Скачать презентацию Подвижные детали КШМ Поршневая группа Назначение Скачать презентацию Подвижные детали КШМ Поршневая группа Назначение

Поршневая группа.ppt

  • Количество слайдов: 80

Подвижные детали КШМ Подвижные детали КШМ

Поршневая группа Поршневая группа

Назначение поршней 1. передача силы давления газов на коленчатый вал двигателя; 2. предотвращение утечек Назначение поршней 1. передача силы давления газов на коленчатый вал двигателя; 2. предотвращение утечек газов в картер и ограничение чрезмерного проникновения смазочного масла из картера в камеру сгорания; 3. обеспечение смазки стенок цилиндра.

Условия работы поршней 1. Большие (до 16 т) ударные нагрузки на днище при сгорании Условия работы поршней 1. Большие (до 16 т) ударные нагрузки на днище при сгорании топлива; 2. Высокие (до 16 м/с) скорости скольжения относительно стенок цилиндра; 3. Высокие (до 350 -400 град) температура в центре днища поршня; 4. Химическое воздействие агрессивных веществ (сера); 5. Силы при перекладке поршня.

Требования, предъявляемые к поршням 1. Механическая прочность при высоких температурах 2. Износостойкость 3. Низкая Требования, предъявляемые к поршням 1. Механическая прочность при высоких температурах 2. Износостойкость 3. Низкая теплопроводность днища при высокой теплопроводности юбки 4. Химическая стойкость 5. Малая масса

Материалы поршней Основными поршневыми сплавами являются силумины АЛ 9, АЛ 12 М 2 Мг. Материалы поршней Основными поршневыми сплавами являются силумины АЛ 9, АЛ 12 М 2 Мг. Н, АЛ 18 МН 2, АЛ 12 Н 2 М 2 и другие с содержанием кремния до 26% и легированные медью (до 10. . . 12%), молибденом, титаном и другими компонентами. Для улучшения физико-механических свойств заэвтектических сплавов применяется их легирование никелем, магнием, медью, хромом.

Материалы поршней Достоинства: 1. малый удельный вес; 2. высокая теплопроводность Недостатки 1. уменьшение механической Материалы поршней Достоинства: 1. малый удельный вес; 2. высокая теплопроводность Недостатки 1. уменьшение механической прочности при нагреве; 2. большой коэффициент линейного расширения; 3. малая износостойкость.

Элементы поршней I – днище; II – головка; III – юбка; IV – бобышки. Элементы поршней I – днище; II – головка; III – юбка; IV – бобышки. 1. канавки под компрессионные кольца (обычно 2); 2. канавка под маслосъемное кольцо (обычно 1); 3. расточка под поршневой палец; 4. сверление для смазки поршневого пальца; 5. проточка под стопорное кольцо; 6. центрирующий поясок (технологическая база); 7. масляные холодильники; 8. дренажные сверления или прорези.

Днища поршней Днища поршней

Днища поршней Плоское днище достоинства: 1. технологичность; 2. минимальная тепловоспринимающая поверхность. недостатки: 1. Неоптимальное Днища поршней Плоское днище достоинства: 1. технологичность; 2. минимальная тепловоспринимающая поверхность. недостатки: 1. Неоптимальное смесеобразование, 2. удовлетворительные антидетонационные качества.

Днища поршней Выпуклое днище достоинства: 1. над таким днищем можно разместить клапаны большого диаметра, Днища поршней Выпуклое днище достоинства: 1. над таким днищем можно разместить клапаны большого диаметра, при этом: а) уменьшаются давления впуска и выпуска смеси газов; б) улучшаются антидетонационные качества камеры сгорания. недостатки: 1. сложная технология обработки днища поршня, 2. Повышенные потери тепла

Днища поршней Вогнутое днище достоинства: 1. улучшенное охлаждение горючей смеси, 2. повышенные антидетонационные качества Днища поршней Вогнутое днище достоинства: 1. улучшенное охлаждение горючей смеси, 2. повышенные антидетонационные качества камеры сгорания; 3. лучше смесеобразование недостатки: 1. сложная технология обработки днища поршня. 2. отложение нагара, 3. Повышенные потери тепла

Подклапанные выточки У двигателей с высокой степенью сжатия надпоршневой зазор мал и поршень может Подклапанные выточки У двигателей с высокой степенью сжатия надпоршневой зазор мал и поршень может встретиться с клапанами в период их перекрытия около ВМТ. Особенно вероятно в дизелях. Это предотвращается выточками на днище поршня под каждым клапаном (до 1 -3 мм).

