава (время от времени поршни покрывают слоем олова для улучшения прирабатываемости) со вставкой из специального чугуна под верхнее компрессионное кольцо. Юбка поршня в поперечном сечении округлая, при этом большая ось овала перпендикулярна оси поршневого пальца. По высоте поршень имеет коническую форму: в высшей части наименьший поперечник, чем в нижней. На юбку поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки и предохранения от задиров. Не считая того, в бобышки поршня залиты железные терморегулирующие пластинки. Все это выполнено для компенсации неравномерности термический деформации поршня при работе в цилиндрах мотора, возникающей изза неравномерного рассредотачивания массы металла снутри юбки поршня. В бобышках поршня имеются отверстия для прохода масла к поршневому пальцу. В головке поршня размещена тороидальная камера сгорания, а с боковой стороны от нее в днище — две; выемки для предотвращения касания его с клапанами. Под бобышками в нижней части юбки изготовлены выемки для прохода противовесов коленчатого вала в НМТ.

В связи со сложной формой внешней поверхности поршня определять его поперечник нужно в плоскости, перпендикулярной оси поршневого пальца и на расстоянии 52,4 мм от днища поршня. В запасные части поставляются поршни классов А, С, Е. Этих классов довольно для подбора поршня к хоть какому цилиндру, потому что поршни и цилиндры разбиты на классы с неким перекрытием размеров. К примеру, к цилиндрам классов В и D) может подойти поршень класса С. Не считая того, при ремонте движков поршни обычно заменяются у изношенных цилиндров, потому к некординально изношенному цилиндру, имевшему класс В, может подойти поршень класса С.

READ  Как Добавить Масло В Бензин Для Триммера

Главное при подборе поршня обеспечение нужного монтажного зазора меж поршнем и цилиндром (0,05-0,07 мм). По поперечнику отверстия под поршневой палец поршни разделяются через 0,064 мм на три категории, обозначаемые цифрами 1, 2, 3. Класс поршня (буковка) и категория отверстия под поршневой палец (цифра) клеймятся на днище поршня. Поршни по массе в одном и том же движке подобраны с очень допустимым отклонением 2,5 г.

С шатуном поршень соединен пальцем 2 плавающего типа, стопорные кольца 3 вставляются в канавки, проточенные в бобышках, кольца ограничивают осевое смещение пальца в поршне.

Поршневой палец металлической, цементированный, трубчатого сечения, запрессован в верхнюю головку шатуна с натягом и свободно крутится в бобышках поршня. Поршневые пальцы, как и отверстия в бобышках поршня, по внешнему поперечнику разделяются на три категории через 0,004мм.

Категория пальца маркируется на его торце подходящим цветом: голубым 1-ая категория, зеленоватым 2-ая, красноватым 3-я. Собираемые палец и поршень должны принадлежать к одной категории.

Отверстие под поршневой палец смещено от оси симметрии на 2 мм в правую сторону мотора. Это уменьшает возможность возникновения стука поршня при переходе через в.м.т. Для правильной установки поршня в цилиндр около отверстия под поршневой палец имеется метка «П». Поршень должен устанавливаться в цилиндр так, чтоб метка была обращена в сторону фронтальной части мотора. Поршни, как и цилиндры, по внешнему поперечнику разделяются на 5 классов через 0,01 мм, обозначаемые знаками А, В, С, D, Е. Им соответствуют последующие поперечникы цилиндров, в мм: А 78,94-78,95; В 78,95-78,96; С 78,96-78,97; D 78,97-78,98; Е 78,98-78,99.

На поршне выполнены канавки для 2-ух компрессионных 4, 5 и 1-го маслосъемного 6 кольца. Компрессионные кольца уплотняют поршень в гильзе цилиндров и предупреждают прорыв газов через зазор меж юбкой поршня и стеной гильзы. Маслосъемные кольца снимают избытки масла со стен гильз и не допускают попадания его в камеры сгорания.

