Piest je súčasťou motora automobilu. Zariadenie, výmena, inštalácia piestu

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:22

Piest je jedným z prvkov kľukového mechanizmu, na ktorom je založený princíp činnosti mnohých spaľovacích motorov. Tento článok pojednáva o dizajne a vlastnostiach týchto častí.

Definícia

Piestom je časť, ktorá vykonáva vratné pohyby vo valci a zabezpečuje transformáciu zmien tlaku plynu na mechanickú prácu.

Destination

Za účasti týchto častí sa realizuje termodynamický proces motora. Keďže piest je jedným z prvkov kľukového mechanizmu, vníma tlak produkovaný plynmi a prenáša silu na ojnicu. Navyše zabezpečuje utesnenie spaľovacej komory a odvod tepla z nej.

Design

Piestom je trojdielna časť, to znamená, že jeho konštrukcia obsahuje tri komponenty, ktoré plnia rôzne funkcie, a dve časti: hlavu, ktorá kombinuje spodnú a tesniacu časť, a vodiacu časť, ktorú predstavuje sukňa.

Spodok

Môže to byť inéforma závisí od mnohých faktorov. Napríklad konfigurácia spodnej časti piestov spaľovacieho motora je určená umiestnením iných konštrukčných prvkov, ako sú dýzy, sviečky, ventily, tvar spaľovacej komory, vlastnosti procesov, ktoré sa v nej vyskytujú, celkový dizajn motora atď. V každom prípade určuje vlastnosti prevádzky.

Existujú dva hlavné typy konfigurácie koruny piesta: konvexné a konkávne. Prvý poskytuje väčšiu pevnosť, ale zhoršuje konfiguráciu spaľovacej komory. S konkávnym dnom má spaľovacia komora, naopak, optimálny tvar, ale karbónové usadeniny sa ukladajú intenzívnejšie. Menej často (v dvojtaktných motoroch) sa vyskytujú piesty s dnom reprezentovaným výstupkom reflektora. To je potrebné pri fúkaní pre riadený pohyb produktov spaľovania. Časti benzínových motorov majú zvyčajne ploché alebo takmer ploché dno. Niekedy majú drážky na úplné otvorenie ventilov. V motoroch s priamym vstrekovaním sa piesty vyznačujú zložitejšou konfiguráciou. V dieselových motoroch sa vyznačujú prítomnosťou spaľovacej komory v spodnej časti, ktorá poskytuje dobré vírenie a zlepšuje tvorbu zmesi.

Väčšina piestov je jednostranná, hoci existujú aj obojstranné verzie, ktoré majú dve dná.

Vzdialenosť medzi drážkou prvého kompresného krúžku a spodkom sa nazýva nástrelná zóna piestu. Veľmi dôležitá je hodnota jeho výšky, ktorá je pri dielcoch z rôznych materiálov rôzna. V každom prípade výška ohnivého kruhu ďalejlimity minimálnej prípustnej hodnoty môžu viesť k vyhoreniu piesta a deformácii sedla horného kompresného krúžku.

Časť tesnenia

Tu sú škrabky na olej a kompresné krúžky. Pre diely prvého typu majú kanály priechodné otvory pre olej odstránený z povrchu valca, aby vstúpil do piestu, odkiaľ vstupuje do olejovej vane. Niektoré majú okraj z nehrdzavejúcej ocele s drážkou pre horný kompresný krúžok.

Piesne krúžky vyrobené z liatiny slúžia na vytvorenie tesnenia medzi piestom a valcom. Preto sú zdrojom najväčšieho trenia v motore, pričom straty tvoria 25 % celkových mechanických strát v motore. Počet a umiestnenie krúžkov sú určené typom a účelom motora. Najčastejšie sa používajú 2 kompresné krúžky a 1 krúžok na stieranie oleja.

Kompresné krúžky plnia úlohu zabránenia prenikaniu plynov zo spaľovacej komory do kľukovej skrine. Najväčšie zaťaženie dopadá na prvý z nich, preto je v niektorých motoroch jeho drážka vystužená oceľovou vložkou. Kompresné krúžky môžu byť lichobežníkové, kužeľovité, súdkovité. Niektoré z nich majú výrez.

Krúžok na stieranie oleja slúži na odstránenie prebytočného oleja z valca a zabraňuje jeho vniknutiu do spaľovacej komory. Má na to otvory. Niektoré varianty majú pružinový expandér.

Vodiaca časť (sukňa)

Má súdkovitý (krivočiary) alebo kužeľový tvar na kompenzáciu tepelnej rozťažnosti. Na nejpre piestny čap sú dva výstupky. V týchto oblastiach má sukňa najväčšiu hmotnosť. Okrem toho sú pozorované najväčšie teplotné deformácie pri zahrievaní. Na ich zníženie sa používajú rôzne opatrenia. V spodnej časti sukne môže byť krúžok na stieranie oleja.

