Головка поршня: Головка поршня для страйкбола — огромный выбор по лучшим ценам

Поршень — RacePortal.ru

 Детали шатунно-поршневой группы

 

1-Первое компрессионное кольцо

2-Второе компрессионное кольцо

3-Маслосъёмное кольцо

 3.1-Верхнее плоское кольцо

 3.2-Расширитель

 3.3-Нижнее плоское кольцо

4-Поршень

5-Поршневой палец

6-Стопорное кольцо поршневого пальца (2 шт)

7-Шатун

8-Болт крышки шатуна

9-Вкладыши подшипника шатуна

10-Крышка шатуна

11-Гайка крышки шатуна

 Поршень

  Во время работы двигателя на поршень оказываются значительные механические нагрузки, постоянно изменяющиеся как по направлению, так и по величине. Даже во время спокойного, равномерного движения автомобиля по обычной загородной дороге коленчатый вал двигателя вращается со скоростью приблизительно 3000 об/мин, следовательно, в течение одной минуты поршень должен разогнаться до высокой скорости, остановиться и опять разогнаться в противоположном направлении 6000 раз в минуту, или 100 раз в секунду.

Если принять, что средний ход поршня современного короткоходного двигателя равен 80 мм, за одну минуту поршень пройдёт 480 метров, то есть средняя скорость движения поршня в цилиндре равна 28,8 км/час. Ещё выше эти нагрузки у высокофорсированных двигателей спортивных автомобилей. Если принять, что скорость вращения двигателя спортивного автомобиля 6000 об/мин (на самом деле может быть значительно выше), в этом случае поршень изменит направление своего движения 200 раз в секунду, линейное расстояние, которое поршень пройдёт за час, будет равно 57,8 км, при этом максимальная скорость движения поршня будет равна 120 км/час. То есть в течение одной секунды, поршню необходимо 200 раз на расстоянии всего 40 мм разогнаться до 120 км/час и на таком же расстоянии снизить скорость с 120 км/час до 0. Двигатели многих спортивных автомобилей имеют максимальную скорость вращения коленчатого вала до 12000 об/мин, а двигатели болидов Формулы 1 раскручиваются до 19000 об/мин.

 Можно представить какие большие инерционные нагрузки действуют на поршень, даже если просто предположить что коленчатый вал двигателя вращается от постороннего источника энергии. Но на поршень также оказывается воздействие усилия сжимаемых газов на такте сжатия и особенно полезное воздействие расширяющихся газов на такте рабочего хода. Максимальное давление в камере сгорания высокофорсированного двигателя достигает 80 – 100 атмосфер, давление в камере сгорания обычного автомобиля 55 – 60 атмосфер. И если принять, что диаметр поршня среднего автомобиля равен 92 мм, в момент максимального давления поршень испытывает усилие от 5,3 до 6,6 тонн. Так что можно сказать, что поршень автомобиля, как и другие детали кривошипно-шатунного механизма, испытывает огромные механические нагрузки. Но беда не приходит одна, кроме значительных механических нагрузок, поршень также подвергается воздействию очень высоких температур.

  Откуда появляется тепло, оказывающее воздействие на поршень? Первый, но не основной, источник этот трение. Во время работы двигателя поршень перемещается с большой скоростью, при этом он постоянно трётся о стенки цилиндров. Геометрия кривошипного механизма такова, что часть силы, прикладываемой к поршню, расходуется на прижатие поршня к стенкам цилиндра. И не смотря на качественную обработку поверхностей, как цилиндра, так и поршня, даже при наличии смазки, возникает достаточно большая сила трения. Как известно из школьного курса физики, при этом выделяется большое количество тепла. Но в основном тепло, воздействующее на поршень, появляется при сгорании топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя. Температура сгоревших в цилиндре газов может достигать 2000º — 2500ºС. Под воздействием таких высоких температур разрушаются все конструкционные материалы, из которых изготавливаются детали современных двигателей внутреннего сгорания. Поэтому необходимо отводить тепло от наиболее нагруженных в тепловом режиме деталей двигателя и, разумеется, от поршней. Общее количество тепла, выделенное во время работы двигателя, зависит от количества сгоревшего в цилиндрах двигателя топлива за единицу времени. А этот показатель, в свою очередь зависит от объёма цилиндров и от скорости вращения двигателя. Двигатель превращает в полезную механическую работу только небольшую часть энергии сгоревшего топлива.

Некоторая часть тепла выводится из двигателя с горячими отработавшими газами остальноё тепло необходимо рассеять в окружающем пространств.

 Опять вспоминая школьный курс физики можно сказать, что если два тела имеют разную температуру, но тепло от более нагретого тела перемещается к менее нагретому телу, пока температура обоих тел не сравняется. В автомобиле самым холодным телом, способным абсорбировать большое количество тепла, является окружающий воздух, следовательно, необходимо найти способ отвода тепла от нагретых деталей двигателя к окружающему воздуху. Поскольку весь земной шар всё равно не согреешь, можно считать, что окружающая среда способна абсорбировать любое количество тепла. Самая горячая часть поршня это его днище, поскольку оно непосредственно соприкасается с горячими рабочими газами. Далее тепло распространяется от днища поршня в направлении юбки.

  Тепло от поршня отводится тремя способами: Основная часть тепла передаётся поршневыми кольцами и юбкой поршня стенкам цилиндра и далее отводится системой охлаждения двигателя. Часть тепла отводится внутренней полостью поршня и через поршневой палец и шатун, а также маслом, циркулирующим в системе смазки двигателя. Часть тепла отводится от поршня холодной топливовоздушной смесью поступающей в цилиндры двигателя.

1. Отвод тепла чрез поршневые кольца и юбку поршня. Ясно, что подвести охлаждающую жидкость, циркулирующую в системе охлаждения к поршню невозможно, поскольку поршень во время работы двигателя перемещается с большой скоростью. Но система охлаждения двигателя интенсивно охлаждает стенки цилиндров двигателя. Поэтому необходимо сконструировать поршень и поршневые кольца так, чтобы он излишнее тепло чрез поршневые кольца и юбку передавал стенкам цилиндра двигателя. Далее исправная система охлаждения двигателя выведет тепло их двигателя и передаст его окружающему автомобиль воздуху. Если это не сделать, то температура поршня превысит максимально допустимую, после чего начнётся разрушение поршня под воздействием механических нагрузок и даже его оплавление под воздействием высокой температуры.

Без необходимого отвода тепла поршень, сделанный из алюминиевого сплава расплавится всего через несколько минут работы двигателя.

Отвод тепла от поршня

 Поступление тепла к поршню от рабочих газов, находящихся в цилиндре двигателя

• Охлаждение поршня поступающей топливовоздушной смесью
• Отвод тепла поршневыми кольцами (50% — 70%)
• Отвод тепла юбкой поршня (20% — 30%)
• Отвод тепла через внутреннюю полость поршня (5% — 10%)
• Отвод тепла через поршневой палец и шатун
• Охлаждающая жидкость рубашки охлаждения

 Из общего количества тепла, отводимого от поршня, приблизительно 50% — 60% отводится поршневыми кольцами, это накладывает очень высокие требования к конструкции и точности изготовления поршневых колец. Некоторая часть тепла отводится во внутренне пространство поршня и рассеивается во внутреннем пространстве картера или через поршневой палец передаётся на шатун и тоже рассеивается во внутреннем пространстве картера двигателя.

1. Отвод тепла от поршня через поршневые кольца
2. Отвод тепла поршневыми кольцами
3. Камера сгорания
4. Стенка цилиндра
5. Рубашка охлаждения
6. Поршень
7. Первое компрессионное кольцо
8. Второе компрессионное кольцо
9. Маслосъёмное кольцо

 Поскольку самой горячей частью поршня является его днище, являющейся одной из стенок камеры сгорания, тепло перемещается от верхней части поршня к нижней. При этом из всего количества тепла, отводимого от поршня, приблизительно 45% отводится первым компрессионным кольцом, по причине того, что это кольцо всего ближе расположено к самой горячей части поршня, 20% отводится вторым компрессионным кольцом и только 5% отводится маслосъёмным кольцом. Тепло, переданное поршневыми кольцами и юбкой поршня стенкам цилиндра, отводится системой охлаждения двигателя. Поэтому исправность системы охлаждения оказывает больное воздействие на тепловой режим поршня.

Увеличение температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения на 5º — 6ºС, увеличивает температуру поршня на 10ºС. При неисправности системы охлаждения первое что разрушается в двигателе это поршень. У поршня или прогорает днище или поршень заклинивается в цилиндре.

2. Отвод тепла при помощи масла системы смазки двигателя Поскольку многие внутренние детали картера двигателя смазываются распылением масла, масляный туман постоянно присутствует в картере двигателя. Соприкасаясь с горячими частями поршня или стенок цилиндра, масло забирает от них тепло и, осаждаясь в масляный поддон, переносит туда тепло. Обычно в таких системах при помощи масла от поршня отводилось не более 5% — 10% тепла. Но в последнее время в высоконагруженных двигателях, особенно в дизельных, масло системы смазки стало широко использоваться для охлаждения деталей, имеющих наибольшую тепловую нагрузку. Масло для охлаждения поршня может подаваться к поршню двумя способами. Первый способ – через специальный масляный канал, просверленный в стержне шатуна.

В этом случае в шатуне имеется специальное отверстие, через которое масло разбрызгивается на внутреннюю стенку днища поршня. Второй способ – в нижней части картера устанавливаются масляные форсунки, которые под давлением распыляют масло во внутренней полости поршня, или впрыскивают его в специальный кольцевой охлаждающий канал, расположенный в головке поршня. Для отбора от поршня большего количества тепла масляный канал имеет волнообразную форму.

 В этом случае при помощи масла может от поршня отводиться от 30 до 50% тепла. В результате при разбрызгивании масла на внутреннюю стенку днища поршня удаётся снизит температуру днища поршня на 15 – 20ºС, а при организованной циркуляции масла в поршне, температуру днища поршня можно снизить на 25 – 35ºС. Масло, охлаждающие поршни и другие детали сильно нагревается. При нагреве масло разжижается и теряет свои смазывающие свойства. По этой причине возникает угроза заклинивания коренных и шатунных подшипников коленчатого вала.

 В таком случае система смазки двигателя имеет специальный охладитель масла, теплообменник которого передаёт тепло от масла жидкости, циркулирующей в системе охлаждения двигателя. Далее это тепло при помощи радиатора системы охлаждения рассеивается в окружающем автомобиль воздухе.

Охлаждение поршня маслом

 Масляная форсунка, установленная в нижней части гильзы цилиндра, разбрызгивает мало из системы смазки двигателя на внутреннюю сторону днища поршня. Масло отбирает тепло от днища поршня и стекает в масляный поддон двигателя, где происходит его охлаждение.

 Поршень с масляным каналом

 На этих рисунках показан поршень современного дизельного двигателя 2.0 TDI мощностью 103 кВт концерна VOLKSWAGEN. Масляная форсунка впрыскивает масло в охлаждающий канал поршня. По охлаждающему каналу масло проходит через головку поршня, охлаждая его, выходит из охлаждающего канала поршня с другой стороны и стекает в масляный поддон двигателя.

3. Охлаждение поршня холодной топливовоздушной смесью. Вообще поршень любого двигателя частично охлаждается топливовоздушной смесью. Причем чем богаче смесь, там больше она может забрать энергии от поршня. Но по причинам топливной экономичности и экологии современные двигатели часто работают на обеднённой смеси. Современные электронные системы управления двигателя для избежания детонационного сгорания на некоторых режимах работы двигателя немного переобогащают смесь, за счёт чего несколько снижается температура поршня.

 Конструкция поршня

1. Днище поршня
2. Головка поршня
3. Юбка поршня
4. Выемка для противовесов коленчатого вала
5. Отверстие поршневого пальца
6. Канавка стопорного кольца
7. Бобышка поршня
8. Отверстие для отвода масла из канавки маслосъёмного кольца
9. Отверстие для отвода масла ниже маслосъёмного кольца
10. Канавка маслосъёмного кольца
11. Третья перегородка поршневых колец
12. Канавка второго компрессионного кольца
13. Вторая перегородка поршневых колец
14. Канавка первого компрессионного кольца
15. Верхняя перегородка (жаровой пояс)
16. Метки направления установки поршня
17. Метки группы диаметра поршня

Вид поршня современного форсированного двигателя

1. Поршеньфорсированного двигателя
2. Днище поршня
3. Выемки клапанов
4. Вытеснитель
5. Верхняя перегородка (жаровой пояс)
6. Канавка верхнего компрессионного кольца
7. Вторая перегородка
8. Третья перегородка
9. Канавка маслосъёмного кольца
10. Отверстие для отвода масла из канавки компрессионного кольца
11. Юбка поршня с антифрикционным покрытием
12. Бобышка отверстия поршневого пальца
13. Отверстие поршневого пальца
14. Проточка под стопорное кольцо поршневого пальца
15. Канавка аккумулирования газов

 На первый взгляд в конструкции поршня нет ничего сложного, поршень очень похож просто на перевёрнутый стакан. Но, учитывая, что к поршню предъявляются очень высокие и часто противоречивые требования, поршень является одной из наиболее трудных в конструировании и изготовлении деталей двигателя. В зависимости от конструкции двигателя, формы его камеры сгорания, расположения клапанов днище, и другие части поршня, могут иметь различную форму.

 Некоторые примеры различных типов поршней

Поршень с вытеснителем и выемками клапанов

 

 Поршень двигателя с непосредственным впрыском топлива автомобиля VOLKSWAGEN с системой управления двигателя FSI FSI

Направление потока смеси

 Очень своеобразную форму имеют поршни двигателей автомобиля VOLKSWAGEN с расположением цилиндров VR и W. У этих двигателей днище поршня в одной плоскости не перпендикулярно оси поршня. Но все остальные детали поршня ось поршневого пальца и канавки поршневых колец строго перпендикулярны оси поршня.

 Порщень RV-образного двигателя

 Ранее отмечалось, во время работы двигателя поршень совершает возвратно поступательные движения с большой средней скоростью и с очень высокими знакопеременными ускорениями, следовательно, для уменьшения сил инерции конструктор должен стремиться сделать поршень, как и все остальные детали, совершающие возвратно-поступательное движение, как можно легче. Способов это сделать всего два, это применение материалов и низким удельным весом, и уменьшения общего количества материала, то есть удаление излишнего материала. Но удаление излишнего материала снижает прочность конструкции, чем деталь массивней, тем легче обеспечить её жесткость и теплоёмкость. Крайне не желательно деформация формы поршня под воздействием механических и температурных нагрузок. Во время работы двигателя поршень контактирует с другими деталями, стенками цилиндра, поршневыми кольцами и поршневым пальцем. Для обеспечения эффективной работы двигателя необходимо обеспечит точные зазоры между всеми этими деталями. Но все эти детали изготавливаются из различных материалов и, соответственно, имеют различные коэффициенты температурного расширения.

 Поршень конструируется так, что после прогрева двигателя до нормальной рабочей температуры все зазоры между движущимися деталями были минимальными и соответствовали расчётным. Вообще наружная форма и размеры поршня должны соответствовать форме цилиндра. При изготовлении стремятся придать отверстию цилиндра строгие геометрические формы. Но, например, неправильная затяжка болтов крепления головки блока цилиндров, может сильно исказить первоначальную форму отверстия цилиндра. Поэтому, при ремонте двигателя всегда строго соблюдайте рекомендованные моменты затяжки всех резьбовых соединений.

 Наружная форма поршня конструируется так, чтобы после прогрева двигателя поршень приобрёл форму строго цилиндра, поэтому при изготовлении поршня в его форму умышленно вносятся некоторые искажения, которые устраняются по мере прогрева двигателя. На холодном двигателе зазор между поршнем и стенками цилиндра увеличен. При прогреве двигателя до нормальной рабочей температуры тепловые зазоры между стенками цилиндра и поршнем уменьшаются и начинают соответствовать норме. Вот почему так важно поддерживать необходимую рабочую температуру двигателя.

 Поршень состоит из трёх основных частей:

1. Днище поршня
2. Головка поршня
3. Юбка поршня

 Днище поршня предназначено для восприятия усилия давления газов. Головка поршня обеспечивает герметизацию подвижного соединения поршня и стенок цилиндров за счёт установленных на головку поршня поршневых колец. Для установки поршневых колец в головке поршня делаются специальные канавки. В верхние канавки современных поршней вставляются компрессионные кольца, а нижняя канавка предназначена для установки маслосъёмного кольца. В канавке маслосъёмного кольца делаются сквозные отверстия, через которые излишнее масло отводится во внутреннюю полость поршня.

 Часть поршня, расположенная ниже нижнего кольца называется юбкой поршня. Юбка поршня, иногда её называют тронковая или направляющая часть поршня, предназначена для удержания поршня в правильном направлении и восприятия боковых нагрузок. То есть юбка является направляющим элементом поршня.

 Очень важным параметром поршня является высота головки поршня относительно оси поршневого пальца (4). Иногда различные модификации двигателя имеют различную степень сжатия. В производстве легче всего изменить степень сжатия изменением высоты головки поршня.

 При конструировании двигателя, для уменьшения сил инерции, конструкторы стремятся сделать поршень как можно легче. Но сделать все стенки поршня одинаковой толщины не удастся. Днище поршня, для восприятия больших нагрузок, всегда делается толще, чем стенки юбки. Но и юбка в различных местах имеет различную толщину. В местах бобышек под поршневой палец юбка имеет значительное утолщение, а, учитывая то, что различные части поршня имеют различную температуру, можно предположить, что при нагреве в разных местах поршень расширяется не одинаково. Поскольку во время рабаты двигателя головка поршня имеет более высокую температуру, следовательно, расширяется больше юбки поршня, головка поршня имеет несколько меньший диаметр по сравнению с юбкой поршня.

Поршень — диаметр головки

 Под воздействием тепловых деформаций поршня, сложенных с боковыми усилиями, действующими на поршень в перпендикулярно оси поршневого пальца, цилиндрический поршень может приобрети овальную форму. Для устранения этого явления поршень изначально делается овальным, но в противоположном направлении, по мере прогрева двигателя поршень, под воздействием боковых сил, приобретает круглую форму. Малая ось овала совпадает с направлением оси поршневого вала, а большая ось овала совпадает с направлением действующих на поршень боковых сил.

                                                                                          

 Но кроме овальности наружная поверхность поршня имеет некоторую конусность. Поршни современного двигателя, кроме овальности, по высоте имеют бочкообразную форму. Поэтому, поршень, кажущийся на первый взгляд простым цилиндром, имеет довольно сложную форму.

 Сложная форма поршня

 На этом рисунке даны отклонения диаметра поршня от номинального размера. Зелёная линия показывает отклонения от номинального диаметра на различной высоте поршня со стороны торцов поршневого пальца, а розовая линия показывает отклонение номинального размера со стороны упорных поверхностей поршня. Ширина жёлтой зоны показывает овальность поршня на различной высоте.

 Подбор точной наружной формы поршня очень трудная инженерная задача. В самом начале развития двигателестроения форма поршня подбиралась только опытным способом. Установив опытный поршнь в двигатель, двигатель нагружали различными нагрузками. После проведения необходимых испытаний поршень снимался и в местах, подвергшихся наибольшему износу, удалялась некоторая часть металла, и после этого проводился следующий цикл испытаний. Ели в результате излишне снятого металла поршень разрушался, толщину стенок или форму поршня изменяли и заново производили полный цикл испытаний. В результате продолжительных испытаний добивались наилучшей формы поршня для данного двигателя. По мере накопления опыта точная форма поршня стала определяться расчётным способом. Но даже сейчас, когда специальная компьютерная программа, может прочитать оптимальную форму поршня быстро, с высокой степью точности и с учётом всех, воздействующих на поршень температурных и механических факторов, проводится обязательное испытание поршней под различной нагрузкой. Другим способом терморегулирования поршня, то есть направленное изменение формы поршня под воздействием температуры является вплавление в алюминиевое тело стальных термостабилизирующих пластин. Термостбилизирующие пластины, при полном прогреве поршня, позволяют снизить радиальное расширение поршня приблизительно в два раза по сравнению с поршнем, полностью изготовленным из алюминиевого сплава.

 Термостабилизирующие пластины

 Термостбилизирующие пластины или кольца являются очень эффективным средством управления расширения поршня в необходимом направлении. Правда эти элементы имеют большое ограничение они могут быть вставлены только в литые поршни, но нет возможности установки этих элементов в современные кованные поршни. Как преднамеренные изменения формы поршня, так и вставка в поршень термостабилизирующих стальных пластин предназначены для обеспечения стабильного минимального теплового зазора между поршнем (юбкой поршня) и стеками цилиндра. Обычно тепловой зазор между юбкой поршня и стенками цилиндра автомобильного двигателя лежит в диапазоне 0,0254 – 0,0508 мм.