Подклапанные выточки Подклапанные выточки

Головка поршня I. Головка поршня: 5. днище; 6. стенки; 7. канавки под поршневые кольца; Головка поршня I. Головка поршня: 5. днище; 6. стенки; 7. канавки под поршневые кольца; 8. перемычки; 9. дренажные отверстия. Требования: 1. Температура головки в зоне верхнего компрессионного кольца не должна превышать 220 -240°С; 2. Повышенная износостойкость поверхностей канавок.

"Вредные" объемы "Вредными" называются объемы, воздух в которых практически не используется в процессе сгорания. Поэтому при их увеличении снижается полнота сгорания топлива.

Получение заготовок поршней Литье в кокиль достоинства: 1. возможность внедрения инварных колец (сплав, состоящий Получение заготовок поршней Литье в кокиль достоинства: 1. возможность внедрения инварных колец (сплав, состоящий из никеля (Ni, 36 %) и железа (Fe, остальное)), в головку поршня; 2. Отлаженное производство (невысокая стоимость); 3. Небольшая масса; 4. Приемлемый срок службы Недостатки: 1. Возможно образование газовых и усадочных пустот (ухудшение механической прочности поршней); 2. Невысокая термическая стойкость; 3. Невысокая износостойкость

Особенности литого поршня Особенности литого поршня

Получение заготовок поршней Экзотермическая штамповка достоинства: 1. 2. 3. 4. Способствует образованию волокнистой структуры Получение заготовок поршней Экзотермическая штамповка достоинства: 1. 2. 3. 4. Способствует образованию волокнистой структуры повышает ударную вязкость поршней; повышает твердость поршней; повышает износостойкость поршней. недостатки: 1. вероятность поломки межкольцевых перемычек; 2. повышенная масса поршней (возможно уменьшить за счет меньшей толщины стенок) 3. Невозможность установки инварных колец 4. Повышенный износ цилиндров 5. Высокая стоимость

Получение заготовок поршней Жидкая штамповка достоинства: 1. Возможно изготовление головки поршня из композита (алюминиевый Получение заготовок поршней Жидкая штамповка достоинства: 1. Возможно изготовление головки поршня из композита (алюминиевый сплав армированный керамическим волокном) 2. повышенная твердость, износостойкость и термостойкость композиционной части поршня; 3. уменьшает температурный коэффициент линейного расширения композиционного материала; недостатки: 1. повышенная масса поршней (возможно уменьшить за счет меньшей толщины стенок) 2. Повышенный износ цилиндров 3. Высокая стоимость

Конструкция составного поршня 1. головка; 2. юбка; 3. шатун; 4. палец. Конструкция составного поршня 1. головка; 2. юбка; 3. шатун; 4. палец.

Конструкция составного поршня достоинства: 1. Возможно изготовление головки поршня из стали, чугуна или композиционного Конструкция составного поршня достоинства: 1. Возможно изготовление головки поршня из стали, чугуна или композиционного материала 2. уменьшение отвода теплоты в рубашку охлаждения; 3. сокращение периода задержки самовоспламенения топлива; 4. уменьшение износа поршневых канавок; 5. уменьшение вредного заколечного объема. 6. Уменьшение механических потерь (нормальная сила передается только через юбку поршня) недостатки: 1. Повышенные сложность и стоимость ; 2. Повышенный вес

Составной поршень адиабатного дизеля n 1 – керамическое днище; 2 – основание поршня; 3 Составной поршень адиабатного дизеля n 1 – керамическое днище; 2 – основание поршня; 3 – болт; 4 – шайба; 5 – тарельчатая пружина; 6 – теплоизолирующий пакет прокладок.

