Pít tông là một bộ phận của động cơ ô tô. Thiết bị, thay thế, lắp đặt piston

2024 Tác giả: Erin Ralphs | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-19 19:59

Piston là một trong những bộ phận của cơ cấu tay quay, dựa trên nguyên lý hoạt động của nhiều loại động cơ đốt trong. Bài viết này thảo luận về thiết kế và tính năng của những bộ phận này.

Định nghĩa

Piston là bộ phận thực hiện chuyển động qua lại trong xi lanh và đảm bảo biến đổi áp suất khí thành công cơ học.

Điểm đến

Với sự tham gia của các bộ phận này, quá trình nhiệt động của động cơ được thực hiện. Vì piston là một trong những phần tử của cơ cấu tay quay, nó nhận biết áp suất do khí sinh ra và truyền lực đến thanh truyền. Ngoài ra, nó đảm bảo sự bít kín của buồng đốt và loại bỏ nhiệt ra khỏi nó.

Thiết kế

Pít tông là một bộ phận ba phần, nghĩa là, thiết kế của nó bao gồm ba thành phần thực hiện các chức năng khác nhau và hai phần: phần đầu, kết hợp phần đáy và phần niêm phong, và phần dẫn hướng, được đại diện bởi váy.

Đáy

Có thể có khác nhauhình thức phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Ví dụ, cấu hình của đáy piston của động cơ đốt trong được xác định bởi vị trí của các phần tử kết cấu khác, chẳng hạn như vòi phun, đèn cầy, van, hình dạng của buồng đốt, tính năng của các quá trình xảy ra trong đó, thiết kế tổng thể của động cơ, v.v. Trong mọi trường hợp, nó quyết định các tính năng hoạt động.

Có hai loại cấu hình trục piston chính: lồi và lõm. Loại đầu tiên cung cấp sức mạnh lớn hơn, nhưng làm xấu đi cấu hình của buồng đốt. Với đáy lõm, ngược lại, buồng đốt có hình dạng tối ưu, nhưng các cặn carbon được lắng đọng nhiều hơn. Ít phổ biến hơn (trong động cơ hai thì) có các pít-tông có đáy được biểu thị bằng phần nhô ra phản xạ. Điều này là cần thiết khi thổi cho chuyển động có hướng của các sản phẩm cháy. Các bộ phận của động cơ xăng thường có đáy phẳng hoặc gần như phẳng. Đôi khi chúng có rãnh để mở hoàn toàn các van. Trong các động cơ phun xăng trực tiếp, các piston được đặc trưng bởi một cấu hình phức tạp hơn. Trong động cơ diesel, chúng được phân biệt bởi sự hiện diện của một buồng đốt ở phía dưới, giúp tạo xoáy tốt và cải thiện sự hình thành hỗn hợp.

Hầu hết các piston là một mặt, mặc dù cũng có những phiên bản hai mặt có hai đáy.

Khoảng cách giữa rãnh của vòng nén thứ nhất và đáy được gọi là vùng nung của piston. Giá trị chiều cao của nó là rất quan trọng, giá trị này khác nhau đối với các bộ phận làm bằng vật liệu khác nhau. Trong mọi trường hợp, chiều cao của vòng lửa vượt quágiới hạn của giá trị tối thiểu cho phép có thể dẫn đến cháy piston và biến dạng chỗ ngồi của vòng nén phía trên.

Phần niêm phong

Đây là bộ gạt dầu và vòng nén. Đối với các bộ phận của loại thứ nhất, các rãnh này có các lỗ thông qua để dầu thoát ra khỏi bề mặt xi lanh đi vào piston, từ đó nó đi vào chảo dầu. Một số có vành thép không gỉ với rãnh cho vòng nén trên cùng.

Vòng piston, làm bằng gang, dùng để tạo độ khít giữa piston và xylanh. Do đó, chúng là nguồn gây ra ma sát lớn nhất trong động cơ, tổn thất từ đó lên tới 25% tổng tổn thất cơ học trong động cơ. Số lượng và vị trí của các vòng được xác định bởi loại và mục đích của động cơ. Thường được sử dụng nhất là 2 vòng nén và 1 vòng gạt dầu.

Vòng nén thực hiện nhiệm vụ ngăn cản các chất khí đi vào cacte từ buồng đốt. Tải trọng lớn nhất rơi vào phần đầu tiên, do đó, trong một số động cơ, rãnh của nó được gia cố bằng một miếng chèn thép. Các vòng nén có thể là hình thang, hình nón, hình thùng. Một số trong số chúng có một vết cắt.

Vòng gạt dầu làm nhiệm vụ loại bỏ dầu thừa trong xi lanh và ngăn không cho dầu vào buồng đốt. Nó có lỗ cho việc này. Một số biến thể có bộ mở rộng lò xo.

Phần hướng dẫn (váy)

Có dạng hình thùng (đường cong) hoặc hình nón để bù giãn nở vì nhiệt. Về cô ấycó hai vấu cho chốt piston. Trong những khu vực này, váy có khối lượng lớn nhất. Ngoài ra, có những biến dạng nhiệt độ lớn nhất trong quá trình sưởi ấm. Nhiều biện pháp khác nhau được sử dụng để giảm thiểu chúng. Có thể có một vòng cạp dầu ở dưới chân váy.

Để truyền lực từ pít-tông hoặc tới nó, thường sử dụng một tay quay hoặc một thanh truyền. Chốt piston làm nhiệm vụ kết nối bộ phận này với chúng. Nó được làm bằng thép, có dạng hình ống và có thể được lắp đặt theo nhiều cách. Thông thường, một ngón tay nổi được sử dụng, có thể xoay được trong quá trình hoạt động. Để ngăn chặn sự dịch chuyển, nó được cố định bằng các vòng giữ. Việc buộc chặt cứng nhắc ít được sử dụng hơn nhiều. Trong một số trường hợp, thanh truyền hoạt động như một thanh dẫn hướng, thay thế cho pít-tông.