 Боковые силы, приложенные к поршню

 Во время работы двигателя шатун постоянно, кроме положения поршня в ВМТ и НМТ находится под некоторым углом к оси цилиндра, причем этот угол постоянно изменяется. Поэтому сила, приложенная к поршневому пальцу, раскладывается на две. Одна сила действует в направлении шатуна, а вторая сила действует в направлении перпендикулярном оси цилиндра. Эта сила прижимает поршень к стенке цилиндра. При движении поршня вверх на такте сжатия сжимаемый воздух оказывает сопротивление перемещению поршня. Часть это силы прижимает поршень к правой стенке цилиндра, если смотреть со стороны передней части двигателя. Во время рабочего хода расширяющиеся газы с большой силой давят на поршень. Часть этой силы расходуется на прижатие поршня к левой стенке цилиндра. Не стоит думать, что эти силы незначительны. Боковая сила, прижимающая поршень к стенке цилиндра приблизительно равна 10% — 12% процентов, от силы, действующей в направлении оси цилиндра. Ранее упоминалось, что во время работы двигателя на днище поршня среднего легкового автомобиля действует сила в несколько тонн, следовательно, сила, прижимающая поршень к боковой стенке может быть равна нескольким сотням килограмм. Поскольку сила, действующая на поршень во время рабочего хода в направлении оси цилиндра значительно выше, силы, действующей на поршень во время такта сжатия, поверхность, к которой прижимается поршень, во время такта рабочего хода, называется основной упорной поверхностью.

 Из всего сказанного вытекает, что при прохождении поршнем ВМТ между тактами сжатия и рабочего хода происходит перемещение поршня от вспомогательной упорной поверхности к основной. Поскольку на поршень действуют большие силы, а все процессы в двигателе происходят очень быстро, перемещение поршня происходи в форме удара. Для уменьшения силы удара при перекладке поршня ось поршневого пальца (вернее ось отверстия в бобышках поршня под поршневой палец) смещена в сторону основной упорной поверхности.

 Перекладывание поршня

 При движении поршня вверх на такте сжатия, давление сжимаемого воздуха оказываемого на днище поршня преобразуется в силу, направленную перпендикулярно днищу поршня. Поскольку шатун находится под некоторым углом к оси поршня, возникает нормальная сила, прижимающая поршень к вспомогательной упорной поверхности (2). Сила, возникающая в результате воздействия давления, равна произведению давления, умноженного на площадь, на которую действует давление. Поскольку ось поршневого пальца смещена в сторону основной упорной поверхности (1), площадь правой половины поршня стала несколько больше площади левой половины. В результате чего сила, действующая на правую половину поршня, будет больше силы, действующей на левую половину поршня. Поэтому, когда поршень остановится в ВМТ, в результате разности этих сил, нижняя часть поршня переместится к основной упорной поверхности. А как только давление в камере сгорания начнёт увеличиваться, произойдёт полная перекладка поршня к основной упорной поверхности. Это позволяет произвести перекладку поршня без ударных нагрузок. При движении поршня в низ, при изменении угла шатуна к оси цилиндра и возрастания давления в цилиндре поршень оказывает давление на основную упорную поверхность (1).

 Обычно смещение оси поршневого пальцы относительно оси поршня в автомобильных двигателях лежит в диапазоне 1,0 – 2,5 мм. Учитывая имеющиеся смещения оси поршневого пальца, поршень допускается устанавливать только в одном направлении. Неправильна установка поршня приведёт к появлению ударных звуков во время работы двигателя. Обычно на днище поршня имеется метка, указывающая правильное направление установки поршня. Перед ремонтом двигателя тщательно изучите руководство по ремонту.

 Нормальный тепловой зазор между цилиндром и юбкой поршня лежит в диапазоне 0,0254 – 0,0508 мм. Но для каждого двигателя имеется точное значение этого параметра, которое можно найти в технических нормативах. Уменьшенный зазор приведёт к задирам поршня или поршневых колец и даже заклиниванию поршня в цилиндре.

 Измерение диаметра поршня

 При увеличенном зазоре повышается шумность работы двигателя и износ поршня и поршневых колец.

Измерение диаметра юбки поршня при помощи микрометра.

 

Измерение диаметра поршня Диаметр юбки поршня необходимо проверять в направлении перпендикулярном оси пальца строго на установленной высоте относительно нижнего края юбки. Замерьте диаметр юбки поршня на установленной высоте и запишите результаты измерений.

 Измерение диаметра цилиндра нутромером

 

При помощи нутромера замерьте диаметр цилиндра и запишите результаты измерений. Для определения зазора необходимо из второго полученного результата вычесть результат первого измерения. Измерение зазора при помощи плоского щупа Некоторые производители двигателей предлагают проводить измерение зазора между поршнем и цилиндром при помощи плоского щупа.

Измерение зазора между поршнем и стенками цилиндра

 На этих двух рисунках показаны различные способы измерения зазора при помощи плоского щупа.

Измерение зазора при помощи щупа 

Материалы, из которых изготовлен поршень

 Поскольку к поршням, как к изделию, предъявляются очень высокие требования, такие же высокие требования предъявляются к материалам, из которых изготавливаются поршни. Можно кратко перечислить требования к этим материалам:

• Для снижения инерционных нагрузок материал должен иметь как можно меньший удельный вес, но при этом быть достаточно прочным.
• Иметь низкий коэффициент температурного расширения.
• Не изменять своих физических свойств (прочности) под воздействием высоких температур.
• Иметь высокую теплопроводность и теплоёмкость.
• Иметь низкий коэффициент трения в паре с материалом, из которого изготовлены стенки цилиндров.
• Иметь высокую сопротивляемость износу.
• Не изменять своих физических свойств под воздействие нагрузок, вызывающих усталостное разрушение материала.
• Быть не дорогим, общедоступным и легко поддаваться механической и другим видам

 Алюминий значительно легче чугуна, но поскольку он мягче чугуна, приходится увеличивать толщину стенок поршня, по этой причине вес поршневой группы алюминиевого поршня легче подобной группы с чугунным поршнем всего на 30 – 40%. Алюминий обладает высоким температурным коэффициентом расширения, для устранения влияния которого приходится вплавлять в тело поршня стальные термостабилизирующие пластины и увеличивать зазоры между поршнем и другими элементами в холодном состоянии. Алюминий обладает низким коэффициентом трения в паре алюминий – чугун. Что удовлетворяет, по этому показателю, применение алюминиевых поршней в большинстве двигателей имеющих чугунный блок цилиндров или чугунные гильзы, вплавленные или вставленные в алюминиевый блок цилиндров. Но существуют современные прогрессивные двигатели (в основном немецкие – Фольксваген, Ауди и Мерседес) с алюминиевым блоком цилиндров, не имеющих вплавленных чугунных гильз. У этих двигателей поверхность алюминиевых отверстий цилиндров обрабатываются несколькими различными способами. В результате поверхность стенок цилиндров становится очень твёрдой и приобретает возможность сопротивления износу, даже выше чем у чугунных гильз. Но в паре алюминий – алюминий коэффициент трения очень высокий. В этом случае для уменьшения сил трения проводится железнение опорных поверхностей юбки поршня. В процессе железнения на опорную поверхность юбки поршня гальваническим способом наносится тонкий слой стали.

 Блок цилиндров без гильз

 Поршень с железнением юбки

 На этих рисунках показано плазменное напыление на рабочую поверхность цилиндров полностью алюминиевого блока цилиндров без применения вставных или вплавленных гильз цилиндров и соответствующий этой поверхности поршень с железнением опорной поверхности юбки поршня. Отсутствие чугунных гильз значительно уменьшает вес блока цилиндров.

 Поршень с антифрикционным покрытием

 Кроме антифрикционного покрытия на этом рисунке отчётливо видна стальная вставка, в которой проточена канавка для установки верхнего компрессионного кольца. Установка подобной вставки значительно увеличивает срок службы поршня.

Алюминиевые сплавы

 Кремнеалюминиевые сплавы, из которых изготавливаются поршни большинства современных автомобильных двигателей, делятся на две группы – эвтектические (содержания кремния 11 – 13%) и заэвтектические (содержания кремния 25 – 26%). Для улучшения термической стойкости и механических свойств в эти сплавы добавляются никель, медь и другие металлы. В эвтектических сплавах свободный кремний отсутствует, поскольку он полностью растворён в алюминии, в заэвтектических сплавах кремний может присутствовать в виде кристаллов, часто видимых на срезе или расколе материала. Поршни массовых автомобилей изготавливаются методом литья в кокиль из эвтектических сплавов, поскольку эти сплавы обладают хорошими литейными свойствами. Поршни дизельных двигателей тяжёлых грузовых автомобилей и других нагруженных двигателей изготавливаются из заэвтектических сплавов. Эти сплавы обладают большей прочностью, но имеют большую стоимость в производстве, поскольку изделия из этих сплавов трудней обрабатываются.

Литые и кованые

 На высоконагруженных форсированных автомобильных двигателях применяются поршни, изготовленные не методом литья, а методом ковки (горячей штамповки). Ковка значительно улучшает структуру материала, поэтому кованые поршни обладают большей прочностью и большей устойчивостью к износу. Но вкованные поршни невозможно установить терморегулирующие стальные пластины.

Структура металла кованного поршня

 Литые поршни не применяются, если обороты двигателя в рабочем режиме превышают 5000 об/мин. Кроме того, кованые поршни имеют лучшую теплопроводность, поэтому температура кованых поршней ниже температуры поршней, изготовленных методом литья.

 Сравнение температуры литого и кованного поршня

Ремонтные размеры и селективная подборка

 Как ранее отмечалось, диаметр поршня должен строго соответствовать диаметру цилиндра с обеспечением необходимого зазора между ними. Но в реальном производстве изготовленные детали всегда несколько отличаются друг от друга. Поэтому во многих отраслях машиностроения, и автомобилестроение в том числе, принята селективная подборка. После изготовления измеряются и по результатам измерений детали делятся на несколько классов или групп, с определённым диапазоном измеряемого размера. То есть каждому классу отверстия цилиндра (обычно класс цилиндра выбит в определённом месте на блоке цилиндров), подбирается поршень такого же класса. Например, на ВАЗе поршни подразделяются на пять классов (A, B, C, D и E), но в запасные части для ремонта двигателей поставляются поршни только трёх классов (А, С и Е). Считается, что этого вполне достаточно для выполнения качественного ремонта.

Группы поршня по диаметру

 Таблица и рисунок даны только для примера, поскольку для разных моделей двигателей выпускаются поршни разных номинальных размеров. На рисунке и в таблице упоминаются поршни разного номинального диаметра. Кроме этого выпускаются поршни ремонтного размера, с увеличенным на 0,4 и 0,8 мм диаметром. Не путайте ремонтные размеры, с классами по селективной подборке. Классы селективной подборки отличаются друг от друга на сотые, а, иногда, на тысячные доли миллиметра. А номинальные ремонтные размеры отличаются на несколько десятых долей миллиметра.

 Во время капитального ремонта двигателя с расточкой блока цилиндров под ремонтный размер отверстий цилиндров специалисты ремонтного предприятия точно подгоняют диаметр цилиндра под имеющиеся поршни при хонинговке. Если по причине износа или наличия задиров требуется отремонтировать отверстие одного цилиндра, придётся растачивать все цилиндры. Не допускается применения на одном двигатели поршни разных ремонтных размеров. Диаметр поршня измеряется при помощи микрометра, в направлении, перпендикулярном оси поршневого пальца, на строго установленном расстоянии от низа юбки поршня, указанном в руководстве по ремонту. Все измерения, как диаметра поршня, так и диаметра отверстия цилиндра необходимо проводить при нормальной комнатной температуре – 20º С. Различные производители имеют различные группы или классы поршней по диаметру. Поэтому перед ремонтом двигателя ознакомьтесь с Руководством по ремонту. Кроме селективного подбора поршней по диаметру, поршни также делятся на несколько групп по диаметру отверстия под поршневой палец. Обычно группа поршня определяется цветовой меткой на внутренней поверхности бобышки поршня. Палец поршня имеет соответствующую по цвету метку на торцевой поверхности пальцы.

 Группа поршня по диаметру поршневого пальца

 Каждой группе соответствует установленный диапазон отверстия под поршневой палец, обычно различие между группами не превышает нескольких тысячных миллиметра.

Группа поршня по весу

 Некоторые производители, также делят поршни на несколько групп по весу. Иногда при ремонте двигателя вес поршней уравнивается за счёт снятия металла в установленном месте юбки поршня. Чем меньше различие в весе поршней, тем меньше вибрации двигателя. При замене поршней подбирайте поршни одной весовой группы или, если это указано в Руководстве по ремонту, при помощи удаления металла уравняйте вес поршней.

Данные о размерах поршня и направлении его установки обычно выбиты на днище поршня.

Метки на днище поршня

Маркировка поршня:

1. Стрелка для ориентирования поршня в цилиндре
2. Ремонтный размер
3. Класс поршня по диаметру
4. Группа отверстия поршневого пальца

И так, поршни одного двигателя делятся по следующим признакам: Класс поршня по диаметру (селективная подборка) Группа отверстия под поршневой палец (селективная подборка) Ремонтный размер Группа по весу поршня

головка поршня — это… Что такое головка поршня?

головка поршня

piston crown

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

• головка полированного штока
• головка предварительного считывания

Смотреть что такое «головка поршня» в других словарях:

• головка поршня — — [http://slovarionline. ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN piston head …   Справочник технического переводчика

• ШТОК ПОРШНЯ — (Piston rod) цилиндрический стержень, верхним концом крепящийся к поршню, а нижним соединяющийся с поперечиной, на цапфы которой надевается верхняя головка шатуна. Это соединение носит название головного подшипника. Самойлов К. И. Морской словарь …   Морской словарь

• Давление пороховых газов — ДАВЛЕНІЕ ПОРОХОВЫХЪ ГАЗОВЪ, зависитъ отъ условій, при к рыхъ происходитъ горѣніе пороха. Оно м. б. опредѣлено на опытѣ посредствомъ особ. приборовъ, дѣйствующихъ или статически, или динамически, или и тѣмъ и другимъ способомъ вмѣстѣ. Въ первомъ… …   Военная энциклопедия

• Colt Browning M1895 —          Пулемет Кольт Браунинг Colt Browning M1895 Potato digger Marlin M1914 M1918 (США) пулемет Colt Browning M1895 пулемет Colt Browning M1895/14, выпущенный компанией Marlin Corp. пулемет Colt Browning M1895/14, выпущенный компанией Marlin… …   Энциклопедия стрелкового оружия

• Ветерок (лодочный мотор) — У этого термина существуют и другие значения, см. Ветерок. Лодочный мотор Ветерок 8 Годы выпуска с 1964 по 2008 …   Википедия

• Peugeot 308 — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей …   Википедия

• ГАЗ-11 (двигатель) — ГАЗ 11 Производитель: ГАЗ Тип: Бензиновый, карбюраторный Объём: 3480 см3 Конфигурация: рядный, шестицилиндровый …   Википедия

• КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ — КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ. Содержание: I. Эмбриология…………….. 389 П. Общий анатомический очерк ……… 397 Артериальная система……….. 397 Венозная система…… ……. 406 Таблица артерий …………. 411 Таблица вен…………….… …   Большая медицинская энциклопедия

• Двигатель внутреннего сгорания —         Тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу.          Первый практически пригодный газовый Д. в. с. был сконструирован французским механиком Э. Ленуаром… …   Большая советская энциклопедия

• Волга 21 — «Волга» ГАЗ 21 «Волга» ГАЗ 21 на викискладе …   Википедия

• Тюнинг двигателя 139QA/B (Скутер 4Т 50сс) — Тюнинг двигателя скутера 139QMA/B (Скутер 4Т 50сс)  как поднять мощность 4 Т скутера с диаметром поршня 39мм. Содержание 1 Современное состояние 2 См. также 3 Примечания 4 Cсылки …   Википедия

Повреждения головки поршня. Дефекты

 

 

---

Задир от перегрева (центр перегрева: головка поршня)

 

• перегрев вследствие нарушений процесса сгорания

 

• согнутое/забитое сопло, распыляющее масло

 

• встраивание неподходящих поршней

 

• неполадки в системе охлаждения

 

• сужение зазора в верхней части рабочей поверхности

 

---

Следы от ударов

 

• слишком большой выступ поршня

 

• излишняя дополнительная обработка плоскости поверхности головки цилиндра

 

• неправильная посадка клапанов

 

• плохое уплотнение головки цилиндра

 

• отложения масляного нагара на головке цилиндра

 

• слишком маленький зазор клапана

 

• неправильные фазы газораспределения по причине неправильной регулировки или перескакивающего зубчатого ремня

 

---

Плавление и образование наплывов

 

• неисправные впрыскивающие форсунки

 

• неотрегулированный объем впрыскивания

 

• неправильный момент начала впрыскивания

 

• недостаточно хорошие уплотнения

 

• задержка воспламенения и запаздывание зажигания

 

• неравномерное впрыскивание топлива

 

---

Трещины в днище поршня и в сегменте камеры сгорания поршня

 

• неисправная или неподходящая форсунка впрыскивания

 

• неправильный момент впрыскивания

 

• неотрегулированный объем впрыскивания

 

• недостаточная компрессия

 

• недостаток охлаждения поршня

 

• неподходящие поршни с неправильной формой сегмента камеры сгорания

 

• увеличение мощности(например: Chip Tuning)

 