Поршневые кольца сделаны из чугуна. Время от времени маслосъемные кольца делают из стали. Для установки на поршень кольца имеют разрез, именуемый замком.

После установки в цилиндр зазор в замке должен быть в границах 0,3-0,5 мм, чтоб кольцо не заклинивало при нагревании. Замки на поршне должны размещаться на равных расстояниях друг от друга по окружности, что уменьшает прорыв газов из цилиндра.

Компрессионные кольца и в особенности 1-ое (верхнее) из их работают в томных критериях. Из-за соприкосновения с жаркими газами и большой работы трения, производимой первым кольцом, оно очень греется (до 225-275°С), что осложняет его смазку и вызывает увеличенный износ как самого кольца, так и верхнего пояса цилиндра.

Для увеличения износостойкости поверхность верхнего компрессионного кольца подвергают пористому хромированию. Другие кольца для ускорения приработки покрывают узким слоем олова либо молибдена (движок КамАЗ-740).

Поршневые кольца разрезные, в свободном состоянии их поперечник несколько больше поперечника цилиндра. Потому в цилиндре кольцо плотно прижимается к его стенам. В канавках поршня кольца образуют лабиринт с малыми зазорами, в каком газы, прорывающиеся из надпоршневого места, с одной стороны, теряют давление и скорость, а с другой — придавливают кольца к стене цилиндра.

Поршневые кольца: а. внешний облик, б. размещение колец на поршне (мотора ЗИЛ-130), в. составное маслосъемное кольцо; 1. компрессионное кольцо, 2. маслосъемное кольцо, 3. плоские железные диски, 4. осевой расширитель, 5. круговой расширитель.

Компрессионные кольца имеют разную форму поперечного сечения. Компрессионное кольцо 1 с прямоугольным сечением (а) прилегает к цилиндру по всей внешней поверхности. Для роста удельного давления кольца на зеркало цилиндра и поболее резвой приработки внешней поверхности кольцу придается коническая форма либо делается на верхней внутренней кромке кольца 1 особая выточка (6).

Маслосъемные кольца также имеют различную форму: коническую, скребковую, пластинчатую с осевым и круговым расширителями (в). При движении ввысь маслосъемное кольцо вроде бы «всплывает» в масляном слое, а при движении вниз острая кромка кольца соскабливает масло.

Маслосъемное кольцо отличается от компрессионных сквозными прорезями для прохода масла. В канавке поршня для маслосъемного кольца сверлят один или два ряда отверстий для отвода масла внутрь поршня.

Маслосъемное кольцо двигателей ЗМЗ и ЗИЛ состоит из двух стальных кольцевых дисков, осевого 4 и радиального 5 расширителей. Вследствие быстрой прирабатываемости и упругости стальные маслосъемные кольца хорошо прилегают к гильзе цилиндра.

Шатун соединяет поршень с кривошипом коленчатого вала и, преобразуя возвратно-поступательное движение поршневой группы во вращательное движение коленчатого вала, совершает сложное движение, подвергаясь при этом действию знакопеременных ударных нагрузок. В двигателе шатун подвергается воздействию значительных переменных нагрузок, изменяющихся от растяжения к сжатию. Поэтому он должен быть прочным, жестким и легким. Шатуны изготавливаются из стали литьем или горячей штамповкой. На спортивных автомобилях могут устанавливаться шатуны из титанового сплава. Шатун состоит из трех конструктивных элементов: стержня 2, верхней (поршневой) головки 1 и нижней (кривошипной) головки 3. Стержень шатуна обычно имеет двутавровое сечение. В верхнюю головку для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку 6 с отверстием для подвода масла к трущимся поверхностям. Нижнюю головку шатуна для обеспечения возможности сборки с коленчатым валом выполняют разъемной. У бензиновых двигателей разъем головки обычно расположен под углом 90° к оси шатуна. У дизелей нижняя головка шатуна 7, как правило, имеет косой разъем. Крышка 4 нижней головки крепится к шатуну двумя шатунными болтами, точно подогнанными к отверстиям в шатуне и крышке для обеспечения высокой точности сборки. Чтобы крепление не ослабло, гайки болтов стопорят шплинтами, стопорными шайбами или контргайками. Отверстие в нижней головке растачивают в сборе с крышкой, поэтому крышки шатунов не могут быть взаимозаменяемыми.

