|
Поршни для тяжелых грузовиков |
|
В поршневом двигателе внутреннего сгорания поршень стоит самым первым в цепочке деталей и узлов, которые преобразовывают энергию сгорания в механическую работ. В "сотрудничестве" с поршневыми кольцами он отделяет камеру сгорания от картера двигателя и передает часть тепла от горящих газов в охлаждающую жидкость. На поршень с огромной силой давят газы, действуют высокие силы инерции и огромные боковые силы.
Причем максимальное давление газов зависит от типа сгорания, применяемого топлива и степени сжатия. И в дизелях эти нагрузки гораздо выше, чем в бензиновых моторах. Силы инерции практически не уступают нагрузкам от газов. Они возникают при возвратно-поступательном движении поршня с кольцами, поршневого пальца и части шатуна и пропорциональны квадрату скорости двигателя и массе деталей. Чем они тяжелее, тем больше силы инерции. А движение шатуна вызывает к жизни боковые силы, что прижимают поршень к стенке цилиндра.
Столь противоречивые задачи делают конструкцию поршня очень сложной. Причем поршни для тяжелых грузовиков работают в особо тяжелых условиях. К слову сказать, струйная подача топлива приводит к неравномерному нагреву. Резкая пульсация газов сильно нагружает поршневые кольца. Поэтому готовые поршни должны иметь минимальный конструктивный вес при достаточной прочности и жесткости. А также высокую износостойкость. Необходимую прочность и жесткость обеспечивают качественный материал и большая толщина днища поршня и стенок. Причем в конструкции есть так называемый "носитель кольца" - чугунная вставка, в которой находятся первое, а зачастую и второе кольца. Эта вставка заливается в алюминий при изготовлении поршня. И нужна она для того, чтобы при работе дизеля кольца не "разбивали" канавки и сами изнашивались меньше.
Кроме того, если условия смазки тяжелые, то для уменьшения износа пальца в бобышках помещают бронзовые втулки. Для лучшего охлаждения часто поршни дела ют с кольцевым каналом внутри. Туда из специальной форсунки впрыскивается моторное масло, оно помогает отводить значительную часть тепла. А чем меньше температура, тем выше прочность алюминиевого сплава. На повышение прочности работает и другая технология - на некоторых моторах материал поршней усиливают керамическим волокном (из оксида алюминия). Или, в особых случаях, применяют составные поршни. Днище с канавками для колец и с бобышками выполняют из стали; оно уплотняет камеру сгорания и передает газовые силы на шатун. А алюминиевая юбка выполняет направляющую роль. И еще: в этом случае можно сделать масляную галерею для охлаждения значительно больше. А соединяются обе части между собой при сборке мотора с помощью поршневого пальца. |
|