---

Вернуться на страницу Дефекты

Поршневая группа: поршень

Поршневую группу образует поршень в сборе с комплектом уплотняющих колец, поршневым пальцем и деталями его крепления. Назначение поршневой группы состоит в том, чтобы: 1) воспринимать давления газов и через шатун передавать эти давления на коленчатый вал двигателя; 2) уплотнять надпоршневую полость цилиндра как от прорыва газов в картер, так и от излишнего проникновения в нее смазочного масла. Функции уплотнения, выполняемые поршневой группой, имеют большое значение для нормальной работы поршневых двигателей. О техническом состоянии двигателя судят по уплотняющей способности поршневой группы. Например, в автомобильных двигателях не допускается, чтобы расход масла из-за угара его вследствие избыточного проникновения (подсоса) в камеру сгорания превышал 3% от расхода топлива. При выгорании масла наблюдается повышенная дымность отработавших газов и двигатели снимаются с эксплуатации вне зависимости от удовлетворительности мощностных и других его показателей. Поршневая группа работает в сложных температурных условиях с циклическими резко изменяющимися нагрузками при ограниченной смазке и недостаточном теплоотводе вследствие трудностей охлаждения. Поэтому детали поршневой группы имеют наиболее высокую тепловую напряженность, что обязательно учитывается при выборе их конструкции и материала. Элементы поршневой группы обычно разрабатывают с учетом назначения и типа двигателей (стационарные, транспортные, форсированные, двухтактные двигатели, дизели и т. д.), но общее их устройство в двигателях тронкового типа остается сходным. Поршни. Поршень состоит из двух основных частей: головки I и направляющей части II (рис. 1, а).   Рисунок 1 Направляющую (тронковую) часть обычно называют юбкой поршня. С внутренней стороны она имеет приливы — бобышки 8, в которых просверливают отверстие 9 для поршневого пальца. Для фиксации пальца в отверстиях 9 протачивают канавки 10, в которых размещают детали, запирающие палец. Нижнюю кромку юбки часто используют в качестве технологической базы при механической обработке поршня. С этой целью она снабжается иногда точно растачиваемым буртиком 6. С внутреннего торца 5 буртика снимают металл при подгонке поршня по весу в случаях, если вес поршня после обработки превышает норму, принятую для данного двигателя. В зоне выхода отверстий под поршневой палец на внешних стенках юбки 11 делают местные углубления 4, вследствие чего стенки этих зон не соприкасаются со стенками цилиндра и не трутся о них, образуя так называемые холодильники. Юбка служит не только направляющей частью поршня, ее стенки воспринимают также силы бокового давления N6, что увеличивает силу их трения о стенки цилиндра и повышает нагрев поршня и цилиндра. Для обеспечения свободного перемещения поршня в цилиндре прогретого и нагруженного двигателя между направляющей его частью (юбкой) и стенками цилиндра предусматривают зазор. Величина этого зазора определяется из условий линейного расширения материала поршня и цилиндра при нормальном тепловом состоянии двигателя. Перегрев поршня опасен, так как приводит к захватыванию и даже к аварийному заклиниванию его в цилиндре. Опыт свидетельствует, что излишне большие зазоры между поршнем и стенками цилиндра тоже не желательны, поскольку это ухудшает уплотняющие свойства поршневой группы и вызывает стуки поршня о стенки цилиндра. Работа автомобильного двигателя со стуками поршней не допускается. Головка поршня имеет днище 1 и несет уплотняющие поршневые кольца, которые размещают на боковых ее стенках 11 в канавках 2, разделяемых друг от друга перемычками 12. Нижняя канавка снабжается дренажными отверстиями 3, через которые со стенок цилиндра отводят смазочное масло с тем, чтобы предотвратить его проникновение (подсос) в камеру сгорания. Диаметр дренажных отверстий составляет примерно 2,5—3 мм. При меньшем размере они быстро загрязняются и выходят из строя. Поршни изготовляют с несколькими рядами дренажных отверстий, располагая их под поршневыми кольцами, а также рядом с ними на специально проточенных поясках (лысках). Днище головки поршня является одной из стенок камеры сгорания и воспринимает поэтому большие давления газов, омывается открытым пламенем и раскаленными до температуры 1500—2500°С газами. Для увеличения прочности днища и повышения общей жесткости головки ее боковые стенки 11 снабжают массивными ребрами 13, связывающими стенки и днище с бобышками 8. Ореб-ряют иногда и днище, но чаще всего оно выполняется гладким, с переменным сечением, постепенно утолщающимся к периферии, как показано на рис. 1, а. При таком сечении улучшается тепло-отвод от днища и уменьшается температура его нагрева. Высокий нагрев днища вообще нежелателен, так как это ухудшает весовое наполнение цилиндров и приводит к снижению мощности двигателя из-за повышенного подогрева свежего заряда от соприкосновения с чрезмерно горячей поверхностью днища. В карбюраторных двигателях возможны при этом преждевременные вспышки и появление разрушительного детонационного сгорания. Днища поршней в двигателях автомобильного, тракторного и мотоциклетного классов изготовляются плоскими, выпуклыми, вогнутыми и фигурными (см. рис. 1, а, г—к). Форма их выбирается с учетом типа двигателя, камеры сгорания, принятого смесеобразования и технологии изготовления поршней. Самой простой и технологически целесообразной является плоская форма днища (см. рис. 1, а). Такая форма находит применение в различных двигателях и особенно широко используется в автомобильных и тракторных двигателях, в которых камера сгорания, или основной ее объем, располагается в головке цилиндра. Плоские днища имеют относительно малую поверхность соприкосновения с раскаленными газами, что положительно сказывается на их тепловой напряженности. Сравнительно несложную геометрическую форму имеют также выпуклые и вогнутые днища (см. рис. 1, г, д). Выпуклая форма придает днищу большую жесткость и уменьшает возможное нагаро-образование (масло, проникающее в камеру сгорания, с выпуклого днища легко стекает, но выпуклое днище всегда бывает более горячим, чем плоское). Вогнутая форма днищ облегчает общую компоновку сферических камер сгорания, но создает благоприятные условия для повышенного нагарообразования. Масло, проникающее в камеру сгорания, накапливается здесь в наиболее горячей центральной зоне днища. Поэтому в четырехтактных двигателях выпуклые и особенно вогнутые днища находят ограниченное применение. Однако в двухтактных двигателях с контурно-щелевой, продувкой, где выпуклые и вогнутые формы днищ облегчают организацию продувки цилиндров, они широко используются. В двухтактных двигателях используются также и фигурные днища с козырьками-отражателями или дефлекторами (см. рис. 1, г), обеспечивающими заданное направление потоку горючей смеси при продувке цилиндров. Фигурные днища с различного рода вытеснителями (см. рис. 1, ж) применяют и в четырехтактных карбюраторных двигателях. При необходимости днища с вытеснителями легко позволяют видоизменять или уменьшать камеру сгорания. С этой целью применяют иногда и выпуклые днища, как, например, в двигателе МЗМА-412. В последнее время для автомобильных карбюраторных двигателей стали применять фигурные днища, позволяющие полностью или частично размещать камеру сгорания в головке поршня (см. рис 1, з). Карбюраторные двигатели с камерой сгорания в поршне обладают хорошими показателями и являются перспективными. Поршни автомобильных и тракторных дизелей в зависимости от принятого смесеобразования строят как с плоскими, так и с фигурными днищами. Часто днищу придают форму (см. рис. 1, и), соответствующую форме факелов топлива, распыли-ваемого через многодырчатую форсунку, расположенную в центре камеры сгорания. Широко распространены фигурные днища, форма которых предопределяется принятой для дизеля камерой сгорания с частичным или полным размещением ее в головке поршня. На рис. 1, к в качестве примера показана камера сгорания ЦНИДИ (Центральный научно-исследовательский дизельный институт, г. Ленинград), обеспечивающая работу двигателя с хорошими показателями. Головка поршня по сравнению с юбкой в любом случае имеет более высокую рабочую температуру, а следовательно, и больше, чем юбка, увеличивается в размерах. Поэтому диаметр ее Dr всегда делают меньше диаметра юбки Dю. У поршней автомобильных двигателей эта разница составляет в среднем 0,5 мм. Боковым стенкам головки придают форму цилиндра или усеченного конуса с малым основанием у днища или же выполняют их ступенчатыми. Размеры при этом выбирают так, чтобы стенки головки в горячем состоянии на режиме максимальной мощности двигателя не соприкасались со стенками цилиндра. Тем не менее головку считают уплотняющей частью поршня, имея в виду, что стенки ее вместе с поршневыми кольцами, как будет показано ниже, образуют уплотняющий лабиринт. В некоторых конструкциях на стенках головки делают проточку 14, изменяющую направление теплового потока у верхнего поршневого кольца. На днище поршня иногда делают технологическое центровочное отверстие 15, для размещения которого при отсутствии оребрения предусматривают специальный прилив. Если центровка днища не предусмотрена конструкцией, то поршень при обработке на станках крепят с использованием отверстий 9 в бобышках. Базовой поверхностью в обоих случаях является точно обработанный буртик 6 или просто поясок 18, растачиваемый непосредственно в стенках 7 юбки (см. рис. 1, б). Для этих же целей бобышки часто снабжаются приливами 16 и технологическими отверстиями 19 (см. рис. 1, в). При отсутствии буртика 6 подгонка поршней по весу осуществляется за счет снятия металла с торцов 17 приливов 16 на бобышках. Поршневая группа совершает возвратно-поступательное движение, вследствие чего подвергается воздействию сил инерции. Опытами и расчетами установлено, что максимальная величина сил инерции на больших скоростных режимах работы составляет значительную долю от газовых сил. Таким образом, на поршень действует комплекс различных силовых и тепловых нагрузок в условиях, неблагоприятных для смазки и охлаждения. Являясь базовой деталью поршневой группы и наиболее напряженным элементом кривошипно-шатунного механизма, поршень должен обладать высокой прочностью, теплопроводностью, износостойкостью и при этом иметь наименьший вес. С учетом этого и выбирают конструкцию и материал поршней. Для двигателей автомобильного типа поршни изготовляют в основном из алюминиевых сплавов и чугуна. 3 н/м3), что приводит к переутяжелению изготовленных из него поршней. В связи с этим область применения чугунных поршней ограничивается сравнительно тихоходными двигателями, где силы инерции возвратно движущихся масс не превосходят одной шестой от силы давления газа на днище поршня. Чугун имеет еще и низкую теплопроводность, поэтому нагрев днища у чугунных поршней достигает 350÷400°С. Такой нагрев нежелателен особенно в карбюраторных двигателях, поскольку это служит причиной возникновения детонации. Указанные недостатки чугунных поршней в определенной мере присущи и стальным поршням. Однако стенки стальных поршней значительно тоньше стенок чугунных поршней, но сложность отливки удорожает их производство. Стальные поршни не получили распространения в автомобилестроении. Потеряли практическую ценность и поршни из магниевых сплавов, основу которых составляет магнии, сплавленный с 5—10% алюминия. Такие сплавы отличаются малым удельным весом (1,8 г/см3, или 1,8-10^3 н/м3), но не обладают нужной прочностью. Подавляющее большинство быстроходных карбюраторных двигателей и дизелей автомобильного типа снабжается поршнями, изготовленными из алюминиевых сплавов. Основу их составляет алюминий, сплавленный с медью (6—12%) или кремнием (до 23%). В зависимости от марки алюминиевые поршневые сплавы содержат в небольших (1,0—2,5%) количествах никель, железо, магний, а иногда до 0,5% титана. Особенно широко применяют теперь силумины — алюминиевые сплавы, содержащие примерно 13% кремния. Внедряются сплавы с 20 — 22% кремния. Большим достоинством алюминиевых поршневых сплавов является то, что они примерно в 2,6 раза легче чугуна, обладают в 3—4 раза большей теплопроводностью и хорошими антифрикционными свойствами. Благодаря этому вес изготовленных из этих сплавов гак называемых алюминиевых поршней, как минимум, на 30% бывает легче чугунных, хотя стенки их по соображениям прочности делаются толще последних. Нагрев днища алюминиевых поршней обычно не превышает 250°С, что способствует лучшему наполнению цилиндров и в карбюраторных двигателях позволяет несколько увеличивать степень сжатия при работе на данном сорте топлива. Поэтому мощностные и экономические показатели двигателей при переходе на алюминиевые поршни улучшаются. Появляется возможность форсирования двигателей с целью повышения их мощности путем увеличения числа оборотов коленчатого вала. Недостатками алюминиевых поршневых сплавов являются: большой коэффициент линейного расширения (примерно в 2 раза больший, чем у чугуна), значительное уменьшение механической прочности при нагреве (нагрев до температуры 300°С снижает их прочность на 50—55% против 10% у чугуна) и сравнительно малая износостойкость. Однако современные методы производства и конструкции алюминиевых поршней позволяют использовать алюминиевые сплавы для поршней любых быстроходных автомобильных двигателей. Необходимое повышение механической прочности и износостойкости поршней из алюминиевых сплавов в зависимости от состава последних в определенной мере достигается путем одно- или многоступенчатой термической обработки. Например, в течение 12— 14 часов поршни выдерживают в нагревательной печи при температуре 175—200°С (близкой к рабочей). После завершения такого искусственного старения твердость поршней с 80 единиц по Бринеллю повышается до НВ 110—120 и резко увеличивается их долговечность. Недопустимые для нормальной работы поршневой группы большие зазоры между стенками цилиндра и юбкой алюминиевого поршня, обусловливаемые высоким коэффициентом линейного расширения алюминиевых сплавов, устраняются применением рациональной конструкции для элементов поршня. Опыт показывает, что правильно спроектированные алюминиевые поршни могут работать с очень малыми зазорами, не вызывая стука даже в холодном состоянии. Достигается это с помощью компенсационных прорезей или вставок, которыми снабжают стенки юбки, приданием юбке овальной или овально-конусной формы, путем изолирования рабочей (направляющей) ее зоны от более горячей части поршня головки и принудительным охлаждением последней. В практике автомобилестроения часто применяют сразу несколько дополняющих друг друга мероприятий. Основными из них являются: 1) разрез юбки по всей ее длине (рис. 2, а). Такой разрез, как правило, делают косым так, что верхний и нижний участки его перекрываются. Косой разрез не оставляет следа на стенках цилиндра и позволяет разрезанным стенкам юбки при их нагреве сходиться (сближаться) за счет уменьшения ширины прорези, обеспечивая тем самым свободное перемещение горячего поршня в цилиндре. Чтобы увеличить пружинящие свойства разрезанных стенок и уменьшить температуру их нагрева, юбка в этой зоне отделяется от головки широкой горизонтальной прорезью, которая обычно проходит по канавке нижнего поршневого кольца, как показано на рис. 2, а. Горизонтальная прорезь в данном случае является одновременно изолирующей, защищающей юбку от теплового потока, идущего со стороны более горячей головки, и дренажной, позволяющей отводить масло со стенок цилиндра.   Рисунок 2 Юбка с разрезом на всю ее длину выполняется цилиндрической а ширину прорези выбирают так, чтобы полностью исключалась возможность захватывания горячего поршня в цилиндре. Рассмотренный метод несколько снижает жесткость поршня и пригоден только для карбюраторных двигателей. Он используется в известном отечественном двигателе ЗИЛ-120, где тепловые зазоры между поршнем и цилиндром составляют 0,08—0,10 мм. Поршни с полностью разрезанной юбкой устанавливаются в цилиндр так, чтобы разрезанная сторона юбки не нагружалась боковыми силами при рабочем ходе; 2) разрез юбки не на полную ее длину, а в виде Т- и П-образных прорезей (рис. 2, б, в). Такие прорези сочетаются с овальной формой юбки. Величина овала составляет 0,3—0,5 мм, причем большая ось его располагается перпендикулярно к оси поршневого пальца как показано на рис. 2. Вследствие этого юбка соприкасается со стенками цилиндра только в плоскости качания шатуна узкими полосками и при нагреве может свободно расширяться в обе стороны по оси поршневого пальца, увеличивая зону своего контакта с цилиндром. В поршнях с Т- и П-образными разрезами изолирующие горизонтальные прорези между юбкой и головкой делают с обеих сторон бобышек, поэтому тепловой поток от головки направляется непосредственно на бобышки и не оказывает интенсивного влияния на нагрев стенок юбки в зоне их контакта с цилиндром. Эти виды прорезей придают юбке пружинящие свойства, облегчая этим деформацию ее стенок. Чтобы не допустить появление трещин на концах прорезей в связи с деформацией стенок, их засверливают, как показано на рис. 2. Поршни с овальной, частично разрезанной юбкой обладают достаточной прочностью и обеспечивают удовлетворительную работу поршневой группы автомобильных двигателей с очень малыми тепловыми зазорами, составляющими в среднем 0,02—0,03 мм. Часто юбке таких поршней придают не только овальную, но и конусную форму, располагая большой диаметр усеченного конуса по нижней кромке юбки. Величина конусности составляет примерно 0,05 мм; 3) компенсационные вставки, ограничивающие тепловое расширение юбки в плоскости качания шатуна (рис. 2, г, д, е). Вставки применяются различной конструкции, но чаще всего они представляют собой пластины инварные или стальные, связывающие стенки юбки с бобышками поршня. Чтобы уменьшить при этом температуру нагрева юбки, последняя с двух сторон бобышек отделяется от головки поперечными изолирующими прорезями. Инварные вставки, содержащие около 35% никеля, имеют весьма низкий коэффициент линейного расширения (в 10—11 раз меньший, чем у алюминиевых поршневых сплавов). С их помощью зазор между юбкой поршня и стенками цилиндра практически удается сохранять неизменным как в холодном, так и прогретом состоянии двигателя. Поршни с ииварными вставками обычно имеют развитые- холодильники и свободно расширяются только в направлениях оси поршневого пальца (см. рис. 2, д), не изменяя рассматриваемого зазора. В настоящее время широко применяют более дешевые вставки из нелегированной стали, которые заливаются в бобышки так, что вместе с тонким слоем основного алюминиевого сплава поршня они образуют биметаллические пары (см. рис. 2, г). Вследствие разности коэффициентов линейного расширения стали и алюминиевого сплава при нагреве таких стенок они деформируются и придают юбке овальную форму, изгибаясь наружу в разные стороны по оси поршневого пальца, т. е. в сторону развитых холодильников. Такие поршни называются «автотермик». Они обладают хорошими эксплуатационными качествами, имеют повышенную прочность и жесткость, поэтому могут использоваться даже в дизелях. Компенсационные вставки обеспечивают удовлетворительна ю работу поршневой группы с зазорами менее 0,02 мм. Иногда компенсационные вставки выполняются также в виде различных стальных колец, которые заливаются в верхнюю часть юбки, как показано на рис. 2, е. Чтобы исключить ошибки при установке поршня в цилиндр, на одной из его бобышек отливают метку-надпись «назад», т. е. эта бобышка должна быть расположена со стороны маховика двигателя. Иногда для этой цели используется стрелка-указатель. Цилиндрическая головка поршня с плоским днищем снабжена тремя канавками под поршневые кольца, причем в нижней канавке сделаны дренажные отверстия, а поперечные изолирующие прорези размещены под этой поршневой канавкой. Юбку поршня изготовляют с овальностью 0,36 мм и конусностью в пределах 0,013— 0,038 мм. По цилиндрам поршни подбираются с зазором 0,012— 0,024 мм. Правильность подбора зазора проверяется ленточным щупом с размерами 0,05 X 13 мм, который устанавливают под углом 90° к оси поршневого пальца (при снятых поршневых кольцах). Поршни дизелей работают с большей, чем в карбюраторных двигателях, механической и тепловой напряженностью, поэтому им придают форму, обеспечивающую возможно высокую прочность и жесткость. Они изготовляются сравнительно толстостенными литыми или штампованными (Штампованные или кованые поршни из легких сплавов бывают прочнее соответствующих литых и предпочтительно применяются в форсированных дизелях) со сплошной юбкой, т. е. с юбкой, не имеющей разрезов, прерывающих тепловые потоки и облегчающих деформацию стенок. Вследствие этого юбка всегда имеет повышенную температуру нагрева, что вынуждает устанавливать поршни в цилиндры с довольно большими зазорами. Для уменьшения этих зазоров юбку выполняют овальной или овально-конусной конструкции. В отдельных случаях днище и стенки головки поршня для уменьшения их нагрева дополнительно охлаждают струйкой масла, которое через форсунку, расположенную в головке шатуна, подастся на внутренние стенки головки. Следовательно, поршни из легких сплавов с перазрезной (сплошной) юбкой, хотя и обладают повышенной прочностью и жесткостью, но обеспечивают удовлетворительную работу поршневой группы с зазорами, в 5—10 раз превышающими зазоры, которые в сопоставимых условиях допускаются для овально-конусных юбок с компенсационными прорезями и вставками.   Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г. Newer news items: Older news items:

Поршни тепловоза 2ТЭ10В

Поршни

Поршень 13 (рис. 18) отлит из чугуна. Он имеет донышко специальной формы, которое снаружи образует камеру сгорания. Внутри на донышке имеются радиальные ребра, образующие масляные каналы. Снаружи на цилиндрической поверхности поршня выполнены канавки для поршневых колец.

Рабочая цилиндрическая поверхность поршня покрыта оловом для устранения задиров. Головка поршня над верхней канавкой покрыта хромом для предупреждения образования окалины от воздействия горячих газов.

Чугунная вставка 6 крепится к поршню четырьмя шпильками 14. Между опорными поверхностями поршня и вставкой установлен набор прокладок 12. Прокладками регулируется линейная величина камеры сжатия. В верхней части внутри вставки установлена ползушка 10, которая пружиной 9 прижимается к сферической поверхности головки шатуна.

Поршневой палец 7 — стальной цементированный, пустотелый, плавающего типа, установлен свободно (с зазором) в бронзовых втулках 8, запрессованных во вставку. От осевого перемещения палец ограничивается специальными приливами на внутренней поверхности юбки поршня.

В верхней части поршня установлены четыре компрессионных кольца. Два компрессионных кольца 11 — хромированные из высокопрочного чугуна, по наружному цилиндру имеют маслоудерживающие канавки и медно-дисульфид-молибденовое приработочное покрытие. Два других компрессионных кольца 15 выполнены с запрессованными в них бронзовыми вставками.

Рис 18 Нижний поршень:

1 — шплинт, 2 -гайка, 3 — замковая шайба; 4 и 5 — маслосъемиые поршневые кольца, 6 — вставка, 7 — поршневой палец; 8- втулка. 9 — пружина, 10 — ползушка; 11 — уплотни-тельные хромированные кольца, 12 — прокладка; 13 — поршень, 14 — шпилька, 15 — уплот-нительные кольца с бронзовой вставкой

В нижней части поршня расположены три маслосъемных кольца 4 и 5, выполненных также из специального чугуна и покрытых оловом для улучшения приработки к зеркалу цилиндра. Два маслосъемных кольца 4, наиболее удаленные от головки поршня, имеют прорези для првхода масла, в канавках под эти кольца выполнены отверстия для стока масла. Первое маслосъемное кольцо 5, расположенное со стороны головки поршня, не имеет прорезей. Отверстия для стока масла выполнены под этим кольцом в перемычке поршня.

Для понижения тепловой напряженности поршни охлаждаются маслом. Масло подается по каналам в стержне шатуна и через ползуш-ку, которая уплотняет сочленение поршень-верхняя головка шатуна, попадает в полость между поршнем и вставкой. В поршне масло заполняет объем между внутренними поверхностями поршня и вставкой и охлаждает днище и зону компрессионных колец. Нагретое масло сливается из поршня через отверстия на боковой поверхности вставки.

Верхний и нижний поршни одинаковы по конструкции, но не взаимозаменяемы. Они отличаются зеркальными расположениями выемок для прохода струй топлива в камере сгорания и местными удлинениями юбки, которые есть только у нижних поршней. Кроме того, на верхних поршнях установлено только по одному хромированному из высокопрочного чугуна компрессионному кольцу в первой канавке поршня.

Остальные три компрессионных кольца — с бронзовыми вставками.