Конструкция шатуна различается в зависимости от типа двигателя и его компоновочной схемы (рисунок 6). Длина шатуна во многом определяет высоту двигателя. Шатун условно разделяется на три части: стержень, поршневую и кривошипную головки.

Детали шатунной группы: 1 — верхняя головка шатуна; 2 — стержень; 3 — нижняя головка шатуна; 4 — крышка нижней головки; 5 — вкладыши; 6 — втулка; 7 — шатун дизеля; S — основной шатун сочлененного шатунного узла

Стержень шатуна имеет, как правило, двутавровое сечение. Встречаются шатуны с круглым, прямоугольным, крестообразным, Н-образным сечением стержня. Для подачи масла к подшипнику поршневой головки в стержне шатуна выполнен канал.

Поршневая головка представляет собой цельную проушину, в которую с натягом установлена втулка – подшипник скольжения для вращения поршневого пальца. Втулка изготавливается бронзовой или биметаллической (сталь со свинцом, оловом). Устройство поршневой головки определяется размером поршневого пальца и способом его крепления. Для снижения массы шатуна и уменьшения нагрузки на поршневой палец на некоторых двигателях используются шатуны с трапециевидной формой поршневой головки.

Кривошипная головка обеспечивает соединение шатуна с коленчатым валом. На большинстве двигателей кривошипная головка выполняется разъемной, что обусловлено технологией сборки ДВС. Нижняя часть головки (крышка) соединяется с шатуном с помощью болтов. Реже используется штифтовое или бандажное соединение частей кривошипной головки. Разъем может быть прямым (перпендикулярный оси стержня) или косым (под углом к оси стержня). Косой разъем применяется, в основном, на V-образных двигателях и позволяет сделать блок двигателя более компактным.

Для противодействия поперечным силам стыковые поверхности кривошипной головки выполняются профилированными. Различают зубчатое, замковое (прямоугольные выступы) соединение. Самым популярным в настоящее время является соединение частей головки, полученное способом контролированного раскалывания, т.н. сплит-разъем. Разлом обеспечивает высокую точность стыковки частей.

Толщина кривошипной головки определяет длину блока цилиндров. Особенно это актуально для V- и W-образных двигателей. К примеру, толщина нижней головки шатуна двигателя W12 от Audi составляет всего 13 мм.

Для уменьшения трения в соединении шатуна с коленчатым валом и облегчения ремонта двигателя в кривошипной головке размещается шатунный подшипник, состоящий из двух вкладышей 5, залитых антифрикционным сплавом. Вкладыши изготавливаются многослойными – двух, трех, четырех и даже пятислойными. Самые ходовые двух и трехслойные вкладыши. Двухслойный вкладыш представляет собой стальную основу, на которую нанесено антифрикционное покрытие. В трехслойном вкладыше стальную основу и антифрикционный слой разделяет изоляционная прокладка.

Внутренняя поверхность вкладышей точно подогнана к шейкам коленчатого вала. Для фиксации вкладышей относительно головки они имеют отогнутые усики, входящие в соответствующие пазы головки. Подвод масла к трущимся поверхностям обеспечивают кольцевые проточки и отверстия во вкладышах.

Для обеспечения хорошей уравновешенности деталей кривошипно-шатунного механизма шатунные группы одного двигателя (как и поршневые) должны иметь одинаковую массу с соответствующим ее распределением между верхней и нижней головками шатуна.

В V-образных двигателях иногда используются сочлененные шатунные узлы, состоящие из спаренных шатунов. Основной шатун 8, имеющий обычную конструкцию, соединен с поршнем одного ряда. Вспомогательный прицепной шатун, соединенный верхней головкой с поршнем другого ряда, нижней головкой шарнирно крепится с помощью пальца к нижней головке основного шатуна.

