Параметры поршня

Поршни современных двигателей работают в очень тяжелых условиях: высокие газовые и инерционные нагрузки, носящие близкий к ударному характер, высокие температурные нагрузки, большие переменные скорости движения при наличии несовершенной смазки, и как следствие всего этого, большие силы трения и значительный износ поршня и цилиндра. Современные лидеры автомобильного рынка постоянно совершенствуют надежность и долговечность поршней – добавляя новые конструкционные элементы и экспериментируя с материалами. В связи с этим конструкция поршней современных автомобилей имеете очень сложную форму для того что бы, эта важнейшая деталь выполняла свои функции максимально долго.

Основным назначением поршня является:

1. Образование вместе со стенками цилиндра и поверхностью камеры сгорания пространства переменного объема, в котором совершаются рабочие процессы двигателя, и обеспечение герметичности этого пространства с помощью поршневых колец.
2. Передача воспринимаемого поршнем давления газов шатуну.
3. Обеспечение возможно меньшего количества воспринимаемого днищем поршня тепла от газов.
4. Передача боковых усилий от шатуна к стенкам цилиндра.
5. Обеспечение максимально лучшего отвода тепла, воспринятого от газов, и тепла от трения к стенкам цилиндра , а так же воздуху и масляному туману в пространстве под днищем.
6. Открытие и закрытие окон в двухтактных двигателях с щелевым газораспределением и во всех двигателях с щелевым газораспределением и всех двигателях с золотниковым гильзовым газораспределением.

В настоящее время в подавляющем большинстве случаев поршни автомобильных двигателей изготавливают из высокотехнологичных алюминиевых сплавов, в редких случаях из чугуна и еще реже из сплавов на магниевой основе и из стали.

К современным поршням предъявляются следующие требования:

1. Высокая прочность конструкции поршня
2. Минимальный вес поршня для уменьшения потерь по мощности
3. Поддержание оптимальной температуры эксплуатации
4. Уменьшение шумности при работе двигателя
5. Устойчивость к заклиниванию при нарушении температурного режима
6. Износостойкость
7. долговременное поддержание функциональных параметров двигателя.
8. Предельное уменьшение выброса вредных веществ.

В современной практике получили широкое распространение следующие конструкционные элементы:

• Упрочняющая вставка для поршневого кольца (как правило самого высоко-нагруженного : верхнего–компрессионного) предотвращающая ускоренный износ поршня в этом месте и как следствие потерю требуемой герметичности камеры сгорания.
• Нанесение продольных и поперечных разрезов на юбке поршня. Разрезы обеспечивают минимальный зазор между поршнем и стенкой цилиндра в непрогретом двигателе и предотвращают заклинивание поршня при его нагревании.
• Заливка попрек бобышек поршня пластин из углеродистой стаи или сплавов никеля. Эти пластинки связывают рабочие части юбки поршня и верхнюю часть поршня. Вследствие этого расширение юбки поршня значительно уменьшается, что в конечном итоге ведет к уменьшению износа вследствие трения.
• Наличие полостей для охлаждения маслом на внутренней части поршня. Это позволяет значительно увеличивать срок службы поршня, для высоко нагруженных двигателей.
• Применение высоко технологичных покрытий обеспечивающих равномерный износ, а так же различные виды термообработки, повышающих долговечность поршня.
• Сложная форма камеры сгорания поршня , позволяющая обеспечивать оптимальное наполнение камеры сгорания рабочей смесью.

Источник: www.motorzona.ru