Рис. 19. Шатун:

1 — шатун; 2 — втулка верхней головки шатуна; 3 и 4 — вкладыши; 5 — крышка шатуна; в — гайка; 7 — болт шатуна; 8 — штнфт

Вертикальная передача тепловоз 2ТЭ10В | Тепловоз 2ТЭ10В | Шатуны тепловоза 2ТЭ10В

Износ ЦПГ и причины выхода из строя – Земес Авто

1. ЮБКА

1.1. Зазоры при сборке — Перегрев из-за неправильного сгорания

Признаки:
В зоне юбки поршня — сильный фрикционный износ со следами заедания со стороны как высокого, так и низкого давления. Эти места выглядят глянцевыми, как-будто отполированными, и концентрируются, главным образом, по направлению к нижнему краю юбки. Пояс колец и кольца поршня — в хорошем состоянии.

Причины и следствия:
При механической обработке поршню придан такой профиль, что при рабочей температуре юбка опирается на стенку цилиндра по всей длине. Если, например, заедание начинается от края юбки и происходит по обеим несущим сторонам (высокого и низкого давления), то из этого можно сделать вывод, что зазоры при сборке были слишком малыми. Перегрева из-за неправильного сгорания можно избежать, если на верхней поверхности нет никаких задир, следов эрозии или оплавления материала (см. также 1.3 и 2.2).

Зазоры при сборке

Такие повреждения случаются после непродолжительной эксплуатации (новый автомобиль), поскольку тепловому расширению препятствуют недостаточные зазоры. Причиной недостаточных зазоров может также быть перегрев мотора из-за дефекта системы охлаждения (недостаток воды, неисправный клапан радиатора). (Тепловое расширение алюминиевого поршня вдвое больше, чем чугунного цилиндра). Если при недостатке воды обработка холодной водой происходит слишком быстро, это также может быть причиной недостаточных зазоров, поскольку цилиндр быстро сжимается из-за чрезмерной скорости охлаждения, в то время как поршень остаётся горячим. Если следы заедания распределены неравномерно по периферии поршня, причиной таких следов, то есть заедания поршня, может быть деформация цилиндра. Так называемые «блестящие пятна» (локальные полированные зоны) также являются показателем этого. В этом случае следует сделать вывод, что после переборки двигателя диаметр отверстия цилиндра оставлен слишком малым.

Меры:
Точные размеры цилиндра должны быть выдержаны при любых условиях. Пользуясь размерами диаметра юбки и зазоров, приведенными на головке поршня, можно вычислить точный диаметр цилиндра, который необходимо проверить перед установкой поршня.

1.2. Недостаток смазочного масла — Заедание с одной стороны юбки

Признаки:
На иллюстрации представлена в развёрнутом виде рабочая поверхность поршня с чёткими следами одностороннего заедания юбки поршня. Хорошо видны следы износа этого поршня со стороны низкого давления.

Причины и следствия:
Та сторона поршня, которая несёт более высокую ударную нагрузку, то есть сторона высокого давления, испытывает недостаток смазки во время хода (такта) сверху вниз. Недостаток смазки между поршнем и цилиндром приводит к локальным контактам металл-металл с дальнейшим перегревом и оплавлением материала (точки заедания), в результате чего вскоре схватывается вся несущая поверхность. Причиной этого может быть чрезмерное снятие масла маслосъёмным кольцом, недостаточный уровень смазки или смыв масла из-за конденсации горючего. В случае таких повреждений, вызванных недостатком горючего, поршень, очевидно, работает нормально до того, как оно происходит.

Недостаток смазочного масла

Рисунок износа, который виден на стороне низкого давления, внешне выглядит нормально, на поршне нет следов перегрева. Недостаток смазки колец поршня приводит к их заеданию — это можно определить по «исцарапанным» или «смятым» рабочим поверхностям. Если причиной заедания поршня является заедание колец (см. также 2.1), то признаком этого обычно являются более значительные следы заедания на поясе колец.

Меры:
Пользуйтесь только рекомендованными типами маслосъёмных колец (см. также 2.1). Следите за тем, чтобы уровень масла был достаточным — между отметками щупа. Соблюдайте рекомендации производителя относительно качества масла и особенно его вязкости. Проверяйте давление масла. Причиной недостаточного давления масла может быть изношенный маслонасос, засорение масляного фильтра, неисправный предохранительный клапан или смыв масла. Очень важна тщательность при сборке; следует особенно внимательно проследить за тем, чтобы маслопроводы не имели протечек, и чтобы ток масла в них был свободным. Необходимо также, чтобы автоматическая воздушная заслонка карбюратора (а также, например, стартер запуска двигателя в холодном состоянии — в двигателях с впрыском горючего) была в рабочем состоянии, и чтобы срок её эксплуатации не был слишком продолжительным (см. также 1.8 «Повреждения из-за перелива горючего»).

1.3. Перегрев — Заедание в верхней зоне юбки и в поясе колец

Признаки:
Признаками повреждения вследствие перегрева является задиры на верхней поверхности поршня или в поясе колец и верхней зоне юбки. Проектный профиль обработки поршня и соответствующий размер зазора предусматривают эксплуатацию при нормальных рабочих температурах. Перегрев, сопровождаемый увеличением диаметра, является причиной заедания верхней поверхности поршня. В случае, приведенном в данном пособии, оплавление верхней поверхности и пояса колец является следствием неправильного сгорания, приводящего к повышению уровня температуры.

Перегрев

Причины и следствия:
Большинство случаев местного перегрева вследствие неправильного сгорания, таких как детонация или преждевременное зажигание с осадком слишком обеднённой горючей смеси. Горючего со слишком низким октановым числом, свечи зажигания с несоответствующим термическим коэффициентом, неправильная установка угла опережения зажигания или неисправное охлаждение могут быть вызваны не только излишним увеличением диаметра, но также и оплавлением материала поршня. Такие повреждения не зависят от продолжительности эксплуатации двигателя. В отличие от повреждений в результате недостаточного зазора, в данном случае повреждения имеют вид сплющенной (вогнутой) поверхности, с задирами на ней.

Заклинивание (заедание)

Нарушения нормальной работы, например, движение поршня с перекосом, недостаточный зазор между поршнем и поршневым пальцем или втулкой головки шатуна и поршневым пальцем, могут также приводить к местным жёстким контактам поршня и цилиндра (см. также 1.5). Это может нарушить движение колец и уплотнение, которое начнёт пропускать горячие газы, что приведёт не только к сильному нагреву поршня, но и к сгоранию плёнки масла на стенке цилиндра. Такая же ситуация может создаться в период приработки двигателя, если горячие газы будут проходить через кольца, ещё не обеспечивающие достаточного уплотнения (см. 2.1). Следствием этого являются задиры на поясе колец и в верхней зоне юбки.

Меры:
Проверьте исправность карбюратора, правильность установки зажигания и впрыска бензина, а в дизельных двигателях — правильность установки угла опережения зажигания и количества горючего. Не применяйте низкокачественного горючего, а если приходится им пользоваться, уменьшите нагрузку на двигатель. Проверьте зазоры между поршневым пальцем и втулкой шатуна, угловое расположение поршней, шатунов и кривошипа. Особенно необходимо купить новые шатуны и заменить старые, в случае повреждения двигателя (схватывание, задиры): если же это не будет сделано, необходимо с большой тщательностью измерить их угловое положение до начала дальнейшей эксплуатации. Проверьте охлаждающую систему двигателя, замените водяной насос и термостат, если они повреждены, и клиновидной ремень, если он проскальзывает. Удалите осадок жёсткой воды с блока двигателя. Будьте осторожны в случаях, если применяются дополнительные детали, закрывающие радиатор (например: дополнительные фары).

1.4. Зазор между поршневым пальцем и поршнем или пальцем и шатуном — Заедание в диагональном направлении в зоне отверстия поршневого пальца

Признаки:
Поршень на рис. 1 — с заглублёнными бобышками — имеет задиры только в зоне сопряжения этих углублений и юбки. Все задиры имеют только диагональное направление. В направлениях высокого и низкого давления следы заедания юбки практически отсутствуют.

Заедание в диагональном направлении (рис. 1)

Непосредственно рядом с задирами можно видеть сильно отполированные зоны. Шатун можно провернуть вокруг оси пальца только с усилием. В отверстии пальца видны следы заедания, особенно по бокам.

Причины и следствия:
Эти повреждения имеют место только в случаях, если палец закрепляется в шатуне и двигается только в поршне. Из-за сильного ограничения колебательного движения шатуна , а, следовательно, и пальца, условия смазки являются чрезвычайно важными. Просверленные отверстия, радиальные или осевые пазы для смазки обеспечивают поступление масла при нормальной работе двигателя.

Проблемы возникают, однако, при обкатке нового двигателя, когда при недостатке смазки возникает трение между поршневым пальцем и стенками отверстия. Заедание поверхности отверстия пальца часто случается до того, как масло проникнет в зазор между нею и пальцем. Образующееся при этом дополнительное тепло вызывает избыточное расширение поршня в зоне отверстия пальца.

Большая нагрузка на цилиндр возникает, особенно в тех случаях, когда поршень имеет жёсткий корпус, что приводит к образованию на юбке «полированных» зон около отверстия поршневого пальца. Если при этом нагрузка двигателя возрастает, то разрушается слой смазки на стенке цилиндра, следствием чего является заедание. Горячая посадка поршневого пальца и головки шатуна также может представлять опасность, приводя к тому, что палец деформируется и принимает овальную форму. В случае «плавающего» поршневого пальца при слишком малой прессовой посадке между втулкой шатуна и пальцем могут возникнуть движения, подобные тем, которые возникают при горячей посадке шатуна. Однако в этом случае можно ожидать даже более опасного трения между пальцем и поршнем, поскольку при прессовой посадке «плавающего» пальца задаются меньшие размеры (см. также 4.3).

Меры:
При горячей посадке шатуна следует всегда смазывать палец и отверстие пальца перед их подгонкой и сборкой. Если этот узел не будет сразу установлен в двигатель, тщательно смажьте отверстия ещё раз перед сборкой двигателя. Избегайте касания пальца и шатуна (рекомендуется 18-30 мм). После завершения сборки поршня, поршневого пальца и шатуна убедитесь в том, что поршень двигается на пальце совершенно свободно.

1.5. Перекос — Ассиметричный износ в направлении оси пальца

Признаки:
На фото приведен поршень в развёрнутом виде с зоной перегрузки стенки цилиндра с одной стороны. Над одним отверстием пальца верхняя поверхность почернела от нагара (на левом и правом краях фотографии), в то время как над отверстием пальца в центре рисунка она относительно чистая из-за контакта с цилиндром. Следы износа скошены и асимметрично смещены. Несмотря на овальность поршня, он соединяется с нижним краем юбки с одной стороны — под отверстием пальца (что видно на краях приведенного рисунка).

Причины и следствия:
Перекос поршня может происходить по следующим причинам: ось поршневого пальца расположена под неправильным углом к шатуну, или шатун неверно отрегулирован, или коленвал неправильно закреплён в подшипниках. Это приводит к различным последствиям: в таких условиях поршневые кольца не прирабатываются в достаточной степени, что приводит к потерям компрессии и энергии. Кроме того, горячий рабочий газ может прорываться сквозь кольца, разрушая плёнку масла на стенке цилиндра, что приводит к работе всухую и заеданию поршня. Перекос поршня вызывает вибрации (флаттер) колец во время ударов, что создаёт эффект насоса с высоким расходом масла, а также осевое воздействие на поршневой палец. Стопорное кольцо поршневого пальца может подвергаться износу или даже быть выдавлено (выбито), последствия чего описаны в разделе 4.5. Благодаря тому, что в процессе производства осуществляется многократный контроль качества, возможность неправильного взаимного расположения осей поршня и пальца исключена.

Меры:
Убедитесь в том, что детали привода правильно подогнаны во время сборки. Проверьте угловое расположение шатунов. После сборки проверьте зазор в направлении поршневого пальца с помощью щупа (калибра). Тщательно проверьте, чтобы длинные шпильки цилиндров были затянуты с равным усилием, особенно в одноцилиндровых двигателях с воздушным охлаждением.

1.6. Деформация цилиндра — Заедание только в нижней зоне юбки

Признаки:
Чётко локализованная зона заедания в нижнем конце юбки с несколькими «cмазанными» пятнами, частично — лоснящимися, без глубоких следов заедания. На цилиндре виден блестящий кольцевой пояс на уровне резинового уплотнения.

Причины и следствия:
Этот случай связан с местным уменьшением зазора, что особенно характерно для двигателей со вставными гильзами, где при влажных гильзах цилиндра из-за неверных диаметров посадки или слишком толстых резиновых уплотнений может произойти сужение (образование шейки) цилиндра.

Заедания в нижнем конце юбки

Дефекты такого типа могут случаться и в двигателях блочного типа со встроенными гильзами. Очевидно, что в этом случае в процессе механической обработки происходит смещение, например, при сверлении блока или обточке наружного диаметра гильзы, что и приводит к сужению гильзы. Местные задиры могут образоваться из-за деформированных в результате неправильной установки цилиндров или неодинаковой затяжки шпилек цилиндров (что особенно опасно в оребрённых цилиндрах с воздушным охлаждением).

Меры:
Вставьте влажные гильзы цилиндра сначала без уплотнений, чтобы убедиться в отсутствии деформаций (отсутствие зазора). При затягивании шпилек головки цилиндра соблюдайте инструкцию. Неравномерный износ хонинговальных брусков  при обработке цилиндров для двигателей блочного типа может привести к тому, что нижние части цилиндров получатся уже, поэтому всегда измеряйте внутренний диаметр цилиндра в нескольких уровнях. Недостаточная,  плоскопараллельность блока цилиндров или головки цилиндра, или неправильные прокладки цилиндров также могут быть причиной деформации цилиндров.

1.7. Износ, связанный с загрязнением — Сильный износ юбки с образованием шероховатой, матовой поверхности

Признаки:
Часто жалуются на большой расход масла, сильные картерные загрязнения в результате конденсации топлива в масле, снижение КПД и плохую работу стартера, особенно в холодную погоду. На обеих рабочих поверхностях поршня видны широкие матовые следы износа. Контуры механической обработки стёрты. Отдельные небольшие царапины как бы вдавлены. Кольца имеют большой зазор, на них виден радиальный износ с бритвенно-острыми краями колец. Направляющие фаски маслосъёмных колец (рис. 1) полностью истёрты. Поверхности колец со стороны пазов тоже имеют сильный осевой износ. Юбка поршня и другие изношенные зоны имеют тускло-серую матовую поверхность с истёртым контуром механической обработки.

Причины и следствия:
Тусклая поверхность свидетельствует о сильно загрязнённом масле. В большинстве случаев всё же возможно определить, привнесены ли загрязнения смазкой или всасываемым воздухом. Если кольца больше изношены со стороны головки поршня, особенно в осевом направлении, то грязь, безусловно, была привнесена через воздухозаборник. С другой стороны, если больше изношены нижние кольца (особенно маслосъёмное кольцо, как показано на рис. 1), и на юбке также видны следы сильного износа, то в этом случае причиной является загрязнённое масло.

Износ вследствие загрязнения (рис. 1)

Особенно чётким доказательством этого является износ поршневого пальца. Если на поршне видны только вертикальные царапины, а матовые поверхности отсутствуют, и если при этом на кольцах виден, главным образом, радиальный износ меньше осевого износа верхнего кольца,  то причина — в обработке цилиндров. Либо канал цилиндра не был тщательно промыт после хонингования, или частицы материала («железные опилки») после хонингования осели на поверхность, в дальнейшем разрушая её. Ещё одним последствием также могут быть сработанные кольца.

Меры:
Производите сборку с большой тщательностью (в соответствии с указаниями производителя). Регулярно прочищайте или заменяйте фильтры воздухозаборника, в соответствии с концентрацией загрязнений в условиях эксплуатации двигателя, пользуйтесь новыми прокладками, проверяйте, не даёт ли протечек воздухозаборник. Пользуйтесь хонинговальными брусками, которые оставляют чистую поверхность. Тщательно очищайте каналы цилиндров после обработки.

1.8. Износ, вследствие попадания топлива — Износ стенок в зонах попадания топлива

Признаки:
На поршне видны узкие бороздки, преимущественно с одной стороны, с чёткими следами истирания по всей длине юбки поршня. На кольцах имеются царапины, а также, до определённой степени, и задиры. В дизельных двигателях на юбке видны небольшие (размером 0,1-0,2 мм) яркие пятнышки.

Причины и следствия:
Попадающее топливо смывает плёнку масла на стенке цилиндра. Поршень и кольца работают всухую. Первые следы истирания, а позднее задиры образуются в зоне наибольшей нагрузки. Карбюраторные двигатели Причиной избытка горючего часто может быть неправильная работа карбюратора. Может быть, автоматический дроссель переключается слишком поздно, или ручной дроссель оставляется открытым слишком надолго. Другими причинами могут быть также дефектная система впрыска топлива (устройство обогащения для запуска холодного двигателя), или отказ системы зажигания из-за неисправных свечей в отдельных цилиндрах, что приводит к осаждению топлива на стенке цилиндра. А оно, в свою очередь, смывает смазку, и увеличение нагрузки на двигатель приводит к серьёзным повреждениям поршня. Дизельные двигатели топливо, несгоревшее из-за позднего зажигания или отказов системы зажигания, смывает плёнку смазочного масла на стенке цилиндра. Последствие — отсутствие смазки — вызывает истирание юбки и сильный износ колец. «Осколки», то есть полированные частицы материала поршня, которые были оторваны с одной его части и осели на другой, являются ясным показателем смыва смазочного масла.

Износ вследствие попадания топлива

Меры:
Карбюраторные двигатели Правильно отрегулируйте автоматическую дроссельную заслонку; что же касается ручной, то поднимайте её только на краткий промежуток времени при запуске и на нескольких первых километрах движения. Избегайте «накачивать» педаль акселератора, т.к. топливо при этом впрыскивается в карбюратор через насос акселератора. Особенно большому риску при этом подвергается холодный двигатель, ещё не разогретый до рабочей температуры. Избегайте разогрева двигателя на холостом ходу. Не прокручивайте двигатель стартером слишком долго, в то же время, открывая дроссельную заслонку по несколько раз, и не делайте слишком много попыток запустить двигатель. Проверьте карбюратор — правильно ли работают поплавок и клапан иглы поплавка, поскольку затруднения с запуском будут означать, что топливо начинает заливать двигатель. В системах впрыска бензина особенно внимательно убедитесь в том, что устройство обогащения топлива для запуска холодного двигателя правильно отрегулировано. Проверьте, не смывается ли смазка (образование мелких пузырьков на щупе). Дизельные двигатели, в случае продолжительной, постоянной детонации, которая не прекращается после холодного запуска двигателя, проверьте устройство впрыскивания топлива, особенно форсунки. Измерьте компрессию.

2. ПОЯС КОЛЕЦ

2.1. Нарушение нормальной работы (смятие) — Износ колец и перекос (ассиметричный износ)

Признаки:
По всей окружности колец видны полосатые царапины, кое-где имеющие цвет накалявшегося металла. Поршень на приведенной фотографии демонстрирует в районе кольцевого пояса следы одностороннего жесткого трения об поверхность цилиндра в направлении поршневого пальца.

Износ колец и перекос

Причины и следствия:
Кольца, защемленные вследствие перекоса поршня, не в состоянии обеспечивать необходимый уплотнительный эффект. Раскаленные газы могут прорываться за кольца, уничтожая масляную пленку на зеркале цилиндра. Таким образом, кольца работают всухую и частично клинят в цилиндре. Выделяемое при этом тепло раскаляет кольца, на них в последствии остаются участки с характерной окраской.

Постепенно процесс разрушения переходит на кольцевой пояс и верхнюю часть юбки поршня, т.к. зона выгорания масляной пленки увеличивается по мере истирания колец. Защемление колец с аналогичными последствиями может быть вызвано также попаданием под кольца сажи или грязи и даже (в случае небрежной сборки) металлических опилок. Поврежденные кольца или их посадочные места — еще одна возможная причина защемления колец .

Меры:
Перед сборкой поршня проверьте, могут ли кольца свободно вращаться. Проверьте угловое положение шатуна перед сборкой, или по завершении сборки, проверьте зазор поршня в направлении пальца. С  помощью калибра для измерения зазоров в верхней и нижней мёртвых точках.

2.2. Стёртые кольца — Износ колец и заедание юбки

Признаки:
По всему периметру компрессионных колец имеются задиры — они «стёрты». Стенки канала цилиндра тоже пострадали — на них имеются продольные царапины. В результате заедание поршня может произойти в нижнем поясе колец или верхней зоне юбки.