Вкладыш, установленный в шатуне, нагружен больше, чем вкладыш, расположенный в крышке шатуна. На вкладыши, расположенные в шатунах, через поршни и шатуны воздействует давление газов (при сгорании топлива в цилиндрах) и поэтому эти вкладыши изнашиваются больше. Вкладыши, расположенные в крышках шатунов, меньше нагружены и практически изнашиваются незначительно.

Сверление и развертывание отверстий, нарезание резьбы

Отверстия в различных изделиях высверливают сверлами, устано в ленными в сверлильные станки, дрели, коловороты. В слесарном деле чаще вceгo применяются спиральные сверла, так как они легко сверлят и дают чистое отверстие более точных размеров.

Спиральные сверла выпускаются стандартных диаметров с yглом заточки (угол при вершине сверла) большей частью в 116 о. Сверло с таким углом заточки пригодно для сверления как твердых, так и мягких материалов.

Существуют данные по заточке сверл для металлов различной твердости, однако изменение угла заточки вызывает необходимость изменения формы канавок для отвода стружок. Поэтому у спиральных сверл нежелательно изменять угол заточки, так как это при водит к быстрому износу инструмента.

Сверла затачивают на специальных станках или вручную на наждачном кpyгe. Правильность заточки проверяют по специальному шаблону. У хорошо заточенного сверла режущие кромки должны быть совершенно одинаковой длины и расположены под одинаковым углом к оси сверла. Середина перемычки должна находиться на оси сверла и образовывать с режущей кромкой угол в 55 о.

Задний угол заточки шаблоном не проверяют, однако он должен быть равен 6 о у наружной поверхности сверла и увеличиваться по направлению к eгo оси до 20 о. При несоблюдении этих правил заточки сверло будет бить, уходить в сторону, плохо брать стружку и быстро нагреваться, а полученное отверстие будет неправильным.

Сверла (слева. спиральное, справо. перовое)

При отсутствии спиральных сверл нужного диаметра или длины можно употреблять сверла перовые. Их легко изготовить самостоятельно из прутка угледистой инструментальной стали. Для этого пруток необходимых размеров нагревают и расплющивают на одном конце в виде лопатки.

Этот конец закаливают, а затем затачивают на наждачном круге так, чтобы при вершине сверла образовались режущие кромки под нужным углом заточки. Для сверления стали угол заточки берется равным 120 о. для латуни. 90 о. для алюминия 80 о.

Для высверливания отверстия выбранное сверло вставляют до отказав патрон дрели и слегка зажимают. Затем проверяют, чтобы сверло не било при вращении, и зажимают в патроне возможно сильнее.

Перед началом сверления необходимо углубить каждый центр намеченных отверстий путем повторного кернения, а затем изделие закрепить в тисках на верстаке так, чтобы оно не гнулось и не перемещалось в процессе сверления.

Сверло, сначала нужно установить перпендикулярно к поверхности изделия, затем, медленно и осторожно высверлив небольшое углубление, проверить, совпало ли сверло с центром накернения.

Если оно отошло от центра, то надо произвести более глубокое накернение либо прорубить крейцмейселем две-три лучевые канавки от центра углублении в ту сторону, куда надо подать сверло. В этом случае сверло будет брать большую стружку там, где нанесены канавки, и переместится в нужную сторону.

Если на этот раз получится эксцентричность, то необходимо произвести новое накернение, просверлить отверстие тонким сверлом, а затем сверлом нужного диаметра. Нажим на сверло должен быть таким, чтобы оно подавало равномерную стружку. При выходе сверла из металла необходимо уменьшить нажим, так как в этот момент сверло захватывает большую стружку и может сломаться.

При сверлении глубоких отверстий необходимо чаще вынимать сверло и освобождать eгo от застрявших стружек. Кроме того, для уменьшения нагрева сверла нужно кисточкой вносить в отверстие капли смазки. При этом получится более чистое и точных размеров отверстие.