Vật liệu

Pít-tông động cơ có thể được cấu tạo từ nhiều vật liệu khác nhau. Trong mọi trường hợp, chúng phải có các phẩm chất như độ bền cao, dẫn nhiệt tốt, đặc tính chống ma sát, chống ăn mòn và hệ số giãn nở tuyến tính và mật độ thấp. Để sản xuất pít-tông, hợp kim nhôm và gang được sử dụng.

Gang

Nó có độ bền cao, chống mài mòn và hệ số giãn nở tuyến tính thấp. Đặc tính thứ hai cho phép các piston như vậy hoạt động với khe hở gần nhau, do đó đạt được độ kín xi lanh tốt. Tuy nhiên, do trọng lượng riêng đáng kể, các bộ phận bằng gang chỉ được sử dụng trong những động cơ mà khối lượng qua lại có lựcquán tính, tạo thành không quá 1/6 lực ép lên đáy của pít tông khí. Ngoài ra, do độ dẫn nhiệt thấp, nhiệt độ nóng của đáy các bộ phận bằng gang trong quá trình vận hành động cơ lên tới 350-450 ° C, điều này đặc biệt không mong muốn đối với các tùy chọn bộ chế hòa khí, vì nó dẫn đến đánh lửa phát sáng.

Nhôm

Vật liệu này được sử dụng phổ biến nhất cho các piston. Điều này là do trọng lượng riêng thấp (các bộ phận bằng nhôm nhẹ hơn 30% so với các bộ phận bằng gang), độ dẫn nhiệt cao (gấp 3-4 lần so với gang), đảm bảo rằng đáy được nung nóng đến không quá 250 ° C, giúp tăng tỷ số nén và làm đầy xi lanh tốt hơn, đồng thời có tính chống ma sát cao. Đồng thời, nhôm có hệ số giãn nở tuyến tính lớn hơn gang 2 lần nên tạo ra những khe hở lớn với thành xi lanh, tức là kích thước của piston nhôm nhỏ hơn kích thước của gang đối với hình trụ giống hệt nhau. Ngoài ra, các bộ phận như vậy có độ bền thấp hơn, đặc biệt là khi được nung nóng (ở 300 ° C, nó giảm 50-55%, trong khi đối với gang - giảm 10%).

Để giảm mức độ ma sát, thành của các piston được phủ một lớp vật liệu chống ma sát, được sử dụng là graphit và molypden disulfide.

Sưởi ấm

Như đã đề cập, trong quá trình hoạt động của động cơ, các piston có thể nóng lên đến 250-450 ° C. Vì vậy, cần phải có các biện pháp nhằm mục đích vừa giảm nhiệt vừa bù đắp sự giãn nở nhiệt do nó gây ra.chi tiết.

Để làm mát các piston, dầu được cung cấp bên trong chúng theo nhiều cách khác nhau: chúng tạo ra sương mù dầu trong xi lanh, phun nó qua một lỗ trên thanh kết nối hoặc bằng vòi phun, bơm vào kênh hình khuyên, lưu thông qua cuộn dây hình ống ở đáy piston.

Để bù đắp cho sự biến dạng nhiệt độ ở các khu vực của thủy triều, các vạt áo được lật ở cả hai mặt của kim loại sâu 0,5-1,5 mm dưới dạng các khe hình chữ U hoặc chữ T. Biện pháp như vậy giúp cải thiện khả năng bôi trơn và ngăn ngừa sự xuất hiện của các điểm do biến dạng nhiệt độ, do đó các hốc này được gọi là tủ lạnh. Chúng được sử dụng kết hợp với váy hình nón hoặc hình thùng. Điều này bù đắp cho sự giãn nở tuyến tính của nó do thực tế là khi được làm nóng, váy có dạng hình trụ. Ngoài ra, các miếng chèn bù được sử dụng để đường kính piston chịu sự giãn nở nhiệt hạn chế trong mặt phẳng xoay của thanh kết nối. Cũng có thể cách ly bộ phận dẫn hướng khỏi phần đầu chịu nhiều nhiệt nhất. Cuối cùng, các bức tường của váy được tạo ra đặc tính đàn hồi bằng cách áp dụng một đường cắt xiên dọc theo toàn bộ chiều dài của nó.

Công nghệ sản xuất

Theo phương pháp sản xuất, piston được chia thành đúc và rèn (dập). Các bộ phận của loại đầu tiên được sử dụng trên hầu hết các xe ô tô và việc thay thế các pít-tông bằng các pít-tông rèn được sử dụng để điều chỉnh. Các tùy chọn rèn được đặc trưng bởi sức mạnh và độ bền tăng lên, cũng như trọng lượng thấp hơn. Do đó, việc lắp đặt các piston kiểu này làm tăng độ tin cậy và hiệu suất của động cơ. Điều này đặc biệt quan trọng đối với động cơ hoạt động trong điều kiện tăngtải, trong khi các bộ phận đúc đủ để sử dụng hàng ngày.

Đơn

Piston là một bộ phận đa chức năng. Do đó, nó không chỉ được sử dụng trong động cơ. Ví dụ, có một piston kẹp phanh, vì nó hoạt động theo cách tương tự. Ngoài ra, cơ cấu tay quay được sử dụng trên một số kiểu máy nén, máy bơm và các thiết bị khác.