Причины и следствия:
Такое заедание колец начинается из-за отсутствия смазки на стенке цилиндра по различным причинам. Тонкая плёнка смазки, которая в нормальных рабочих условиях остаётся на рабочей поверхности цилиндра, может быть полностью соскоблена кольцами, что приводит к местным контактам металла по металлу и отдельным оплавлениям из-за теплоты трения и неровности рабочей поверхности. В конечном счете, в материале образуются трещины. Повреждения такого рода особенно характерны для стадии обкатки («вырабатывания»), если двигатель несёт большую нагрузку, поскольку кольца к этому времени ещё не достигли полного уплотняющего эффекта. Далее рабочие газы, образующиеся в результате сгорания топлива, проникают сквозь уплотнение и сжигают плёнку смазки на стенке цилиндра. Затем они могут нагревать юбку поршня, результатом чего — вследствие «стёртых» колец — легко может произойти также заедание поршня. Перегрев из-за преждевременного зажигания, слишком бедная смесь или дефекты системы охлаждения (из-за неправильно отрегулированных или забитых форсунок) также создают большую опасность заедания колец.

Перегрев вызывает образование нагара в пазах, ещё более затрудняя движение колец. Они теряют свои уплотняющие свойства, и плёнка смазки нарушается.

Стёртые кольца

Меры:
Во избежание неисправностей зажигания проверьте, правильно ли отрегулирован двигатель. Что касается конфигурации колец, то верхнее компрессионное кольцо, обычно хромированное или, что ещё лучше, покрытое молибденом, создаёт благоприятные условия для предупреждения «стирания» колец. Поэтому конфигурацию колец, рекомендованную производителем двигателя, НЕ СЛЕДУЕТ изменять. Высоких нагрузок на двигатель в период обкатки («прирабатывания»), например, при полной нагрузке на больших скоростях двигателя, или, что даже более опасно, при работе под большой нагрузкой на малых скоростях двигателя, следует всемерно избегать. Слишком гладкие стенки цилиндров так же опасны, как и слишком шероховатые. Задача — добиться оптимальной разницы высот пика и впадины в пределах 0,6-1,2 мкм. Следует также избегать следов расточки  («железных опилок»), поскольку из-за них смазка становится неравномерной и приводит к ещё большему износу колец.

2.3. Маслосъёмные кольца — Износ колец и заедание юбки

Признаки:
На кольцах видны типичные задиры (следы истирания), такие же следы, кроме того, видны и стенке цилиндра, а состояние поршня нормальное. Следов перегрева (остатков масла на нижнем поясе колец и верхней зоне юбки) обычно нет.

Причины и следствия:
Истирающее действие излишнего масла, например, в случаях, когда меняют одну конфигурацию колец и вставляют трёхслойное стальное кольцо или кольцо с цилиндрической (винтовой) пружиной, оказывающее сильное «сдирающее» действие, — приводит к недостаточной смазке стенки цилиндра, и, как результат, к стиранию колец. Если кольца заменяют, а цилиндр не обрабатывают, для периферии колец, которые ещё не приработались и поэтому опираются на стенку цилиндра только своими внешними краешками, оказывается недостаточно смазки на слишком гладкой поверхности стенки цилиндра.

Износ колец

Меры:
Не вносите по собственному усмотрению никаких изменений в хорошо испытанную и рекомендованную конфигурацию колец с целью уменьшить расход масла. Когда устанавливаются новые кольца (проверьте зазор), цилиндр следует расточить и хонинговать, чтобы обеспечить достаточную шероховатость для приработки и устранить следы износа, образовавшиеся верхним кольцом.

Следы износа

Однако в большинстве случаев цилиндр бывает повреждён царапинами до такой степени, что только его замена (в двигателях со вставными гильзами) или расточка до следующего, большего размера позволяют добиться надёжной и продолжительной эксплуатации двигателя. Перед установкой поршня в цилиндр убедитесь, что кольца свободно двигаются в пазах.

2.4. Повреждения поршневых колец — Пояс колец, поврежденный сломанным кольцом

Признаки:
Направляющие фаски или верхняя поверхность на рис. 1 «ободраны», то есть, выбиты до образования желобка. Поверхности этих задир отполированы — они чистые и гладкие. Кольцо в «ободранном» пазу сломано. Края паза развальцованы наружу и истёрты сильным трением о цилиндр, из-за чего их края заострились. На рис. 2 также показан отполированный излом. После более долгой эксплуатации, однако, верхняя поверхность также разрушилась, и отдельные обломки забиты в пространство между поршнем и головкой цилиндра.

Направляющие фаски поршневого кольца (рис. 1)

Причины и следствия:
Задиры — результат воздействия сломанных колец. Поломка колец может произойти вследствие неправильной установки, недостаточного зазора кольца. Причиной этой вибрации могут быть силы инерции движение поршня при эксплуатации двигателя на чрезмерных скоростях или если осевой зазор колец увеличивается износа поверхности колец или пазов. Это часто приводит к тому, что кольца разламываются на мелкие кусочки, которые затем разбивают паз из-за воздействующих на них сил инерции или, как показано на рис. 2, даже проламывают верхнюю поверхность насквозь.

Отполированный излом поршневого кольца (рис. 2)

В результате из-за обломков, достигающих камеры сгорания, могут произойти значительные повреждения двигателя. В двухтактных двигателях, где вращению кольца препятствуют упоры, такие воздействия особенно часты около упоров. Причина — обломанные концы колец. Это происходит, когда кольца с недостаточным зазором или стыкующимися концами с силой прижимаются к упорам, или если концы конец обламываются при установке. Износ паза увеличивается вследствие перегрева пояса колец, поскольку горячие рабочие газы могут прорываться сквозь сломанные кольца или уже образовавшиеся повреждения (задиры). В результате, во-первых, увеличивается износ перегретого поршня, поскольку понижается прочность материала, а во-вторых, возникает опасность заедания поршня, поскольку плёнка смазки сгорает.

Меры:
Производите сборку с большой тщательностью (пользуйтесь кольцевым фиксатором поршня и не вбивайте кольцо в паз). Если сомневаетесь, проверьте еще раз зазор кольца.

2.5. Износ колец и пазов

Признаки:
Кольца имеют слишком большой осевой зазор из-за сильного износа, особенно в верхнем пазу. Во многих случаях кольца также подвергаются сильному радиальному износу с увеличением зазора до нескольких мм. Диаграммы сторон пазов (рис. 1) свидетельствуют об износе. Затемнённые места — зоны полного износа материала поршня. Обычно такие поршни удаляют из-за высокого расхода масла или низкой мощности двигателя.

Износ колец и пазов (рис. 1)

Причины и следствия:
Помимо обычного износа после продолжительного периода эксплуатации, который здесь не рассматривается, существует несколько иных причин износа. С одной стороны, это дефекты смазки из-за её смыва (растворения), что приводит к сильному износу колец. Главным образом, радиальный износ (без повреждений поршневого пальца), а также сильный износ юбки. С другой стороны, если изношен также и поршневой палец, то причиной следует считать воздействие грязи или инородных частиц, попавших с всасываемым воздухом из-за повреждённых или не замененных вовремя фильтров. В случаях резкого увеличения радиального износа  совместно с радиальным износом верхнего паза, особенно по сравнению с маслосъёмным кольцом, можно предположить недостаточную работу фильтров. Однако если больше изношено маслосъёмное кольцо по сравнению с верхним кольцом, то причина износа — загрязнённое масло. Чётким указанием на то, что причина износа — грязь, является матовая, серая поверхность изношенных зон поршня и поршневого пальца. Если имеется только осевой износ, причиной вполне может быть завышенная температура сгорания, а значит, и температура поршня, совместно со слишком высокими скоростями двигателя. В этом случае силы инерции могут «расклепать» стороны пазов. Вибрация при слишком высоких скоростях двигателя может также приводить к сильному износу сторон пазов и усилению вибрации. Разбитые пазы вызывают вибрацию колец даже при малых скоростях двигателя. Износ постепенно усиливается.

Меры:
Проверьте, не слишком ли высок расход топлива и не растворяется ли масло (образование мелких пузырьков на маслоизмерительный щупе). Регулярно обслуживайте воздушный фильтр. Проверьте , не протекает ли система всасывания топлива. Обеспечьте наличие достаточного количества масла, особенно в случае фильтров — отстойников, и чаще обслуживайте их при высокой запылённости. Избегайте чрезмерных скоростей двигателя при движении вниз во избежание вибрации колец.

2.6. Износ многослойных маслосъёмных колец — Наличие царапин на многослойных маслосъемных кольцах (кольца 3S)

Признаки:
Хромовое покрытие рабочей поверхности изношено до основного металла; на металле заметны гребнеобразные полосы, расположенные параллельно направлению движения, увеличение в 50 раз. Если два стальных ребра маслосъёмного кольца приложить друг к другу, видно, что гребни на обоих ребрах совпадают.

Причины и следствия:
Эти гребнеобразные полосы возникают из-за канавок на зеркале цилиндра. На кромках канавок действует высокое радиальное и осевое контактное давление, т.к. составные кольца, в силу особенностей своей конструкции, не могут вращаться так же легко, как обычные маслосъемные кольца. За пределами канавок хромовое покрытие колец практически не изнашивается, т.к. небольшие царапины, постепенно появляющиеся на хромовом покрытии, в последствии совершенно лишают кольцо возможности вращения. Канавки на зеркале цилиндра могут возникать по ряду причин. К примеру, неадекватная расточка цилиндров может оставить старые канавки, возникшие в процессе предыдущей эксплуатации. Если в цилиндры при установке попадает грязь, канавки могут появиться уже в процессе эксплуатации. Зеркало цилиндра могут повредить и изношенные кольца. Недостаток масла приводит к изнашиванию колец. Но если неровности на кольцах при улучшении смазки стираются, то на стенках цилиндров они остаются. В последствии они повреждают маслосъёмные кольца, что увеличивает расход масла.

Износ многослойных маслосъёмных колец

Меры:
При сборке избегайте попадания в цилиндр грязи. Сильно изношенные и поврежденные цилиндры следует расточить на размер больше. Не давайте холодному двигателю полную нагрузку, избегайте высоких оборотов и больших нагрузок на малых оборотах.

2.7. Смыв масла несгоревшим топливом — Сильный радиальный износ колец

Признаки:
На кольцах виден значительный радиальный износ, в некоторых случаях отдельные участки сильно истерты. Осевой износ колец и канавок небольшой. Сам поршень в районе посадочного места кольца может иметь зоны абразивного износа.  Поверхность покрыта царапинами, но без признаков задира. На юбке поршня также видны глубокие царапины, а в некоторых местах — небольшие задиры и повреждения без ярко выраженного износа поверхности.

Причины и следствия:
Основная причина такого износа — некачественная смазка. К этому также могут привести неправильная регулировка карбюратора, неполадки в работе воздушной заслонки, чрезмерная амплитуда заслонки, продолжительная работа двигателя (особенно непрогретого) на холостом ходу, эксплуатация на небольших расстояниях (холодный старт, небольшой пробег, остановка), отсутствие искры в одном из цилиндров, попадание паров топлива в масло. Последнее отрицательно влияет на масляную пленку и ускоряет изнашивание. В неправильно отрегулированных дизельных двигателях с поздним или пропадающим воспламенением несгоревшее топливо может отлагаться на стенках цилиндра, а затем попадать в масло. Потертая поверхность поршня — характерный признак дизельных двигателей. Несгоревшее топливо может также стать причиной произвольного возгорания в цилиндре. При осмотре неудовлетворительно работающих или чрезмерно расходующих масло компрессоров (стационарных или применяемых в автомобильных пневматических тормозах), часто обнаруживаются повреждения колец, изображённые на рис. Причина этого — конденсат, образующийся в результате пропускания неплотно прилегающим клапаном сжатого воздуха. Вода в виде эмульсии значительно снижает смазочный эффект масла. Последствия — сильный износ колец и цилиндров.

Радиальный износ колец

Меры:
Если двигатель расходует топливо сверх нормы, проверьте его регулировку. Проверьте наличие топлива в масле (запах и пузырьки на указателе уровня масла). При стуках в дизельном двигателе, которые не прекращаются после прогрева, проверьте давление и топливные форсунки. В карбюраторных двигателях следует немедленно устранять неисправности зажигания (не забывая о возможных проблемах с катализатором). Убедитесь в безупречности хонингования. Перед сборкой тщательно очищайте картер и цилиндры.

2.8. Повреждения, вызываемые механической перегрузкой — Поломки направляющих

Признаки:
На рис. 1 кромка посадочного места первого кольца разрушена на треть своей протяженности. На фотографии хорошо видно направление излома — сверху вниз. Признаков неправильного сгорания топлива нет.

Поломки направляющих (рис. 1)

Причины и следствия:
Поршень, изображённый на рис. 1, прослужил довольно недолго. Двигатель был «настроен» на спортивный режим. Результатом высокой мощности двигателя и перегрузок стало предельно высокое давление, разрушившее вскоре кольцевой пояс поршня. Излом проходит в направлении действия нагрузки.
Излом только второго посадочного места могут вызвать те же причины. Если верхнее кольцо не обеспечивает достаточного уплотнения, газы воспламененной горючей смеси беспрепятственно прорываются к следующему кольцу, чрезмерно увеличивая нагрузку на кромки его посадочного места. Перегородка под этим кольцом может сломаться, при этом верхняя перегородка останется целой. В поршне, где направление излома идет сверху вниз.

В поршнях излом, у которых с низу в верх. Основная причина подобных повреждений — некачественная сборка, когда кольца устанавливаются неправильно, без применения соответствующих специальных инструментов, или когда поршень не вставляется, а «забивается» в цилиндр. Посадочные места поршневых колец ломаются и разрушаются в работе. В процессе подобной сборки могут быть повреждены и кольца.
Причиной разрушения посадочных мест в первом из описанных случаев могут быть также и удары верхнего кольца об истертую кромку цилиндра при прохождении верхней мёртвой точки. Подобный же эффект можно наблюдать в тех случаях, когда цилиндр не был расточен перед заменой поршня; когда поршень ударяется об головку блока цилиндров или неверно подобранную прокладку, а также при сильном износе шатунных вкладышей. Разрушение посадочного места кольца может быть также следствием его износа, из-за чего кольца начинают вибрировать. Гидроудар также может повредить посадочное место кольца.

Меры:
Не устанавливайте поршни с новыми кольцами без тщательного осмотра цилиндров. Устанавливайте только испытанные марки поршней, которые соответствуют требованиям конструкции. При установке поршней пользуйтесь кольцевым фиксатором и не заколачивайте поршни в цилиндр.

2.9. Повреждения, вызываемые неправильным сгоранием — Разрушение посадочных мест поршневых колец вследствие неправильного сгорания топлива

Признаки:
На рис. 1 видно, что излом проходил сверху вниз. Рисунки 1 и 2 наглядно показывают следы разрушения вследствие неправильного сгорания топлива. Разъеденный край головки поршня хорошо виден на фотографии, сделанной с помощью электронного микроскопа.

Повреждения, вызываемые неправильным сгоранием (рис. 1)

Причины и следствия:
Для ясности отрицательные факторы, действующие в двигателях с искровых зажиганием и дизельных двигателях, рассмотрены отдельно.

Двигатели с искровым зажиганием. Ударная детонация приводит к резкому возрастанию давления до 300 бар на 1 градус поворота коленвала (в то время, как нормальная величина составляет 3-5 бар на 1 градус поворота) и к вибрациям, близким к ультразвуковым, а также к резкому перегреву в результате нестабильного сгорания. Под действием высоких температур и вибраций, в перегородках между кольцами (для которых предусмотрены нормальные условия эксплуатации) появляются трещины, а затем и изломы, идущие сверху вниз.

Особенно опасна ударная детонация при работе двигателя на высоких оборотах, когда сильно перегревается головка поршня. Причиной неправильного сгорания может быть раннее зажигание, бедная горючая смесь, бензин со слишком низким октановым числом или повышение давления из-за отложений в камере сгорания (в городском цикле езды). Высокая температура всасываемого воздуха (неправильный предварительный подогрев воздуха) тоже могут привести ударной детонации в двигателе. В этом случае рекомендуется использовать бензин с большим октановым числом. Обычно следы эрозии, особенно в области верхнего держателя кольца или по краям головки поршня, свидетельствуют о проблемах в сгорании топлива, то есть о раннем зажигании или детонации.

Дизельные двигатели. В дизельных двигателях, в противоположность двигателям с искровым зажиганием, ударная детонация возникает вследствие чрезмерной задержки воспламенения. При этом поршневые кольца подвергаются сильным механическим перегрузкам. Причиной этого может быть неправильная синхронизация инжектора (слишком ранний или запоздалый впрыск), нарушение подачи топлива пусковым устройством или неподходящая марка дизельного топлива (слишком низкое цетановое число).

Меры:
В двигателях с искровым зажиганием используйте не детонирующее топливо с рекомендуемым октановым числом. При отложениях в камере сгорания после длительной эксплуатации автомобиля на коротких дистанциях, дайте двигателю возможность «размяться», давая полную нагрузку лишь после первых 100 километров. Это поможет избежать особенно опасной детонации на высоких оборотах. Не изменяйте регулировку карбюратора (форсунок) и не пытайтесь экономить топливо, отрегулировав его на создание бедной смеси. Не выставляйте слишком раннее зажигание. В дизельных двигателях выставляйте режим впрыска топлива и угол опережения зажигания в соответствии с характеристиками двигателя. Следите за состоянием топливных форсунок

3. ГОЛОВКА ПОРШНЯ

3.1. Неправильное сгорание или прогары в карбюраторных и дизельных двигателях — Прожженная головка поршня в двигателе

Признаки:
Головка поршня на рис. 1 имеет впадину, напоминающую след от пули. Поверхность, окружающая головку поршня, обычно покрыта оплавленным материалом поршня. На рис. 2 верхняя поверхность сожжена, и пояс колец имеет сквозные прожиги или разрушения. Поршень дизельного двигателя на рис. 3 имеет оплавления в сторону юбки.

Впадина на головке поршня (рис. 1)

Причины и следствия:
По положению повреждений головки поршня можно определить, что причиной этих повреждений являются свечи зажигания, форсунки инжектора (для дизельных двигателей), выходные отверстия предкамеры или вихрекамеры. Однако основной причиной является неправильное сгорание. Начальным этапом перед прожиганием является деформация головки поршня, обусловленная давлением при сгорании на материал, ослабленный перегревом.

Прожженная головка поршня в двигателе (рис. 2)

Карбюраторный двигатель Свеча зажигания со слишком низким температурным коэффициентом явилась причиной повреждения поршня, изображенного на рис. 1. Преждевременное зажигание, возникшее из-за перегрева дна изолятора свечи, привело к местному перегреву материала поршня и оплавлению головки. Повреждения свечи зажигания могут также быть следствием детонации, аналогично преждевременному зажиганию. Повреждение, изображенное на рис. 2, в основном вызывается преждевременным зажиганием, которое является следствием поврежденной из-за детонации прокладки головки цилиндра. Причинами детонации с последующим преждевременным зажиганием являются: раннее появление искры, слабое смешивание воздуха с топливом, дефектное оборудование впрыскивания, низкооктановое топливо. Преждевременное зажигание также приводит к тем же повреждениям, что и последствия детонации, обусловленной остаточными продуктами сгорания. Дизельный двигатель Повреждение, изображенное на рис. 3, вызвано нарушениями в системе впрыскивания топлива. Как излишнее количество впрыскиваемого топлива, так и истечение топлива из форсунок после подачи приводит к слабому завихрению. В результате возникают нарушения, приводящие к образованию температурных пиков, прожигающих отверстия в поршне.

Поршень дизельного двигателя (рис. 3)

Меры:
В карбюраторном двигателе проверить правильность регулировки карбюратора и системы впрыскивания, а также убедиться в отсутствии протекания в системе питания. Используйте свечи с правильным калильным числом.

Проверьте угол опережения зажигания и устройства опережения зажигания (центробежный и вакуумный регуляторы). В дизельном двигателе замените форсунки, из которых вытекает топливо после подачи (неравномерный шум работы), и проверьте инжекторный насос. Используйте топливо с соответствующими антидетонационными свойствами.

3.2. Оплавление в карбюраторных двигателях — Оплавление головки поршня и ее верхней поверхности в карбюраторных двигателях

Признаки:
На рис. 1 изображены три поршня, которые иллюстрируют развитие процесса оплавления. Правый и средний поршни имеют небольшие участки оплавления на кромке головки. У левого поршня зона головки полностью оплавлена. Аналогично рисунку 1, на рис. 2 показана следующая стадия разрушения. Отверстие в прокладке головки цилиндра на рис. 3 деформировано и прижато к части окружности кромки стенки цилиндра.

Процесс оплавления поршня (рис. 1)

Причины и следствия:
Неконтролируемое преждевременные зажигание, обусловленное тлением продуктов сгорания. Клапаны, перегретые вследствие несоответствующего зазора и неверно установленной или поврежденной прокладки головки цилиндра, приводят к пикам высокой температуры, достигающей температуры плавления материала поршня, около 577°С.