При сверлении стали, ковкого чугуна, красной меди и латуни применяется минеральное масло или мыльная вода, а при сверлении алюминия мыльная вода и керосин. Серый чугун и бронзу сверлят всухую.

Большое отверстие сверлится в два перехода. Вначале отверстие сверлят сверлом малого диаметра, а затем сверлом нужного диаметра. Такой метод вызван тем, что сверла меньшегo диаметра легче устанавливаются в точке сверления. Кроме тoгo, отверстие получается более правильным и более точных размеров.

Особенно осторожно нужно работать электрической дрелью с тонкими и длинными сверлами. В таких случаях работающему необходимо принять удобное и устойчивое положение. Дрель нужно направить так, чтобы ось сверла совпадала с осью будущего отверстия.

Желательно закончить сверление с одногo раза, не вынимая сверла из отверстия и не отклоняя дрель в сторону, так как малейший наклон дрели ведет к поломке сверла. В этом случае подача нужна очень малая, а если дрель находится вертикальном положении, то подачу сверла осуществляют тяжестью собственного веса дрели.

READ  Сколько Нужно Масла Для Косилки

При сверлении больших и фигурных отверстий в листовом металле предварительно высверливают ряд маленьких отверстий одно возле другого так, чтобы они почти доходили до разметочной косильной лески. Промежутки между этими отверстиями прорубают крейцмейселем, а неровности спиливают напильником. Отверстия в деталях цилиндрической формы высверливают на подставке с вырезанным углублением.

Развертыванием называют технологический процесс обработки отверстий разверткой. Развертывание отверстий производится при сборке деталей, когда требуется отверстие несколько большего диаметра или большая точность и чистота eгo отделки, например для калибровки отверстии втулок.

В слесарном деле применяются ручные развертки цилиндрической и конусной формы. Ручные развертки имеют большую заборную (рабочую) часть, а хвост их имеет квадрат для надевания воротка.

Конусные развертки применяются для зачистки и правки конусных отверстий. Конусными развертками удобно также расширять отверстия в листовом материале, в шасси блоков. Развертки изготавливаются комплектно, по три штуки в комплекте (черновая, переходная и чистовая) или по две (переходная и чистовая).

Расширение отверстий на конус для потайных головок шурупов, винтов и заклепок производится конической зенковкой.

Вращать развертку при ручной работе следует воротком, для чего оставить ее в квадратное отверстие воротка.

Перед применением развертки необходимо проверить на ощупь все ее резцы и при обнаружении заусениц устранить их. Для получения отверстия точных размеров предварительно высверливают отверстие сверлом, диаметр которого меньше требующегося диаметра отверстия на 0,2. 0,4 мм, что обспечивает запас материала на развертывание.

Изделие зажимают в тисках таким образом, чтобы отверстие находилось в вертикальном положении. Затем переходную развертку оставляют нижней частью в отверстие и вращают ее воротком в сторону направления острия зубцов. Для получения отверстия более точных размеров после переходной развертки применяют чистовую. Вращать развертку необходимо с нажимом, прогоняют через отверстие. Нельзя вращать развертку в обратную сторону.

В ремонтном деле резьбу нарезают в основном вручную. Для нарезки внутренней резьбы служат метчики, а для нарезки внешней резьбы плашки и винтовальные доски.

Метчики по способу применения разделяются на ручные (слесарные) и машинные.

Ручные метчики выпускаются комплектами. В комплект входят три метчика: черновой (первый), средний (второй) и чистовой (третий). Все три метчика изготовлены так, чтобы толщина стружки, срезаемой каждым метчиком, была более или менее одинаковой. Третий метчик применяется последним для отделки и калибровки резьбы.

Очень важно правильно выбрать диаметр сверла для сверления отверстий под резьбу.