Na prenos sily z piestu alebo naň sa najčastejšie používa kľuka alebo tyč. Na spojenie tejto časti s nimi slúži piestny čap. Je vyrobený z ocele, má rúrkový tvar a je možné ho inštalovať niekoľkými spôsobmi. Najčastejšie sa používa plávajúci prst, ktorý sa dá počas prevádzky otáčať. Aby sa zabránilo posunutiu, je upevnený poistnými krúžkami. Pevné upevnenie sa používa oveľa menej často. Tyč v niektorých prípadoch slúži ako vodidlo a nahrádza plášť piesta.

Materiály

Piest motora môže byť zložený z rôznych materiálov. V každom prípade musia mať také vlastnosti, ako je vysoká pevnosť, dobrá tepelná vodivosť, antifrikčné vlastnosti, odolnosť proti korózii a nízky koeficient lineárnej rozťažnosti a hustoty. Na výrobu piestov sa používajú zliatiny hliníka a liatina.

Liatina

Vyznačuje sa vysokou pevnosťou, odolnosťou proti opotrebovaniu a nízkym koeficientom lineárnej rozťažnosti. Posledná uvedená vlastnosť umožňuje takýmto piestom pracovať s malými vôľami, čím sa dosiahne dobré utesnenie valca. Avšak vzhľadom na značnú špecifickú hmotnosť sa liatinové diely používajú iba v tých motoroch, kde vratné hmoty majú silyzotrvačnosť, ktorá predstavuje nie viac ako šestinu tlakových síl na spodok plynového piestu. Okrem toho v dôsledku nízkej tepelnej vodivosti dosahuje zahrievanie spodnej časti liatinových častí počas prevádzky motora 350-450 ° C, čo je obzvlášť nežiaduce pre možnosti karburátorov, pretože to vedie k zapáleniu žeravením.

Hliník

Tento materiál sa najčastejšie používa na piesty. Je to spôsobené nízkou mernou hmotnosťou (hliníkové diely sú o 30% ľahšie ako liatinové diely), vysokou tepelnou vodivosťou (3-4 krát väčšia ako u liatiny), ktorá zaisťuje ohrev dna na maximálne 250° C, čo umožňuje zvýšiť kompresný pomer a zabezpečiť lepšie plnenie valcov a vysoké klzné vlastnosti. Súčasne má hliník koeficient lineárnej rozťažnosti, ktorý je 2-krát väčší ako koeficient liatiny, čo núti vytvárať veľké medzery medzi stenami valca, to znamená, že rozmery hliníkových piestov sú menšie ako rozmery liatiny. identické valce. Okrem toho majú takéto časti nižšiu pevnosť, najmä pri zahrievaní (pri 300 ° C sa znižuje o 50-55%, zatiaľ čo pre liatinu - o 10%).

Na zníženie stupňa trenia sú steny piestov potiahnuté antifrikčným materiálom, ktorý sa používa ako grafit a sulfid molybdénu.

Vykurovanie

Ako už bolo spomenuté, počas prevádzky motora sa môžu piesty zahriať až na 250-450 °C. Preto je potrebné prijať opatrenia zamerané ako na zníženie zahrievania, tak aj na kompenzáciu ním spôsobenej tepelnej rozťažnosti.podrobnosti.

Na chladenie piestov sa používa olej, ktorý sa do nich dodáva rôznymi spôsobmi: vytvárajú vo valci olejovú hmlu, rozprašujú ju cez otvor v ojnici alebo tryskou, vstrekujú do prstencový kanál, cirkulujú cez rúrkovú cievku na dne piestu.

Na kompenzáciu teplotných deformácií v oblastiach prílivu a odlivu sú obruby otočené na oboch stranách kovu do hĺbky 0,5-1,5 mm vo forme štrbín v tvare U alebo T. Takéto opatrenie zlepšuje jeho mazanie a zabraňuje vzniku ryhovania z teplotných deformácií, preto sa tieto vybrania nazývajú chladničky. Používajú sa v kombinácii s kónickou alebo súdkovitou sukňou. To kompenzuje jeho lineárnu expanziu v dôsledku skutočnosti, že pri zahriatí má sukňa valcový tvar. Okrem toho sa používajú kompenzačné vložky, aby priemer piesta podliehal obmedzenej tepelnej rozťažnosti v rovine výkyvu ojnice. Vodiacu časť je tiež možné izolovať od hlavy, ktorá je vystavená najväčšiemu teplu. Nakoniec steny sukne získajú pružné vlastnosti aplikovaním šikmého rezu pozdĺž celej jej dĺžky.

Výrobná technológia

Podľa spôsobu výroby sa piesty delia na liate a kované (lisované). Časti prvého typu sa používajú na väčšine automobilov a pri ladení sa používa výmena piestov za kované. Kované možnosti sa vyznačujú zvýšenou pevnosťou a odolnosťou, ako aj nižšou hmotnosťou. Preto inštalácia piestov tohto typu zvyšuje spoľahlivosť a výkon motora. Toto je obzvlášť dôležité pre motory pracujúce v podmienkach zvýšeného tlakuzaťaženie, zatiaľ čo liate diely stačia na každodenné použitie.

Aplikácia

Piestok je multifunkčná časť. Preto sa používa nielen v motoroch. Existuje napríklad piest brzdového strmeňa, pretože funguje podobným spôsobom. Kľukový mechanizmus sa tiež používa na niektorých modeloch kompresorov, čerpadiel a iných zariadení.