Следующая стадия разрушения поршня (рис. 2)

Слишком бедная смесь воздуха и топлива вследствие неправильной регулировки карбюратора, нарушений приборов контроля образования горючей смеси или в форсунках впрыска (загрязнение) топлива, а также неправильное октановое число и слишком раннее зажигание приводят к неправильному сгоранию. Как следствие, преждевременное зажигание приводит к описанным типам повреждений.

Отверстие в прокладке головки цилиндра (рис. 3)

Меры:
Используйте рекомендованное топливо (октановое число). Проверьте правильность регулировок зажигания, карбюратора и устройств впрыскивания топлива. Не подвергайте автомобиль, который в течение долгого времени использовался для коротких поездок, полной нагрузке на автостраде. Если герметичные поверхности на головке или блоке цилиндров вскрывались, установите более толстую прокладку, или — для поршней завышенного габарита — обеспечьте меньшее расстояние от днища поршня до оси поршневого пальца.

3.3. Оплавление в дизельных двигателях — Оплавление головки поршня и ее верхней поверхности в дизельных двигателях

Признаки:
Верхняя поверхность на рис. 1 частично оплавлена над вставкой колец. На рис. 2 изображено продолжение процесса оплавления по всей ширине верхней поверхности головки поршня. В обоих случаях вставка колец разломана. На рис. 3 головка и верхняя поверхность полностью разрушены.

Верхняя поверхность головки поршня (рис. 1)

Причины и следствия:
Несгоревшее топливо из-за запаздывания зажигания и нарушений искры осаждается в зазоре между верхней поверхностью и цилиндром. С одной стороны, это приводит к повышенному износу колец, с другой стороны, накопленное топливо возгорается без контроля.

Местами создается температура, превышающая температуру плавления материала поршня ( 577°С). Впоследствии оплавления, показанные на рис. 1 и 2, могут привести к полному разрушению поршня рис. 3.

Продолжение процесса оплавления (рис. 2)

Причинами такого неправильного сгорания являются слишком низкая компрессия (вследствие износа, большого зазора или неправильной установки угла опережения зажигания), нарушения устройств впрыскивания топлива (форсунки, забитые углеродистыми отложениями, или излишнее количество введенного топлива).

Разрушенные головка и верхняя поверхность поршня (рис. 3)

Оплавления краев камеры сгорания и кромки головки можно объяснить излишним количеством впрыскиваемого топлива. Поврежденные форсунки или неправильное время срабатывания насоса инжектора (для повышения эффективности) приводят к превышению температуры.

Меры:
Убедитесь, что количество впрыскиваемого топлива и опережение впрыска отрегулированы в соответствии с предписанием производителя двигателя. Проверьте давление впрыска и герметичность форсунок.

Обеспечьте рекомендованный зазор после обработки головки блока или цилиндра, при необходимости смонтируйте поршни с меньшим расстоянием от днища поршня до оси поршневого пальца.

3.4. Ударная нагрузка на клапаны и головку цилиндра — Повреждение головок поршня и цилиндра клапанами

Признаки:
Головка поршня, изображенного на рис. 1, носит следы удара головки клапана. Ясно видно, что сдвинутый материал поршня возвышается вокруг места приложения удара. На рис. 2 головка поршня была деформирована примерно на 5 мм и приняла форму камеры сгорания головки цилиндра.

Следы удара головки клапана (рис. 1)

Кромка головки поршня дизельного двигателя на рис. 3 была деформирована, и верхняя поверхность имела сильный контакт с цилиндром.

Причины и следствия:
В случае соударения головки с клапаном, очевидно, что причина не в поршне. Повреждение такого рода обусловлено неправильной установкой момента открытия клапана (установка распредвала), поломкой пружин клапанов, углеродными отложениями (нагаром) на штоке клапана, неправильным зазором клапанов.
Во втором случае, возможно, что из-за ослабления болта шатуна, ход поршня увеличился, и поршень ударил в головку цилиндра.

Деформация головки поршня на 5 мм (рис. 2)

Сначала материал поршня был перемещен в камеру сгорания, а затем — в область теплоотвода, пояс колец был сбит вниз к юбке поршня. Разрушение поршня в этом случае было предотвращено только прочностью кованого материала поршня. Сильный контакт верхней поверхности происходит именно с поршнями дизельных двигателей с прямым впрыском. Отложение углерода масла (нагар) на головке поршня, слой которого толще верхнего зазора, приводит к удару поршня по головке цилиндра.

Таким образом, кромка верхней поверхности будет деформироваться и сильно давить на стенку цилиндра. Самым серьезным результатом такого давления может стать заклинивание, и даже разрушение поршня.

Деформированная кромка головки (рис. 3)

Жидкости (масло или топливо), которые, например, в V-образных двигателях или двигателях с горизонтально расположенными цилиндрами собираются в нижнем «углу» камеры сгорания после выключения глохнущего двигателя, могут также привести к перемещению материала такого рода.

Меры:
При сборке двигателя проверьте, чтобы контролируемые детали были правильно установлены. Проверьте верхний зазор между головкой поршня и цилиндра, а также выступание или углубление поршней всех цилиндров. В случаях, когда двигатель издает резкий звук при работе, проверьте его до того, как появятся серьезные повреждения.

3.5. Деформация головки

Признаки:
Головка поршня прогибается внутрь. Следы удара отсутствуют.

Деформированная головка

Причины и следствия:
Неправильное сгорание (преждевременное зажигание) приводит к чрезмерной температуре без локализованных участков перегрева. Прочность материала ослабляется этим перегревом, в результате головка поршня больше не в состоянии противостоять давлению сгорания и принимает вогнутую форму. При дальнейшем нагреве в головке поршня образуется отверстие.

Меры:
Предотвращайте установку карбюратора на слишком бедную смесь путём проведения регулярных проверок, а в случае бензиновых двигателей с впрыскиванием топлива, убедитесь в правильном составе смеси.

3.6. Инородные частицы на поверхности головки поршня

Признаки:
Удары по головке цилиндра привели к образованию частиц, впрессованных головку поршня (рис. 1).

Частицы, спресованные в головку поршня (рис. 1)

Причины и следствия:
Разрез в увеличенном виде (рис. 2) иллюстрирует, что материал частицы — серый термообработанный литейный чугун, который, очевидно, попал в камеру сгорания снаружи, либо из сёдел клапанов, поскольку поршневые кольца не повреждены. Если в этом случае только свободное движение колец затруднено или стенка цилиндра повреждена, но при этом частицы не проникают в головку поршня, повреждение такого рода не сразу становится явным. Часто оно проявляется только тогда, когда происходит существенное повреждение и двигатель выходит из строя.

Разрез в увеличенном виде (рис. 2)

Меры:
При сборке двигателя или при ремонте открытого двигателя уделить серьёзное внимание предотвращению попадания инородных частиц в привод или камеру сгорания.

3.7. Нагрузки на поверхность — Повреждения верхней поверхности

Признаки:
Верхняя поверхность была разломана силовым воздействием. Поршень не носит следов предшествующего перегрева.

Причины и следствия:
Поршень двухтактного карбюраторного двигателя сломался в результате неправильной сборки. При установке поршня в цилиндр первое кольцо спружинило в выходной канал цилиндра. Неловкая сборка повлекла за собой трещину в верхней поверхности. После запуска двигателя на короткое время произошла поломка.

Меры:
При установке поршней всегда используйте фиксаторы поршневых колец. В двухтактном двигателе проверяйте направление установки (просветы колец не к выходному отверстию) и не поворачивайте в процессе установки. Никогда не прикладывайте силу (сильные удары и т.п.) при установке поршней.

3.8. Износ верхней поверхности, вызванное нагаром (углеродистые отложения ) в двигателе — Износ кромок головок или верхней поверхности поршня

Признаки:
На поршне карбюраторного двигателя рис. 1, кромка верхней поверхности выглядит «объеденной». На рис. 3, видно, что это не оплавление, а абразивный износ. На рис. 2 показан поршень дизельного двигателя, материал которого перемещён к кромке камеры сгорания.

«Объеденная» кромка поршня (рис. 1)

Причины и следствия:
На обоих повреждённых двигателях образование нагара на фаске канала цилиндра привело к износу кромки головки поршня. Нагар также может наслаиваться на кромке прокладки в зоне охлаждения головки цилиндра. Избыточное трение здесь приводит к перемещению материала и к абразивному износу, слой углерода увеличивается по мере износа поршня. Преждевременное зажигание может привести к оплавлению кромки поршня, тем самым, ускоряя износ. В случае дизельных двигателей с завихрителями, отложения, в особенности нагар и продукты сгорания, оседают на горячей обратной стороне входа вихревой камеры; затем поршень ударяет по этим отложениям. В большинстве случаев перенос материала происходит из-за избыточного трения цилиндра. В лабораторных исследованиях материал поршня не обнаруживает следов оплавления.

Поршень дизельного двигателя (рис. 2)

Меры:
Не растачивайте верхнюю кромку канала цилиндра слишком сильно. Убедитесь, что прокладка головки цилиндра соответствующего типа.

Абразивный износ поршня (рис. 3)

3.9. Эрозионные поверхностные повреждения края головки

Признаки:
Поршни на рис. 1, имеют поверхностные эрозионные повреждения в зоне верхней поверхности. На рис. 2 этот эффект виден только на кромке камеры сгорания, а на рис. 3, кроме того, и на головке.

Поверхностные эрозионные повреждения в зоне верхней поверхности (рис. 1)

Причины и следствия:
Для чёткости изложения карбюраторные и дизельные двигатели будут рассмотрены отдельно. Карбюраторные двигатели (рис. 1). Высокочастотные компрессионные вибрации с быстровоспламеняющейся топливно-воздушной смесью (низкое октановое число) вместе с возрастающими температурами приводят к эрозионным поверхностным повреждениям края головки, верхней поверхности и верхней кромки верхнего паза кольца вследствие детонации. Дизельные двигатели Эрозия кромки головки, верхней поверхности поршня и верхнего края паза. Излишнее количество впрыскиваемого топлива или топливо с недостаточными характеристиками зажигания (цетановое число) приводят к повреждению с эффектом вторичной камеры сгорания. Эрозия кромки камеры сгорания (рис. 2) Брызги топлива из-за неисправных форсунок воспламеняются на горячей поверхности кромки камеры сгорания и приводят к эрозии частиц материала. Эрозия головки поршня. В этом случае, так же, как и в предыдущем, излишнее топливо воспламеняется и создает вторичную камеру сгорания. Это происходит под выпускным клапаном.

Эрозия кромки камеры сгорания (рис. 2)

Меры:
Карбюраторные двигатели Используйте только топливо с рекомендованным октановым числом. Регулярно проверяйте карбюратор или устройство впрыскивания, а также угол опережения зажигания. Дизельные двигатели: прочистите или замените форсунки и убедитесь в том, что они правильно установлены и что количество впрыскиваемого топлива и время впрыска точно выставлены. Используйте топливо с соответствующими характеристиками зажигания (цетановое число).

Поверхностные эрозионные повреждения в зоне верхней поверхности и головки (рис. 3)

3.10. Перегрев поршня — Трещины в головке поршня

Признаки:
На рис. 1 изображен поршень двигателя спортивного автомобиля с трещиной в направлении пальца. На рис. 2 трещина располагается в направлении усилия, т.е. под прямым углом к оси поршневого пальца. На рис. 3 головка поршня имеет сеть трещин.

Поршень двигателя спортивного автомобиля с трещиной в направлении пальца (рис. 1)

Причины и следствия:
Карбюраторные двигатели (рис. 1). Очень высокие механические нагрузки на двигатели спортивных и гоночных автомобилей в сочетании с сильным нагревом головки приводят к поломкам с прожигами. Линии излома располагаются в направлении поршневого пальца. Дизельные двигатели. Поршень двигателя с вихрекамерой, изображенный на рис. 2, был подвергнут особенно высокой тепловой нагрузке в зоне головки в районе канала впрыска. Затрудненное тепловое расширение из-за разницы температур в головке привело к пластическим деформациям у поверхности и, как результат, к образованию трещин при остывании. Давление газов вызывает деформации головки, особенно перпендикулярно оси пальца, и способствует развитию трещин с наружной стороны головки. Это может привести к полному разрушению головки. В случае поршня двигателя с предкамерой рис. 3 струя пламени попадает в центр неглубокой камеры сгорания. Чрезмерные температурные перегрузки в дальнейшем приводят к образованию трещин в головке. Трещины головки, вызываемые инородными частицами или ударами о головку блока.

Поршень двигателя с вихрекамерой (рис. 2)

Меры:
Карбюраторные двигатели. Для спортивных целей приобретайте соответствующие поршни, например, изготовленные из кованых высокопрочных заготовок.

Дизельные двигатели. Если мощность двигателя повышается посредством увеличения количества впрыскиваемого топлива или чрезмерного завышения установки инжекторного насоса, это приводит к температурным перегрузкам поршня. Поэтому всегда регулируйте двигатель в соответствии с указаниями завода-изготовителя.

3.11. Перегрев кромки камеры сгорания — Трещины в кромке камеры сгорания

Признаки:
Кромка полости сгорания обоих поршней дизельных двигателей прямого впрыска, изображенных здесь, имеет трещины. На рис. 1 кромка, которая подрезана из-за сферической формы полости, имеет глубокие трещины. Трещины в кромке полости поршня на рис. 2 короткие, но широкие.

Трещины в кромке полости сгорания (рис. 1)

Причины и следствия:
Сильные температурные нагрузки на поршни дизельных двигателей и, как результат, большая разница температур между кромкой полости сгорания и материалом под ней, приводят к затрудненному тепловому расширению и к сжимающим напряжениям кромки полости в пределах и за пределом текучести, тем самым вызывая пластическую деформацию материала. При остывании материал, перемещенный такими перепадами, «теряется», и возникают напряжения растяжения, приводящие к трещинам. Кромки полости, заостренные и подрезанные, и пересекающиеся края углублений клапанов на кромке полости, подвержены особенному риску.

Трещины в кромке полости поршня (рис. 2)

При оценке трещин их расположение — самый важный фактор. Трещины в кромке полости в направлении пальца или вырезов клапанов приводят к поломке поршня до бобышки в течение очень короткого времени. Мелкие трещины, распространяющиеся в направлении высокое-низкое давление способствуют «разгрузке». Они могут также возникать под нормальной нагрузкой после очень долгой эксплуатации без нарушений функционирования поршня.

Меры:
Устанавливайте количество впрыскиваемого топлива и время впрыска точно. Чрезмерная тяга, вследствие, например, увеличения скорости двигателя ( чрезмерные установки инжекторного насоса), увеличивает тепловую нагрузку и приводит к трещинам. Устанавливайте параметры в соответствии с указаниями завода-изготовителя.

4. ПЕРЕГРУЗКА ОТВЕРСТИЙ ПОРШНЕВОГО ПАЛЬЦА

4.1. Растрескивание бобышек, начинающееся от кромки отверстия

Признаки:
Начавшись от бобышки поршневого пальца, трещина дошла до верхней поверхности (рис. 1). На рис. 2 трещина дошла до головки поршня и прошла ее насквозь. На рис. 3 гнездо бобышки треснуло.

Трещина на поршневом пальце (рис. 1)

Причины и следствия:
В случаях, когда поршень перегружен, например, при увеличении мощности без замены поршня, поперечные сечения кромок бобышек поршневых пальцев также подвергаются перегрузкам. Далее формируются трещины, начиная от внутренней верхней кромки отверстия поршневого пальца или с отверстий подвода масла в бобышке, вследствие дополнительного увеличения температуры из-за перегрузок. В отличие от трещин в кромке полости сгорания или головке, такие трещины развиваются, соответственно нагрузкам, в направлении головки поршня. Поршень может сделаться «хрупким» (хрупкие трещины). Как следствие, головка может быть прожжена насквозь, что может сопровождаться заеданием (вследствие чрезмерного теплового расширения и недостатка масла). Поперечные трещины в гнездах бобышек возникли из-за высокой температуры и давления зажигания во время гонок. При увеличении этих трещин поршень может полностью разрушиться. Поршневой палец может также быть причиной трещины. Палец с недостаточной толщиной стенки при перегрузке становится излишне сплющенным и может вызвать повреждения, показанные на рис. 1.

Трещина на головке поршня (рис. 2)

Ударная нагрузка на головку цилиндра из-за отложений углерода масла (нагара) или неправильного зазора между головкой поршня и цилиндра, приводят к перегрузкам отверстия поршневого пальца, а в дальнейшем — к образованию трещин в бобышке или даже к хрупкому растрескиванию. Ударное воздействие жидкости (воды, попавшей через поврежденную прокладку цилиндра) может иметь такие же последствия.

Треснутое гнездо бобышки (рис. 3)

Меры:
Для спорта и гонок используйте только поршни, разработанные под высокие нагрузки. Нe уменьшайте сечение поршневого пальца с целью снизить инерционные силы. Избегайте перегрузок, связанных с неправильной установкой зажигания или времени впрыска для дизельных двигателей.

4.2. Перегрузка отверстия поршневого пальца — Растрескивание бобышек

Признаки:
На рис. 1 изображены трещины, которые не достигают кромки отверстия поршневого пальца или не начинаются с нее. Сечение поршня на рис. 2 ещё яснее демонстрирует это.

Трещины, не достигающие кромки (рис. 1)

Причины и следствия:
Эти трещины в бобышке, которые встречаются, как правило, только в дизельных двигателях, начинаются в нескольких миллиметрах от внутренней кромки отверстия поршневого пальца. Трещины образуются при высоком уровне температуры в бобышке и при высоком давлении зажигания. Обычно их можно наблюдать только после продолжительного периода эксплуатации, и они могут достигать пояса колец и камеры сгорания.

Сечение поршня (рис. 2)

Меры:
Избегайте перегрузок двигателя. Проверьте точность установок времени и количества впрыскиваемого топлива.

4.3. Недостаток смазки в отверстии поршневого пальца — Заедание в отверстии поршневого пальца

Признаки:
Фотография разреза поршня демонстрирует следы заедания в отверстии пальца, особенно в зоне несущей стенки. Поскольку поршень не имеет паза для стопорного кольца, палец зафиксирован в шатуне, например, с помощью фиксатора или горячей посадкой.

Причины и следствия:
Два типа поршневых пальцев, распространённых сегодня (палец свободно плавает или зафиксирован в малой головке шатуна), описаны ниже каждый отдельно. Шатун, закрепленный фиксатором или горячей посадкой в этой широко распространенной конструкции палец зафиксирован в шатуне. В результате движение возможно только между пальцем и поршнем. Такое колебательное движение с отклонением в несколько градусов, в отличие от плавающего пальца, выдвигает более серьезные требования к смазке. Поэтому необходимо обеспечить специальные устройства для смазки, такие как масляные канавки и отверстия для подачи необходимого количества масла в отверстие пальца. В изображенном случае недостаточная смазка была не единственной причиной. Судя по расположению заусенцев на пальце в зоне несущей стенки, можно предположить, что зазор между поршнем и пальцем был слишком мал. Недостаточный зазор и последующий недостаток смазки привел к заеданию в отверстии поршневого пальца.

Плавающий палец, Если при такой конструкции этого узла палец, который должен свободно вращаться в поршне и шатуне, в действительности двигается только в поршне — из-за недостаточного зазора или заклинивания в шатуне, то указанный зазор в поршне становится недостаточным, то же самое обычно касается и подачи масла.

Как следствие, возникают заклинивания в отверстиях пальцев. Выделение тепла может привести к заклиниванию юбки, как описано в п. 1.4.

Заедание в отверстии поршневого пальца

Меры:
Перед началом сборки проверьте зазор между втулкой шатуна и поршневым пальцем и сравните его размер с тем, который рекомендован производителем, или проверьте, могут ли части свободно двигаться (зазор должен быть около 1-2% от диаметра пальца). Особенно в случае фиксированного пальца, хорошо смажьте палец и отверстия перед сборкой, а после сборки проверьте, могут ли поршень и палец свободно вращаться друг относитель

4.4. Свободные или сломанные стопорные кольца поршневых пальцев (дефектная сборка) — Износ стенки поршня в зоне отверстия пальца

Признаки:
Зоны над и под отверстиями пальцев изношены и находятся в состоянии выработки. Поверхность отполирована ярко и гладко. Участок рабочей поверхности цилиндра также подвергался воздействию поврежденного участка поршня. Вследствие инерционных сил, имеющих место при периодическом движении поршня, материал поршня «выкрашивается» оторвавшимися частицами поршневого стопорного кольца, и каверны, они возможно увеличатся и достигнут пояса колец, в этом случае даже кольца могут быть полностью сработаны.