Для нарезки резьбы в таких мягких металлах, как медь или алюминий, диаметр отверстия необходимо брать несколько большим, так как при нарезке, такие металлы выдавливаются, вызывая заедание метчика и задирание резьбы.

Резьбу нарезают следующим образом: изделие зажимают в тиски, а в отверстие возможно точнее вставляют конец первoгo метчика и нажимают на нeгo при помощи воротка.

В начале работы вороток берут правой рукой, обхватывая метчик большим, средним и указательным пальцами, и с небольшим нажимом медленно вращают метчик по часовой стрелке, сохраняя eгo вертикальное положение. Как только метчик начнет забирать стружку, переходят на вращение обеими руками. Сделав один оборот вправо, делают полоборота влево и т. д. Пройдя отверстие первым метчиком, заменяют eгo вторым, а затем третьим.

При длине нарезки до 5 мм обходятся только первым и третьим метчиками, а для нарезки менее точных резьб достаточно применить два первых метчика. При нарезке глубоких отверстий следует чаще вывинчивать метчик и очищать eгo кисточкой от стружек, а место нарезки смазывать двумя-тремя каплями масла. Отверстия в бронзе и сером чугуне нарезают всухую.

Для нарезки наружной резьбы служат плашки и винтовальные доски. Плашки бывают круглые (разрезные и неразрезные). Их называют еще лерками. Для работы плашку вставляют в специальный клупп с прижимными винтами.

Нарезка резьбы круглыми плашками и винтовальными досками производится также, как и метчиками. При нарезке плашками важно, чтобы диаметр стержня был немного меньше наружного диаметра нарезки плашек.

Болт для нарезки закрепляют в тисках и сверху слегка закругляют напильником для лучшего схватывания плашкой. Смазав болт маслом, надевают сверху плашку и, сильно нажимая на нее, одновременно поворачивают клупп вправо. Как только плaшка возьмет стружку, клупп вращают так же, как при работе с метчиком, т. е. после каждогo полного оборота делают пол-оборота назад. Резьбу нарезают за один-два прохода.

Сверление поршней для отвода масла

Поршень. При рабочем ходе поршень воспринимает и передает через палец шатуну силу давления газов и, нагреваясь, отводит от них теплоту через кольца в стенки цилиндра. При вспомогательных тактах с помощью поршня создается разрежение в цилиндре для впуска воздуха или горючей смеси, сжимается этот воздух (или смесь) и выталкиваются из цилиндра отработавшие газы. В двухтактных двигателях поршень, кроме того, открывает и закрывает окна газораспределения.

Работая в условиях высоких температур и больших давлений, поршень испытывает также значительные нагрузки от сил инерции, вызванные переменной скоростью движения. К тому же трущиеся поверхности поршня и колец нельзя обильно смазывать во избежание попадания масла в камеру сгорания.

Изготавливают поршень из легкого, но прочного алюминиевого сплава, обладающего высокой теплопроводностью и небольшим коэффициентом трения. Различают четыре части поршня: днище А, головку Б, юбку В и бобышки Г.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Днище поршня карбюраторных двигателей плоское, поэтому проще в изготовлении и меньше нагревается при работе. Днище поршня двухтактных двигателей для лучшей продувки цилиндров выпуклое. В днище поршня дизелей имеется выемка — часть камеры сгорания. Форма выемки способствует лучшему перемешиванию воздуха с поступающим в цилиндр топливом и более полному его сгоранию. Для улучшения смесеобразования камеру сгорания смещают от оси поршня на 1…3 мм в сторону форсунки, а для увеличения прочности и улучшения отвода теплоты днище поршня делают массивным и с внутренними ребрами.

Головка поршня имеет четыре (в дизелях) или три (в карбюраторных двигателях) канавки под кольца. Вместе с кольцами она служит уплотняющей частью поршня. В нижней канавке и под ней просверлены отверстия 5 для отвода масла, снимаемого кольцом со стенок цилиндра. В головке поршня дизелей СМД.62, КамАЗ-740, СМД.18Н, Д-245 имеется чугунная или стальная вставка под верхнее поршневое кольцо. Она в 2…3 раза уменьшает изнашивание канавки по высоте.