Охлаждение поршней назначение 1. смазка поршня; 2. поддержание температуры поршня постоянной; 3. устранение возникновения Охлаждение поршней назначение 1. смазка поршня; 2. поддержание температуры поршня постоянной; 3. устранение возникновения больших сил трения в поршне и цилиндре; 4. обеспечения долговечности и надежности работы поршня.

Охлаждение поршней Струйное охлаждение снижает температуру горячих точек поршня(на 30°С и более). Охлаждение поршней Струйное охлаждение снижает температуру горячих точек поршня(на 30°С и более).

Охлаждение поршней Полостное охлаждение Охлаждение поршней Полостное охлаждение

Охлаждение поршней Полостное охлаждение достоинства: снижает температуру горячих точек поршня(на 60 °С и более). Охлаждение поршней Полостное охлаждение достоинства: снижает температуру горячих точек поршня(на 60 °С и более). недостатки: 1. повышенное нагарообразование на внутренней поверхности полости поршня; 2. проблемы с отливкой поршня.

Поршень с полостным масляным охлаждением Поршень с полостным масляным охлаждением

Профилирование поршней назначение 1. обеспечение малых потерь на трение при минимальной площади контакта профиля Профилирование поршней назначение 1. обеспечение малых потерь на трение при минимальной площади контакта профиля поршня с поверхностью цилиндра; 2. обеспечение минимального зазора между поршнем и цилиндром.

Профили юбок поршней Профили юбок поршней

Профилирование поршней Коническая форма поршня достоинства: позволяет юбке при нагреве приблизиться к цилиндрической. недостатки: Профилирование поршней Коническая форма поршня достоинства: позволяет юбке при нагреве приблизиться к цилиндрической. недостатки: 1. большие потери на трение; 2. при увеличенных зазорах, увеличивается прорыв газов в картер и расход масла на угар.

Овально-бочкообразная форма поршня достоинства: 1. создается несущий масляный клин; 2. уменьшается износ юбки и Овально-бочкообразная форма поршня достоинства: 1. создается несущий масляный клин; 2. уменьшается износ юбки и цилиндра; 3. снижается шумность работы двигателя.

n Овально-бочкообразную форму поршню придают специально. Такой поршень при неравномерном нагреве и охлаждении становится n Овально-бочкообразную форму поршню придают специально. Такой поршень при неравномерном нагреве и охлаждении становится близким к цилиндрическим.

Продольная форма юбки: n А – овально-бочкообразная; б – коническая. Красным цветом выделена форма Продольная форма юбки: n А – овально-бочкообразная; б – коническая. Красным цветом выделена форма масляного клина.

Трапециидальная форма поршня и шатуна Трапециидальная форма поршня и шатуна

Виды поршней применяемых при форсировании двигателя Т – образный поршень Виды поршней применяемых при форсировании двигателя Т – образный поршень

Виды поршней применяемых при форсировании двигателя Дугообразный поршень Виды поршней применяемых при форсировании двигателя Дугообразный поршень

Виды поршней применяемых при форсировании двигателя Х-образный поршень Виды поршней применяемых при форсировании двигателя Х-образный поршень

Поршневые кольца Поршневые кольца

Поршневые кольца назначение поршневых колец 1. отвод избыточной доли теплоты от поршня в стенки Поршневые кольца назначение поршневых колец 1. отвод избыточной доли теплоты от поршня в стенки цилиндра; 2. распределение масла по боковой поверхности цилиндра; 3. уплотнение зазора между поршнем и цилиндром 4. ограничение попадания масла в камеру сгорания; 5. обеспечение максимального использования тепловой энергии топлива.

Поршневые кольца условия работы поршневых колец 1. повышенные потери на трение; 2. смазка колец; Поршневые кольца условия работы поршневых колец 1. повышенные потери на трение; 2. смазка колец; 3. высокое давление на стенки цилиндра; 4. высокие температуры среды.

Поршневые кольца требования, предъявляемые к поршневым кольцам 1. высокая жесткость и прочность кольца; 2. Поршневые кольца требования, предъявляемые к поршневым кольцам 1. высокая жесткость и прочность кольца; 2. высокая износостойкость; 3. высокая термостойкость; 4. высокая теплопроводность; 5. прирабатываемость.