Износ стенки поршня в зоне отверстия пальца

Причины и следствия:
Причины повреждения стопорных колец могут быть различными. Чрезмерная деформация при установке может либо привести к растрескиванию стопорного кольца, либо создать предварительное напряжение, после чего кольцо станет слишком малым. Инерционные силы, действующие на кольцо, ведут к его поломке или к потере натяжения и постепенному ослаблению, втрамбовыванию или даже выпрыгиванию. Осевое усилие пальца на стопорное кольцо также может привести к его износу или к расширению паза кольца. Повреждение этого типа вызывается перекосом поршня вследствие нарушений в приводе. Как только кольцо выдавливается из паза либо ломается, фактически не остаётся никаких ограничений для возможных повреждений. Отломанные куски, или даже один кусок, могут причинить такие повреждения, что цилиндр невозможно будет снова расточить до допустимого размера внутреннего диаметра.

Когда это случается, небольшие отломанные частицы могут проникнуть сквозь внутренний канал пальца и причинить подобные повреждения также на противоположной стороне (даже если стопорное кольцо на этой стороне в правильном положении).

Меры:
При установке стопорного кольца используйте подходящие плоскогубцы, чтобы избежать его перенапряжения. Когда стопорное кольцо установлено, поверните его, чтобы убедиться, что положение и натяжение правильны. Проверьте привод измерением люфта поршня, чтобы убедиться, что нет перекоса.

Устанавливайте правильный вид стопорного кольца в соответствии с пазом (кольца круглого сечения для круглых пазов, кольца Зегера для прямоугольных пазов). При вталкивании пальца внутрь не нажимайте сильно на стопорное кольцо, которое уже установлено как стопор. Во избежание влияния инерционных сил стопорное кольцо не должно устанавливаться таким образом, чтобы его разрыв был направлен в стороны (горизонтально).

4.5. Деформация стенки поршня, вызываемое осевой нагрузкой от поршневого пальца — Деформация стенки поршня в зоне отверстия пальца

Признаки:
Вокруг отверстия пальца стенка поршня выломана наружу, начиная от основания паза для стопорного кольца. Стопорное кольцо не было выдавлено наружу пальцем при работе двигателя, и дальнейшего повреждения не произошло.

Причины и следствия:
Посадка поршневого пальца в поршень часто выполняется с натягом. Чтобы вставить палец, необходимо нагреть поршень примерно до 80-100°С. Если это сделано неаккуратно, или если при установке возникли трудности из-за, к примеру, невозможности найти втулку шатуна, и поршень остыл, а сборка была продолжена, то, когда вставляли палец с усилием, стенка поршня на противоположной стороне выдавливается наружу или повреждается настолько, что ломается во время работы двигателя.

В описанном случае так называемой «плавающей» посадки, палец двигался с усилием, возможно, из-за неправильного угла шатуна или несоосности при сборке. Это привело к прижиму уже установленного на противоположную сторону стопорного кольца к внешней стенке паза кольца. В результате стенка поршня растрескалась вокруг отверстия поршневого пальца. Затем эта часть материала отломалась во время работы двигателя.

Приведенный на рисунке пример повреждения показывает, что его причина возникла на этапе установки. Если бы палец был прижат к кольцу во время работы двигателя, таким образом приведя к поломке, стопорное кольцо также было бы выдавлено из гнезда, и результатом могло быть более серьезное повреждение.

Меры:
В случаях посадки пальца с натягом, нагревайте поршень до указанной температуры и затем быстро вставляйте палец; в идеале, используйте направляющий штырь. Если посадка свободная — вталкивайте палец аккуратно. Ни при каких обстоятельствах не применяйте силу для установки пальца.

4.6. Перегрузка пальцев — Поломки поршневого пальца

Признаки:
Поршневой палец треснул поперек; короткий левый кусок имеет продольную трещину. Ясно, что начальная точка трещины находится на пересечении двух плоскостей излома. В этой точке, где видны следы работы, представляющие точку сдвига между бобышкой и втулкой шатуна, слой поверхностного упрочнения также разрушен. После поломки пальца бобышка была разрушена.

Причины и следствия:
Точка излома на пересечении двух плоскостей лежит в наиболее нагруженной области пальца. Две плоскости излома возникли из-за различных типов нагрузки; поперечный излом возник из-за сдвига, продольная трещина возникла вследствие овальной деформации, возникшей из-за изгиба пальца. Две эти трещины привели к перегрузке пальца.

Причиной этого может быть поршневой палец со слишком тонкими стенками по сравнению с первоначально установленным пальцем (например, при подгонке двигателя под требования заказчика), либо перегрузка стандартного пальца при такой подгонке. «Гидравлический удар» также должен быть исключен.

Меры:
Проверьте, нет ли повреждений или трещин в герметичных поверхностях блока и головки цилиндров. Затяните или перезатяните болты головки цилиндров в соответствии с рекомендациями. Не меняйте стандартные пальцы на облегчённые тонкостенные.

5. ЦИЛИНДРЫ

5.1. Эрозия гильзы цилиндра вследствие кавитации — Впадины на внешней поверхности стенки цилиндра

Признаки:
Внешняя поверхность гильзы цилиндра имеет мельчайшие углубления, которые образуются в первую очередь в двигателях с мокрыми гильзами в области верхней и нижней мертвых точек. Гильзы, плотно закреплённые обоймами в области верхней мёртвой точки, демонстрируют это явление только в зоне нижней мёртвой точки рис. 1. Как правило, кавитация возникает в направлениях тяги и против тяги, часто только вдоль тяги. Чтобы опознать наличие кавитации и отличить ее от обычной коррозии, необходимо иметь в виду, что кавитация проникает глубоко в стенку гильзы и размер углубления увеличивается по мере проникновения в стенку гильзы (рис. 2). Напротив, нормальная коррозия развивается только на поверхности и не имеет вышеупомянутых увеличивающихся в глубину выемок. Фактически, и кавитация, и коррозия наблюдаются одновременно, и это означает, что кавитация сопровождается и усугубляется коррозией.

Причины и следствия:
Кавитация на стенке цилиндра обусловлена вибрацией, порождаемой биением поршня о гильзу, особенно в районе мёртвой точки поршня. Это приводит к вибрации водяной рубашки охлаждения. Когда стенка цилиндра подаётся в процессе вибрации, в воде на короткое время образуется вакуум, и возникают пузырьки. При отдаче толщи воды эти пузырьки лопаются. Вода воздействует на поверхность металла и вызывает эрозию. Кавитация часто возникает в моторах, работающих при относительно низкой температуре (50-70°С).

Внешняя поверхность гильзы цилиндра (рис. 1)

Двигатели, работающие при температуре 90-100°С, менее подвержены кавитации, поскольку пузырьки реже образуются при большем давлении воды в закрытой системе охлаждения. Конструктор двигателя способен предотвратить кавитацию до некоторой степени при помощи соответствующих мер. Во-первых, он может подобрать соответствующую толщину стенки гильзы цилиндра или использовать подходящую охлаждающую жидкость. Кроме того, интенсивность ударов поршня может быть снижена установкой точного зазора, что предотвращает вибрацию.

Меры:
Не пытайтесь растачивать канал нижней обоймы гильзы в блоке двигателя с корродированной поверхностью, если только не используются гильзы большего размера. Строго проверяйте указанный зазор (люфт) поршня; избегайте увеличения диаметра гильзы или установки использованных поршней или поршней такого же диаметра. Увеличивайте канал до ближайшего большего размера и используйте поршни соответственно большего размера или новый набор гильз и поршней.

Размер углубления (рис. 2)

Используйте рекомендованные антифриз и антикоррозионную охлаждающую жидкость или подходящие добавки, например, эмульсию для расточки или резки. Не заливайте в систему агрессивную или кислотосодержащую воду. Дистиллированная вода также не подходит. Проверьте герметичность системы охлаждения под давлением (слишком низкое избыточное давление/давление в системе охлаждения, не способствующее кавитации).

5.2. Перегрузка обоймы гильзы — Впадины на внешней поверхности стенки цилиндра

Признаки:
Поломка обоймы гильзы и гильзы. Поршень также распался на несколько частей, но не имеет следов заедания, как показано на рис. 1. Трещина начинается с радиуса под обоймой и наклонно продолжается вверх. Огнезащитный бандаж отполирован примерно на половину длины окружности и не покрыта отложениями продуктов сгорания.

Причины и следствия:
Причиной поломки обоймы является перегрузка изгибающим моментом в держателе обоймы. В нормальном состоянии прокладка головки цилиндра зажата между головкой цилиндра и обоймой гильзы. При превышении указанного момента затяжки или при использовании неправильной (слишком тонкой) прокладки головка цилиндра прижимается к огнезащитной кромке. Также, частицы грязи на держателе или слишком большой радиус после обработки посадочного места гильзы приводит к перекосу держателя и создает изгибающий момент.

В случае ломкого чешуйчатого чугуна цилиндра (GGL) изгибающий момент приводит к трещинам в промежутке от обоймы гильзы до центра цилиндра. Увеличение изгибающего момента определяется силой герметизации, прикладываемой на болты головки цилиндра. Это примерно в 2,5-3 раза больше максимального давления в цилиндре (от 40 до 50 т для стандартного двигателя грузового автомобиля). В большинстве случаев просто приложение силы на огнезащитный бандаж гильзы приводит к немедленной поломке обоймы и последующему проникновению воды внутрь. В особенно серьезных случаях результатом может быть разрушение блока двигателя, если повреждение распространяется так, как показано на рис. 1.

Меры:
Используйте указанную в руководстве прокладку (дешевые нестандартные прокладки несколько тоньше и сжимаются вместе плотнее). Моменты затяжки и углы вращения, указанные изготовителем, должны соблюдаться. Тщательно очищайте поверхность гильзы, вставляемой в блок двигателя.

Проверьте угловое положение и ровность поверхности повторно обработанных гильз. Выполните радиус в углу держателя обоймы меньшим, чем фаска обоймы гильзы. Выполните скос на переходе от держателя к центру или обточите его цилиндрически. Обратите внимание на выступание гильзы в соответствии с указаниями завода изготовителя

5.3. Поврежденные уплотняющие кольца (О-кольца) — Просачивание воды в моторное масло сквозь уплотнение гильзы

Признаки:
В двигателях с «мокрыми» гильзами цилиндров вода в цилиндрах появляется после коротких промежутков работы. После разборки гильз кольца уплотнения имеют повреждения как на рис. 1, 2, 3.

Повреждения кольца уплотнения (рис. 1)

Повреждения кольца уплотнения (рис. 2)

Причины и следствия:
Повреждения колец уплотнения на рис. 1 и 2 появились в результате смятия между кромкой паза О-кольца и центром гильзы. Причиной этого стало выдавливание гильзы после завершения правильной сборки при повороте коленвала, например, для затяжки болтов шатуна. При этом О-кольца могут выйти из паза в блоке двигателя и смяться в центре гильзы после установки гильзы без проверки положения в пазе кольца уплотнения.

Посторонние частицы на кольце уплотнения (рис. 3)

Появившиеся при этом прорезы позволяют проникать охлаждающей жидкости в моторное масло. Посторонние частицы и грязь в пазах колец уплотнения (см. рис. 3) также приводят к протеканию. Растворение моторного масла охлаждающей водой существенно понижает смазываемость и сопротивляемость старению (максимальная температура образования нагара). Последствие — среди прочих — серьезный износ цилиндра, поршневого кольца, поршня.

Меры:
Тщательно очищайте пазы поршневых колец. Перед установкой колец уплотнения вставьте гильзу и убедитесь, что она свободно двигается и правильно установлена. После установки колец уплотнения (используйте смазку) осторожно вставьте гильзу, чтобы избежать смятия колец уплотнения.

Если при установке возникают трудности, замерьте диаметр цилиндра в области колец уплотнения, чтобы обнаружить местные сужения из-за смятия колец уплотнения. Обеспечьте положение гильзы в собранном состоянии посредством удобных крепежных башмаков или кронштейнов, чтобы избежать выдавливания при повороте коленвала.

Проведите проверку герметичности рубашки охлаждения перед окончательной сборкой или запуском двигателя.

голова — определение и значение

Цилиндр имеет диаметр цилиндра 10 дюймов и ход поршня 14 дюймов; паровой резервуар выходит за пределы концов цилиндра, так что пар проходит всего 2½ дюйма, самое короткое расстояние после выхода из клапана, прежде чем он достигнет головки поршня , и пространство между головкой поршня и головкой цилиндра составляет всего одну четверть дюйма, головки болтов утоплены до тех пор, пока не выровнены.

Scientific American, Том 22, вып.1 января 1870 г. Еженедельный журнал практической информации, искусства, науки, механики, химии и производства.

Как все это было чудесно, подумал он, — ход поршня вверх и вниз из цилиндра, который качался из стороны в сторону, направляемый эксцентриком; с постоянным систематическим вращением вала, вращающегося кривошипом, прикрепленным к поршневой головке , все работает так плавно, и в то же время с такой непреодолимой силой!

Праздники Боба Стронга плывут по течению в проливе

Поршень бензинового двигателя, однако, работая за счет взорвавшегося газа, вырабатывает мощность только при движении в одном направлении — поршневая головка выталкивается силой взрыва, как плунжер двигателя. велосипедный насос иногда вытесняется давлением воздуха за ним.

Истории изобретателей Приключения изобретателей и инженеров

Кто-то пьет виски, кто-то пьет брэндипани, а кто-то пьет коктейли — вара плох для шерсти живота — это коктейль — и кто-то пьет сангари, так что я был достоверно проинформирован; но все они потеют, как упаковка с поршневой головкой за четырнадцатидневное путешествие, когда винт гонит половину своего времени.

Жизненный гандикап

К удивлению инженера, однажды двигатель начал работать на значительно увеличенных оборотах, когда было обнаружено, что головка поршня была пробита случайно, и что холодная вода небольшими каплями попала в цилиндр и остыла. конденсировал пар, тем самым быстро создавая более совершенный вакуум.

Джеймс Ватт

Спросите любого настоящего с поршневой головкой , который живет и дышит смазочным маслом, и он скажет вам, что нет более бодрящего, приятного и расслабляющего звука, чем чудовищный рев необузданного двигателя V8, пронзающего дорогу.

Максимальная скорость

Спросите любого настоящего с поршневой головкой , который живет и дышит смазочным маслом, и он скажет вам, что нет более бодрящего, приятного и расслабляющего звука, чем чудовищный рев необузданного двигателя V8, пронзающего дорогу.

Максимальная скорость

Поршни Airsoft и головки поршней для реплик — Gunfire

Поршни Airsoft и головки поршней для реплик — что вы должны знать о них?

В жизни каждого страйкбола наступает момент, когда вы хотите увеличить и улучшить параметры своей реплики, что, конечно же, должно привести к тому, что вы будете более эффективны в страйкболе. Этот этап называется настройкой, и производители превосходят друг друга в предоставлении фанатам страйкбола дополнительных тактических аксессуаров, которые будут полезны даже в самой сложной местности.

Одним из элементов, которые значительно улучшают характеристики реплики, являются поршни для страйкбола и головки поршней. Почему так много людей решают заменить эти компоненты и какие типы поршней для страйкбола доступны? Мы здесь, чтобы помочь. Основная причина замены этих компонентов — подготовка реплик для более высокой мощности. Что это значит? Подходящий поршень для страйкбола позволяет безопасно использовать более крупные пружины, а также улучшает герметичность, что, в свою очередь, обеспечивает вышеупомянутые характеристики реплики для страйкбола.

Обычно поршни изготавливаются из легких, но очень прочных материалов, например полимеров. Нижняя часть поршня состоит из зубьев, которые работают на звездочке. Редукторы из-за больших сил и сопротивления системы могут изготавливаться даже из стали. Поскольку это один из основных элементов каждой реплики, отвечающей за съемку, выбирать более дешевые заменители не стоит.

Поршни

Airsoft и головки поршней для реплик — что искать

Важно, чтобы замену, настройку и выбор подходящих поршней и головок для страйкбола выполнял квалифицированный специалист.Мы не рекомендуем, чтобы настройка выполнялась людьми, которые только начинают заниматься страйкболом и еще не имеют достаточных знаний о том, как работают реплики страйкбола. Важно использовать проверенные услуги и квалифицированных специалистов. Люди, которые только начинают свое приключение, кроме незнания, не имеют соответствующих инструментов. Поэтому часто они достигают эффекта, противоположного намеченному, а в некоторых случаях могут повредить реплику.

Все продукты, предлагаемые в этом разделе, изготовлены из очень легких материалов, включая синтетические материалы, такие как полимеры или ПОМ, которые в настоящее время очень популярны среди энтузиастов страйкбола.Несмотря на небольшой вес, обеспечивают прочность продукта выше среднего. Приглашаем вас ознакомиться с предложением и воспользоваться им!

Поршневая головка — Художники увлекаются автомобилем — Выставки

Поршневая головка: художники занимаются автомобилем
1111 Lincoln Road, Майами-Бич, FL
3 — 8 декабря 2013 г.
Открытие: вторник, 3 декабря, 18:00 — 21:00

Венера над Манхэттеном
980 Мэдисон Авеню
Нью-Йорк, NY 10075

«Я думаю, что сегодня автомобили — это почти точный эквивалент великих готических соборов… использованных в образе, если не в использовании всем населением, которое принимает их как чисто магический объект.»- Роланд Барт

(Нью-Йорк, Нью-Йорк / Майами, Флорида) — Венера над Манхэттеном рада объявить о выставке PISTON HEAD: Artists Engage the Automobile , выставке автомобилей, преобразованных в скульптуры ведущими современными художниками с 1970 года. Представленные работы будут отражать давние отношения искусства с автомобилем как культурным символом и объектом фетиша, наполненным физическими и символическими возможностями. Открытая 4 декабря в Майами-Бич, штат Флорида, выставка будет представлена ​​на верхнем уровне 1111 Lincoln Road, впечатляющей открытой парковки, спроектированной швейцарскими архитекторами Herzog & de Meuron, получившими Притцкеровскую премию.

PISTON HEAD будет проходить до 8 декабря вместе с Art Basel Miami Beach, ежегодной художественной ярмаркой, которая считается одним из самых притягательных событий международного культурного календаря.

ГОЛОВКА ПОРШНЯ приводится в движение Ferrari.

На выставке представлены работы Рона Арада, Bruce High Quality Foundation, César, Dan Colen и Nate Lowman, Keith Haring, Damien Hirst, Virginia Overton, Olivier Mosset / Jacob Kassay / Servane Mary, Richard Phillips, Richard Prince, Tom Sachs, Salvatore. Скарпитта, Кенни Шарф и Франц Вест.Кроме того, художник из Лос-Анджелеса Джошуа Каллаган создаст новую работу — фирменную «натирку» современного гибридного суперкара Ferrari LaFerrari, который был представлен на Женевском автосалоне 2013 года и будет представлен с PISTON. ГОЛОВА в Майами. Перформативный процесс Каллагана с использованием драгоценных поверхностей и скульптурных форм автомобиля, выпущенного ограниченным тиражом, станет частью выставки.

С 1886 года, когда Benz-Patent Motorwagen стал первым современным автомобилем, автомобили повлияли на человеческий опыт.Являясь квинтэссенцией машины современной жизни, автомобиль определил города, изменил наши отношения с миром природы и друг с другом, бросил вызов технологиям и воспламенил воображение бесчисленных художников во всех областях. Будь то привлекательность своей скорости для итальянских футуристов или его массовое производство для поп-исполнителей, автомобиль постоянно занимал художников.

Объекты, представленные в PISTON HEAD — это не только автомобиль в современной культуре, но и настоящие автомобили — полностью реализованные скульптуры, состоящие из транспортных средств, которые могут катиться на четырех колесах или когда-то катились.Удаляя эти работы из обнесенных белыми стенами условностей современных галерей и музеев и помещая их в контекст действующей автостоянки, «Венера над Манхэттеном» подчеркивает, как участвующие художники использовали противоречия между изысканностью и грубой силой, эстетикой и полезностью.

Художники, представленные в PISTON HEAD , во многих отношениях подошли к автомобилю как к объекту и субъекту. Американские маслкары Ричарда Принса, покрытые слоями бондо, представляют собой монохромные, нейтральные композиции, напоминающие минималистскую живопись и скульптуру (еще один бренд американской мускулатуры).Концептуальное искусство и технологическое искусство приходят на ум при просмотре сурово элегантного Dodge Ram Вирджинии Овертон, преобразованного горой песка, чтобы скрыть большинство определяющих деталей автомобиля.

Британский Дэмиен Херст, исполненный в живописных тонах, предлагает Spot Mini , классический миниатюрный британский автомобиль, покрытый яркими пятнами торговой марки художника. Точно так же Кейт Харинг применил свои собственные узнаваемые образы к поношенному Buick, используя свой фирменный каллиграфический стиль, чтобы превратить автомобиль в катящуюся картину.

В отличие от этих более живописных работ, автомобиль покойного венского художника Франца Веста предлагает скульптурный подход, окрашенный в остроумие. Уэст заменил существующий орнамент капота «Дух экстаза» на своем Rolls Royce Silver Shadow 1970 года на одну из своих фирменных скульптур Passstuck. Этот небольшой жест превращает личную поездку Уэста в комментарий к машине как выражение статуса, идентичности и исполнения желаний. Недавно завершенная работа Bruce High Quality Foundation — пара запутанных Volkswagen Beetles — представляет собой более многообещающий взгляд на автомобили как на символы того, что художники называют «страстью и страданием».”