В приливах под головкой поршня (бобышках) сделаны отверстия под поршневой палец и для подвода масла к нему, а также кольцевые канавки для стопорных колец. У поршней некоторых Двигателей с наружной стороны бобышек выполнены неглубокие выемки — холодильники. В них накапливается масло, охлаждающее бобышки.

Юбка поршня направляет движение поршня в цилиндре. В дизелях А-41, Д-240, ЯМЗ.240Б и Д-144 на ней проточена канавка для пятого поршневого кольца. Иногда нижний торец юбки выполнен в виде скребка, счищающего масло с зеркала цилиндра. Нижняя утолщенная часть придает ей жесткость.

Юбка поршня некоторых дизелей под бобышками укорочена. Благодаря этому снижается масса, а щеки коленчатого вала не задевают за поршень. Юбку делают конусной или бочкообразной, овальной в сечении, а у карбюраторных автомобильных двигателей еще и с разрезами. Это позволяет получить наименьший зазор между ней и стенками цилиндра в холодном двигателе и предупредить заклинивание поршня при его нагревании.

У нагревшегося во время работы поршня форма юбки приближается к цилиндрической, а зазор становится минимальным. Разрез юбки несколько ослабляет ее прочность, поэтому при установке поршня в цилиндр разрез нужно расположить со стороны наименьшего давления на цилиндр.

Некоторые конструктивные особенности. Для свободного перемещения поршня в цилиндре между ними имеется зазор, который выбирают так, чтобы расширяющийся от нагревания поршень не заклинило в цилиндре и было обеспечено образование масляной пленки. Излишне большой зазор может вызвать стук поршня о стенку цилиндра. Так как верхняя часть поршня нагревается больше нижней, вверху диаметр его несколько меньше, чем внизу.

Поверхность поршня нередко покрывают тонким слоем олова, чтобы улучшить его приработку и уменьшить изнашивание в первоначальный период работы. По массе, диаметрам юбки и отверстия под поршневой палец поршни делятся на несколько групп. Метки группы проставлены на днище поршня. На двигатель ставят поршни и цилиндры одинаковых групп. На некоторых поршнях имеются стрелки или иные обозначения, указывающие правильное расположение поршня в цилиндре.

Поршневые кольца. От их состояния зависят работоспособность и длительность нормальной работы двигателя. На поршне установлено от трех до пяти колец

Компрессионные кольца установлены в верхней части поршня и нужны для уплотнения между цилиндром и поршнем. Они свободно входят в канавки поршня, но не пропускают газы из надпоршневого пространства в картер, и передают теплоту от нагретого поршня охлаждаемым стенкам цилиндра.

Кольца отливают из специального чугуна. Наружный диаметр кольца, имеющего вырез в стыке (замок), больше внутреннего диаметра цилиндра и свободно входит в канавку поршня. При установке поршня с кольцами в цилиндр за счет выреза их сжимают. Силой упругости, а также давлением газов, проникающих в канавку поршня, кольцо плотно, без просвета, прижимается к зеркалу цилиндра по всей окружности.

В сечении поршневые кольца имеют разную форму. Верхнее кольцо наиболее нагружено от давления газов, сильно нагревается и работает при недостаточном смазывании. Оно прямоугольного сечения и прижимается к зеркалу цилиндра всей рабочей поверхностью. Чтобы эта поверхность кольца истиралась меньше, ее покрывают тонким пористым слоем хрома. Хром стоек против истирания, а его поры заполняются маслом. Кольцо тоже прямоугольного сечения, но с внутренней выточкой или фаской. Сопротивление изгибу такого кольца в верхней части уменьшается благодаря выточке. Поэтому при установке в цилиндр кольцо «скручивается» и прижимается к зеркалу цилиндра нижней кромкой. При этом края его торца упираются в верхнюю и нижнюю плоскости канавки, чем устраняется осевое перемещение кольца в ней, а его уплотняющее действие улучшается.