Поршневые кольца Поршневые кольца

Сечения колец Прямоугольное достоинства: легкая технология изготовления (шлифование на магнитном столе станка). недостатки: Сечения колец Прямоугольное достоинства: легкая технология изготовления (шлифование на магнитном столе станка). недостатки:

Сечения колец Трапецеидальное Одним из наиболее важных свойств трапецеидальной формы сечения колец является их Сечения колец Трапецеидальное Одним из наиболее важных свойств трапецеидальной формы сечения колец является их самоочищение от нагара.

Сечения колец Бочкообразная рабочая поверхность достоинства: жидкостное трение между кольцом и зеркалом цилиндра. недостатки: Сечения колец Бочкообразная рабочая поверхность достоинства: жидкостное трение между кольцом и зеркалом цилиндра. недостатки: 1. технологическая сложность; 2. трудность сохранения бочкообразного профиля в эксплуатации.

Сечения колец Скребковое достоинства: 1. имеет функцию маслосъемного кольца; 2. достаточно технологично. Сечения колец Скребковое достоинства: 1. имеет функцию маслосъемного кольца; 2. достаточно технологично.

Сечения колец L – образное кольцо достоинства: L-образное кольцо исключает вибрацию кольца в канавке Сечения колец L – образное кольцо достоинства: L-образное кольцо исключает вибрацию кольца в канавке за счет масляных ванн.

Сечения колец Минутное кольцо достоинства: 1. быстрая прирабатываемость; 2. хорошие герметизирующие качества. недостатки: технологическая Сечения колец Минутное кольцо достоинства: 1. быстрая прирабатываемость; 2. хорошие герметизирующие качества. недостатки: технологическая сложность.

Покрытия поршневых колец 1. гальваническое хромирование; 2. плазменное напыление молибденом; 3. лужение для ускорения Покрытия поршневых колец 1. гальваническое хромирование; 2. плазменное напыление молибденом; 3. лужение для ускорения приработки.

Материалы поршневых колец 1. чугун с шаровидным графитом; 2. сталь. Материалы поршневых колец 1. чугун с шаровидным графитом; 2. сталь.

Технология изготовления колец литье в индивидуальные формы. Технология изготовления колец литье в индивидуальные формы.

Компрессионные кольца Эти кольца спроектированы специально для цилиндров с поверхностным слоем, образованным плазменным методом. Компрессионные кольца Эти кольца спроектированы специально для цилиндров с поверхностным слоем, образованным плазменным методом. Благодаря хорошей смазывающей способности зеркало цилиндров преднатяг этих колец меньше, чем в традиционных двигателях. В результате этого потери на трение снижаются.

Маслосъемные кольца Маслосъемные кольца

Маслосъемные кольца назначение маслосъемных колец 1. удаление излишков масла со стенок цилиндра; 2. ограничение Маслосъемные кольца назначение маслосъемных колец 1. удаление излишков масла со стенок цилиндра; 2. ограничение проникновения масла в камеру сгорания и его отвод в картер двигателя; 3. регулировка количества масла в верхней зоне стенок цилиндра.

1. рабочие фаски; 2. дренажная прорезь в кольце; 3. браслетная пружина (экспандер); 4. дренажная 1. рабочие фаски; 2. дренажная прорезь в кольце; 3. браслетная пружина (экспандер); 4. дренажная прорезь (сверление).

Маслосъемные кольца Коробчатое достоинства: 1. длительное время работает в паре с гильзой, не изнашивая Маслосъемные кольца Коробчатое достоинства: 1. длительное время работает в паре с гильзой, не изнашивая ее; 2. хорошо снимает масло с поверхности цилиндра.

Маслосъемные кольца Составное достоинства: 1. высокие пружинные свойства. Маслосъемные кольца Составное достоинства: 1. высокие пружинные свойства.

Маслосъемные кольца Составное недостатки: 1. высокий коэффициент трения с поверхностью цилиндра; 2. сложность конструкции. Маслосъемные кольца Составное недостатки: 1. высокий коэффициент трения с поверхностью цилиндра; 2. сложность конструкции.