Грубая сила всегда была спутником элегантности в мире автомобилей и часто упоминалась в истории искусства XX века. В серии работ под названием Compresions des Voitures , созданных с 1960-х годов до смерти художника в 1998 году, известный французский скульптор Сезар раздавил автомобили, чтобы представить столкновение классицизма и современного искусства. PISTON HEAD представит одну из этих знаменитых работ, «автомобильный кирпич» из группы César, выставленной в Павильоне Французской Республики на Венецианской биеннале 1995 года.Работа Сезара перекликается с вкладом израильского художника и промышленного дизайнера Рона Арада, чье собственное автомобильное сжатие позволило визуализировать «холст» толщиной шесть дюймов.

Сила другого рода — разрушительная сила энтропии и хаоса, возникающая в результате пренебрежения и плохого обращения, — будет представлена ​​в докладе Дэна Колена и Нейта Лоумена. Их совместная работа, созданная в 2008 году, представляет собой ветхий четырехдверный седан, набитый телевизорами. Ужасно рябая и разваливающаяся машина Люсьена Смита когда-то служила мишенью на стрельбище.Благодаря лирическому названию «Звук двигателя все еще работает, и в последний раз они встретились взглядами, в конце концов, снова вместе», работа Смита уводит хаос от грустного к романтическому. От такого гламурного нигилизма PISTON HEAD замыкается в радостном, необузданном волшебстве нарисованного Кенни Шарфа динозавра в виде семейного автомобиля.

VENUS OVER MANHATTAN была основана Адамом Линдеманном в 2012 году как кураторская платформа для выставок и проектов, расширяющих традиционный формат галереи за счет сотрудничества с художниками, галеристами, коллекционерами, кураторами и учреждениями.Галерея расположена по адресу 980 Madison Avenue, между 76-й и 77-й улицами, на 3-м этаже, и открыта для публики со вторника по субботу с 10:00 до 18:00.

Для получения дополнительной информации о выставке и ее доступности, пожалуйста, свяжитесь с галереей по адресу [email protected]

По всем вопросам прессы, связанным с выставкой, обращайтесь к Андреа Шван из Andrea Schwan, Inc. по адресу [email protected] или +1 (917) 371-5023.

EngineLabs Blueprint Series: Проверка зазора между поршнем и головкой

Энтузиасты иногда возражают против высокой стоимости специально созданного высокопроизводительного двигателя.Однако настоящий проект требует, чтобы каждый зазор в двигателе был проверен — и, при необходимости, изменен — ​​чтобы он соответствовал желаемым параметрам. В этом выпуске нашей серии чертежей мы рассмотрим зазор между поршнем и головкой.

В простом мире восстановления стандартного двигателя новые поршни устанавливаются на оригинальные шатуны, кривошип отшлифован на 0,010 дюйма ниже, и все хорошо соединяется болтами. Редко бывает так просто, когда дело доходит до жонглирования кривошипом ходового механизма, более длинными шатунами, нестандартными поршнями и наклонной декой, которая не является квадратной.

Зазор между поршнем и головкой немного похож на тот старый эстрадный спектакль, когда артист бегает по сцене, пытаясь удержать восемь тарелок, вращающихся на вершине узких деревянных шестов. Существует буквально более десятка переменных, которые влияют на зазор между поршнем и головкой. Мы начнем с более простых, а затем перейдем к более сложным условиям.

Ощущение сдавливания

Помимо того факта, что уменьшение зазора между поршнем и головкой улучшает сжатие, этот ход также влияет на зону закалки.В головке цилиндров клиновой конструкции закалка представляет собой плоскую часть камеры, которой соответствует аналогичная плоская поверхность на поршне. Когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ), воздух и топливо в этой области «сдавливаются» или выталкиваются наружу в активную часть камеры. Увеличение расстояния между поршнем и головкой до менее 0,050 дюйма улучшает эффективность сгорания за счет более активного смешивания воздуха и топлива, что также имеет положительный эффект, делая двигатель менее чувствительным к детонации.

Толщина прокладки играет большую роль в определении зазора между поршнем и головкой.Например, малоблочный Chevy с поршнями на 0,025 дюйма ниже в цилиндре может выиграть от набора прокладок 0,015-дюймовых регулировочных головок с резиновым покрытием, подобных тем, которые продает Fel-Pro, в качестве способа затяжки поршня по отношению к цилиндру. зазор головы.

Самый простой способ проверить зазор между поршнем и головкой на поршне с плоским верхом или вогнутой частью — это установить комбинацию кривошипа, поршня и шатуна с соответствующими подшипниками там, где зазор уже установлен. Поршень не требует установки пакета колец.Поверните поршень так, чтобы он приблизился к ВМТ, установите циферблатный индикатор с магнитным основанием на блок и установите ноль датчика на поверхность деки блока.

Теперь поверните плунжер циферблатного индикатора рядом с центральной линией пальца на краю поршня и медленно поверните кривошип через ВМТ поршня. Максимальный ход поршня будет указывать диапазон от нуля до 0,025 дюйма под палубой. Раньше мы измеряли чистые стандартные модели Chevrolet с малым блоком 400ci с их поршнями на 0,040 дюйма в отверстии.

В противоположных направлениях у серийных двигателей LS поршень часто выступает над палубой.Это не означает, что поршень будет контактировать с головкой блока цилиндров, поскольку необходимо также учитывать толщину прокладки головки. Но ради этого обсуждения мы предположим, что поршень находится ниже палубы. Хотя некоторые могут предположить, что это будет представлять собой зазор между поршнем и декой для всех восьми поршней V8, в действительности все обстоит иначе.

Проверить зазор между поршнем и головкой легко с помощью поршня с плоским верхом, и его следует проверять по средней линии пальца запястья, чтобы свести к минимуму влияние качения поршня.Инструмент высоты колоды — удобный способ выполнить эту задачу. На этом макете до того, как блок был декорирован, поршень находится на 0,020 дюйма ниже деки (слева). Проверка качания поршня обычно выполняется под углом 90 градусов к пальцу кисти, когда поршень находится в ВМТ. Измерьте оба крайних значения движения поршня, а затем вычислите среднее значение для определения расстояния между поршнем и головкой. Иногда это необходимо сделать, потому что расположение купола поршня не позволяет проверить осевую линию пальца (справа).

Размер выборки имеет значение

Немногие серийные деки блока цилиндров имеют прямую перпендикулярность к средней линии коленчатого вала.Позже мы выясним, почему просто укладка блока не так хороша, как обработка деки относительно оси кривошипа. В большинстве случаев блок не является «квадратным», поэтому проверка расстояния между поршнем и декой должна выполняться по всем четырем углам блока, чтобы указать, насколько близко дека параллельна кривошипу. Предположим, что для Chevy с маленьким блоком, наша проверка высоты палубы показывает, что цилиндр номер 1 находится на 0,010 дюйма ниже, тогда как номер 7 проверяет 0,008 дюйма ниже, номер 2 находится всего на 0,004 дюйма ниже, а номер 8 равен 0.010 дюймов пугает колоды.

Поскольку наименьшее значение составляет 0,004 дюйма под палубой, это может быть нашей нулевой точкой, позволяющей нашему механическому цеху фрезеровать деки с обеих сторон для создания окончательной спецификации 0,004 дюйма под палубой. Конечно, мы могли бы так же легко обработать блок для нулевого числа. Это будет зависеть от того, какое именно сжатие мы хотим выполнить, а также сильно зависело от толщины прокладки головки блока цилиндров. Если мы стремимся к максимальному сжатию, то будет предпочтительна нулевая дека.Для целей этого обсуждения мы поместим поршень на 0,004 дюйма ниже платформы.

Наш зазор между поршнем и головкой будет тогда определяться добавлением расстояния между поршнем и нижней палубой к толщине сжатой прокладки головки. Общепринятый зазор между поршнем и головкой для двигателей со стальным шатуном составляет 0,040 дюйма, хотя во многих случаях производители уменьшали этот зазор до 0,036 дюйма. Во многом это зависит от желания производителя двигателя сделать ставку на то, насколько поршень качается в канале ствола.

Это стоящий тест, который можно выполнить очень легко. Поместите поршень в отверстие в ВМТ и поместите циферблатный индикатор под углом 90 градусов к штифту на запястье. Затем покачайте поршень, нажимая на верхнюю часть поршня с противоположных сторон. Циферблатный индикатор обычно показывает движение от 0,010 до 0,015 дюйма. Скажем, наши числа поршня составляют 0,020 дюйма и 0,010 дюйма. Их усреднение даст нам высоту поршневой деки 0,015 дюйма, но это также означает, что поршень может быть в пределах 0.010 дюймов головки плюс толщина прокладки головки.

Никогда не предполагайте, что блок квадратный. Шеви с большими блоками особенно склонны к наклону палубы, который может отклоняться на 0,010 дюйма или более спереди назад или из стороны в сторону. Один из способов быстро определить, является ли поверхность блока «квадратной» по отношению к средней линии кривошипа, — это измерить зазор деки во всех четырех углах. Правильный способ минимизировать эту проблему — обработать квадрат блока относительно центральной линии коленчатого вала.

Работа с куполами

До сих пор мы имели дело только с поршнями с плоским верхом или вогнутыми поршнями, но каждый день строится множество двигателей с довольно большими куполами в поисках сжатия.Хотя поршневой блок может не попасть в головку с достаточным зазором, возможно, что купол может удариться о головку, поэтому этот зазор также необходимо проверить. Самый простой способ сделать это — установить поршень в цилиндр и положить небольшие кусочки глины вокруг купола, где поршень может соприкасаться.

Затем установите головку блока цилиндров и прокладку головки и затяните головку на месте. Осторожно проверните двигатель рукой не менее чем на четыре оборота, чтобы поршень прошел через ВМТ не менее двух раз.Затем измерьте толщину глиняного слепка, чтобы определить зазор между куполом поршня и камерой. Это должно быть примерно 0,050 дюйма, чтобы компенсировать рок в поршне, который усиливается за счет купола, находящегося на большем расстоянии от пальца запястья.

Длина юбки поршня в сочетании с ее зазором играет важную роль в количестве камней поршня в цилиндре в ВМТ. Более короткая юбка и зазор между поршнем и стенкой 0,005 дюйма будут создавать больше поршневой породы, чем заэвтектический поршень с более длинной юбкой, работающий с натянутым 0.0015-дюймовый зазор между поршнем и стенкой.

Другой способ сделать это проиллюстрирован в сборнике двигателей Reher-Morrison. Это включает в себя покраску поверхности деки головки цилиндров вокруг двух соседних цилиндров синим красителем. Затем установите головку на блок и нарисуйте линию на головке, используя отверстие в качестве направляющей снизу. С помощью булавки соедините два поршня вместе и положите их на головку блока цилиндров на верстаке, поместив поршни внутри линий разметки отверстия. Если купол поршня касается камеры до того, как закалочная плоскость поршня коснется головки, это указывает на то, где купол будет соприкасаться с головкой и потребует массажа.Это не обязательно должно быть в самой высокой точке купола.

Это следует выполнять для каждого цилиндра, если зазор между поршнем и головкой меньше нормального. Изготовитель не может предположить, что каждый поршень очистится только потому, что один поршень показал соответствующий зазор.

Эта блестящая отметина на поршне возникла из-за того, что край камеры соприкасался с краем купола на этом большом блоке в том же месте на двух поршнях. Это произошло из-за того, что это были литые поршни и небольшие отклонения приводили к контакту.Это ясно указывало на то, что эти поршни были слегка вытолкнуты за предел зазора между поршнем и головкой.

Другой вопрос, который следует рассмотреть, может быть проиллюстрирован этим примером: во время разборки двигателя мы использовали старый набор поршней для определения зазора палубы, поскольку новые поршни еще не были доставлены. Блок был декорирован на основе этих измерений. Затем мы обнаружили, что высота сжатия у новых поршней была больше, поэтому они помещались на 0,010 дюйма выше в блоке и выступали на 0,006 дюйма над декой.

Это потребовало от нас использования более толстой прокладки головки для компенсации. Это сработало, но показывает, что нам нужно было дождаться новых поршней и проверить этот критический размер с поршнями, которые мы будем использовать. Урок выучен.

Как видите, существует множество переменных, когда дело доходит до определения зазора между поршнем и головкой. Тщательная проверка всех зазоров — единственный способ узнать, что двигатель проживет долгую и благополучную жизнь. А это отличная цель для любого производителя двигателей.

Для алюминиевых стержней потребуется больший зазор между поршнем и головкой, чем для стальных стержней, поскольку алюминий при нагревании расширяется почти вдвое больше, чем сталь.

Зазоры между поршнем и головкой

Это общие рекомендации для типичного уличного двигателя. Могут быть достигнуты более узкие зазоры, но строитель делает это на свой страх и риск.

МАТЕРИАЛ СОЕДИНИТЕЛЯ	ЗАЗОР ПОРШНЯ К ГОЛОВКЕ
Сталь	0.038 — 0,045 дюйма
Алюминий	0,050 — 0,065 дюйма

Pistonhead Kustom Lager | Spendrups Bryggeri AB

doktorhops из Австралии

3.06 / 5 rDev + 0.7%
взгляд: 4 | запах: 3 | вкус: 3 | ощущение: 3 | всего: 3

Поскольку, знаете, мне нравятся мои кастомные лагеры, сделанные на заказ, я решил попробовать старый Pistonhead Kustom Lager. Хорошо, первый вопрос — что такое «Kustom Lager» и почему оно пишется с «K»? [это два вопроса… Я знаю] Поиск в Foogle (потому что сейчас мы полностью заменяем первую букву слова другой буквой) не дал ничего полезного, поэтому я пошел в Бикипеду, верхний вариант был ссылкой на страницу Шенди, которая, как я полагаю, в некотором смысле это «кастомный лагер». В любом случае, Pistonhead родом из Spendrups Bryggeri в Швеции. Они производят много лагеров. Кажется, лагер очень популярен в Швеции. Вместе с сидром. И викинги.

Налил из банки 330мл в Покал.

A: Хорошая жесткая заливка дает лагер с некоторыми прекрасными характеристиками; мутное золотистое тело с белой пеной для капучино размером 2 см, уменьшающейся до полсантиметра.Хорошие протеины для головы, шум! 8/10.

S: пресная родниковая вода, скошенная трава, светлые солодовые зерна и консервированная сладкая кукуруза. Я говорю «луженый», чтобы обозначить металлический оттенок. Неплохо. Не фантастично. Не говно. Не выше посредственности, но ниже среднего. Мой окончательный ответ — подсказка выше среднего. 6/10.

T: Солодовый и немного мягкий. Если это лагер Kustom, то я буду счастлив, если в моем следующем лагере не будет индивидуальной настройки, спасибо. Общий вкусовой профиль сильно приглушен, с указанными выше оттенками (родниковая вода, скошенная трава, солодовые зерна и сладкая кукуруза), за которыми следует легчайшее лимонное горькое послевкусие, которое вы когда-либо пробовали.Ничто не поражает меня во вкусе этого лагера. 6/10.

M: Тело от среднего до легкого, немного агрессивно перегазировано, но это может быть из-за того, что пиво холодное (здесь зима, и все немного прохладно, спасибо, Captain Canberra Winters). 6/10.

D: Мммммммммммехххххххх. Я мог видеть, как это пиво легко разливается жарким австралийским летним днем, но я видел, как много пива легко разливается в жаркий австралийский летний день. У нас в Австралии жаркое лето.Холодные лагеры идут вниз слева направо и в центре середины января. Не нужно много времени, чтобы произвести на меня впечатление пивом жарким летним днем. Spendrups Bryggeri имел возможность впечатлить меня своим лагером Kustom, но он не особо ЧУВСТВУЕТ индивидуализированным в любом смысле этого слова, тогда еще один обычный лагер. 6/10.

Соответствие еды: я обычно говорю что-нибудь глупое о пиве без вкуса, например, «водяные крекеры» или «рисовые лепешки», но на самом деле это не имеет никакого значения, что у вас будет с этим пивом — вы все равно будете разочарованы.

7 апреля 2015 г.

Уплотнение поршневой головки — Scientific American

Прилагаемая гравировка представляет собой горизонтальный разрез нового и улучшенного режима регулирования или регулировки уплотнения поршней, так что уплотнение при ослаблении внутри цилиндра .могут работать с паронепроницаемостью без снятия крышки цилиндра. Это изобретение Ф. И. Палмера из Greenbush, Rensselaer, Co., N.Y., который принял меры для получения патента на него. Указанная выше цель достигается с помощью кулачка внутри поршня, который движется как есть поворачивается и прижимается к пружинам, которые упираются в уплотнительные кольца, так что кольца плотно прижимаются к внутренней поверхности цилиндра.Режим регулирования набивки осуществляется с помощью ключа, который вставляется через отверстие в головке блока цилиндров и поворачивает кулачок по мере необходимости, без необходимости удаления первого. Однако характер улучшения будет лучше понят, если обратиться к гравюре i. А — головка поршня; BB — это два металлических уплотнительных кольца, одно по окружности другого (есть другое, которое удаляется), расположенные таким образом, чтобы: l разорвать соединение, «то есть часть, где одно разрезано, не может совпадать с , $ pmtm * tiia other; эти кольца с силой выталкиваются наружу пружинами GG GG, которые прижимаются к окружности внутреннего кольца.На пружины действуют штифты FFF F, которые упираются в изогнутые выступы bbbb кулачка с зубцами C. Этот кулачок выполнен с помощью ключа и удерживается в любом положении, в которое его можно повернуть с помощью храповика. колесо (показано пунктирными линиями внизу), которое зафиксировано. На нижней стороне кулачковой пластины C с выемками прикреплена защелка D, которая входит в несколько зубцов храпового колеса при вращении кулачка и удерживает, как показано, указанный кулачок в любом положении. положение, в которое он может быть повернут.Собачка удерживается в контакте с зубьями храпового колеса с помощью пружины, E Теперь, если кулачок поворачивается слева направо, булавки, FF F F, будут перемещены наружу и воздействуют на пружины G G G G, уплотнительные кольца расширяются и, таким образом, герметично прилегают к внутренней части цилиндра. Поворот кулачка, как упоминалось ранее, осуществляется с помощью вилочного ключа, который вставляется в отверстия II. J J J J — гайки для крепления винтов, которые крепят верхнюю пластину; F- F ‘F’ F ‘представляют собой стыковые кольца, принадлежащие штифтам, FFFF, по которым выступающие кривые выступа C действуют, выбивая штифты и прижимая пружины GG к металлическим набивным кольцам, Б Б.Нижняя пластина этого поршня прикручена »? вниз, чтобы покрыть всю внутреннюю часть, и в нем есть два отверстия, через которые ключ j, о котором говорится, вставляется в отверстия, II, а выступающий штифт между этими двумя отверстиями проходит в отверстие ключа, так что кулачок легко поворачивается в нужную точку, не снимая крышки цилиндра. Отверстия в крышке цилиндра закрываются винтами, болтами или другими средствами, когда двигатель работает. Это хорошее усовершенствование поршней, и это оценят инженеры.Более подробную информацию можно получить в письме на имя г-на Палмера.

ВИДЕО: Поршневая головка — Художники привлекают автомобиль

Во время Art Basel Miami Beach галерея Venus Over Manhattan представила выставку, которая представила другой взгляд на особые отношения искусства с автомобилем как культурная икона и объект фетиша. Выставка под названием Piston Head — Artists Engage the Automobile включает работы Рона Арада, Bruce High Quality Foundation, Сезара, Дэна Колена и Нейта Лоумена, Кита Харинга, Дэмиена Херста, Вирджинии Овертон, Оливье Моссет / Джейкоба Кассай / Сервана Мэри, Ричарда Филлипса. , Ричард Принс, Том Сакс, Сальваторе Скарпитта, Кенни Шарф и Франц Уэст.
Художник из Лос-Анджелеса Джошуа Каллаган создал новую работу для выставки — фирменный «натертый» гибридный суперкар Ferrari LaFerrari, который выставлялся на выставке Piston Head в Майами-Бич.

Утонченно представленная на верхнем уровне гаража, спроектированного Herzog & de Meuron 1111 Lincoln Road, выставка включает в себя произведения искусства, которые демонстрируют мощь и гламур автомобиля, например, зарядное устройство Playboy Charger Ричарда Филлипса, а также а также его разложение и запустение, такое как полностью заржавевший грузовик Люсьена Смита, изрешеченный бесчисленными пулями — автомобиль, который когда-то служил целью на стрельбище.

Головка поршня — Художники занимаются автомобилем. Венера над Манхэттеном, 1111 Линкольн-роуд, Майами-Бич. 3 декабря 2013 г.