Кольцо — прямоугольное, но с небольшим наклоном рабочей поверхности. Рабочая поверхность кольца 4 бочкообразной формы и хромирована, поэтому лучше скользит по масляной пленке зеркала цилиндра; соприкасающиеся поверхности изнашиваются меньше.

Рабочая поверхность кольца наклонена под углом от 30’ до 90’, поэтому кольцо называется «минутным». У кольца наклон рабочей поверхности больше (до 10°). При движении поршня вверх масляная пленка, имеющаяся на зеркале цилиндра, подобно клину отжимает такое кольцо от поверхности трения, а при движении поршня вниз кольцо счищает масло с этой поверхности.

В кольце имеется проточка на нижней рабочей поверхности. Так образуется скребок для лучшего снятия масла с зеркала цилиндра. Сечение кольца представляет собой одностороннюю трапецию с наклоном к центру кольца. Трапециевидные кольца лучше прилегают к зеркалу и при появлении нагара в канавках не заклинивают в них.

Во время движения поршня кольца прижимаются то к верхним, то к нижним плоскостям канавок и создают этим необходимое уплотнение, препятствующее прорыву газов в картер через канавки. Однако при этом компрессионные кольца могут перекачивать в камеру сгорания масло, снимаемое ими со стенок цилиндра: когда поршень движется вниз, масло собирается в зазоре между кольцом и нижней плоскостью канавки, а когда перемещается вверх, это масло выдавливается в зазор между кольцом и верхней плоскостью канавки. Разрежение в цилиндре при такте впуска тоже способствует этому.

Маслосъемное кольцо установлено ниже компрессионных и необходимо для предотвращения чрезмерного поступления масла в камеру сгорания. Оно направляет снятое со стенок цилиндра масло в картер. Масло будет сниматься больше,

если увеличить удельное давление кольца на зеркало цилиндра. Для этого сечение кольца коробчатое. Сила упругости этого широкого кольца передается зеркалу цилиндра через две узкие рабочие кромки, между которыми имеется проточка и сквозные щели для отвода масла в картер.

В некоторых двигателях давление кольца на стенку цилиндра повышают установкой в канавку пружинящего радиального расширителя А в форме многогранника. Вместо одного кольца коробчатого сечения в канавку ставят два кольца 10 скребкового типа, иногда с общим радиальным расширителем.

В качестве радиального расширителя используют также упругую витую пружину Б с пропущенной в нее стальной проволокой.

Маслосъемное кольцо — сборное, состоит из двух тонких с хромированными рабочими кромками разрезных колец В, распираемых осевым Г и радиальным А расширителями. Вместо двух расширителей А и Г иногда ставят один тангенциальный расширитель Д.

В замках поршневых колец, вставленных в цилиндр, должен быть зазор для их расширения (удлинения) при нагревании. Чтобы Затруднить прорыв газов через этот зазор, его делают как можно меньшим, а замки соседних колец разводят в противоположные стороны по окружности, но так, чтобы они не оказались против бобышек поршня. На каждом изучаемом двигателе имеется свой набор поршневых колец (форма их сечения рассматривается на лабо-раторно-практических занятиях).

Поршневые пальцы шарнирно соединяют поршни с шатунами. Палец стальной, для облегчения пустотелый. Наружную его поверхность цементуют на глубину 1…2 мм, а затем шлифуют и полируют. Поэтому его трущаяся поверхность — твердая и износостойкая, а сердцевина остается вязкой и выдерживает большие ударные нагрузки. Во втулку головки шатуна палец вставляют с небольшим зазором, а в бобышки поршня — без зазора. Во время работы двигателя между нагретыми бобышками и пальцем появляется зазор, тогда палец может свободно поворачиваться и в шатуне, и в бобышках, поэтому его называют плавающим. От продольного смещения в бобышках палец удерживается двумя пружинящими стопорными кольцами.