Материалы маслосъемных колец 1. серый чугун (легированный); 2. сталь. Материалы маслосъемных колец 1. серый чугун (легированный); 2. сталь.

Поршневой палец назначение поршневого пальца 1. обеспечение шарнирного соединения шатуна с поршнем; 2. передает Поршневой палец назначение поршневого пальца 1. обеспечение шарнирного соединения шатуна с поршнем; 2. передает усилия газов от бобышек поршня шатуну.

Поршневой палец условия работы поршневого пальца 1. наличие переменных механических нагрузок, приводящих к возникновению Поршневой палец условия работы поршневого пальца 1. наличие переменных механических нагрузок, приводящих к возникновению напряжений изгиба, сдвига, смятия. 2. наличие трения в верхней головке шатуна или бобышках поршня.

Поршневой палец требования, предъявляемые к материалам поршневого пальца 1. высокая усталостная прочность; 2. высокая Поршневой палец требования, предъявляемые к материалам поршневого пальца 1. высокая усталостная прочность; 2. высокая вязкость; 3. высокая износостойкость; 4. малая масса; 5. хорошая сопротивляемость изгибу.

Поршневой палец термообработка 1. поверхностная закалка токами высокой частоты до 50 -50 HRC; 2. Поршневой палец термообработка 1. поверхностная закалка токами высокой частоты до 50 -50 HRC; 2. азотирование.

Поршневой палец материалы: 1. сталь малоуглеродистая (сталь20 Х). Перед закалкой проводят цементацию. 2. высокоуглеродистая Поршневой палец материалы: 1. сталь малоуглеродистая (сталь20 Х). Перед закалкой проводят цементацию. 2. высокоуглеродистая сталь (сталь45 Г). Цементации не требует.

Типы поршневых пальцев Балка равного сечения достоинства: 1. идеальна конструкция; 2. минимальный вес. Типы поршневых пальцев Балка равного сечения достоинства: 1. идеальна конструкция; 2. минимальный вес.

Типы поршневых пальцев палец с внутренними коническими расточками достоинства: 1. по качеству приближается к Типы поршневых пальцев палец с внутренними коническими расточками достоинства: 1. по качеству приближается к первому; 2. прост в изготовлении.

Типы поршневых пальцев Палец с внутренними фасонными выемками достоинства: применяется на нагруженных двигателях. недостатки: Типы поршневых пальцев Палец с внутренними фасонными выемками достоинства: применяется на нагруженных двигателях. недостатки: сложен в изготовлении.

Типы поршневых пальцев Палец с цилиндрической расточкой достоинства: 1. технологичен, применяется повсеместно. Типы поршневых пальцев Палец с цилиндрической расточкой достоинства: 1. технологичен, применяется повсеместно.

Способы фиксации поршневых пальцев 1) защемленные в верхней головке шатуна с помощью клеймового соединения Способы фиксации поршневых пальцев 1) защемленные в верхней головке шатуна с помощью клеймового соединения или прессовой посадки; 2) защемленные в бобышках поршня с помощью болтов, шлицов или прессовой посадки.

Смещение оси поршневого пальца Смещение оси поршневого пальца

Смещение оси поршневого пальца При прохождении поршня через ВМТ изменяется направление этого прижимающего усилия Смещение оси поршневого пальца При прохождении поршня через ВМТ изменяется направление этого прижимающего усилия на противоположное. При этом поршень перекладывается с ударом с одной стороны цилиндра на другую. Чтобы предотвратить резкую перекладку поршня, смещают ось его пальца с оси цилиндра. Благодаря этому смещению поршень переходит с одной стенки цилиндра на другую еще до прихода его в ВМТ и, прежде всего, до момента резкого повышения давления в цилиндре.

Смещение поршневого пальца Смещение поршневого пальца

Смещение оси поршневого пальца При положении шатуна под углом к оси цилиндра на поршень Смещение оси поршневого пальца При положении шатуна под углом к оси цилиндра на поршень действует усилие, прижимающего то к одной, то к другой стенке цилиндра.