Поршень цилиндра Газель,Волга дв.406 d=93,0 гр.А М/К (пр-во Автрамат)

ПОРШНИ
Поршень - одна из важнейших деталей двигателя внутреннего сгорания. Он передает энергию сгорания топлива через палец и шатун коленчатому валу. Он вместе с кольцами уплотняет цилиндр от попадания продуктов сгорания в картер. Во время работы на поршень действуют высокие механические и тепловые нагрузки.
Максимальное давление в цилиндре, возникающее при сгорании топливно-воздушной смеси,может достигать в бензиновом двигателе 65-80 бар. Это эквивалентно силе в несколько тонн,действующей на поршень.
Во время работы поршень совершает возвратно­ поступательное движение, периодически ускоряясь
до скорости более 100 км/час, а затем замедляясь до нуля. Частота цикла «ускорение-замедление» - до 200Гц.
Максимальная величина ускорений, приходящаяся на верхнюю и нижнюю мертвые точки, может достигать 15000-20000 м/с2,что соответствует перегрузке 1500-2000 g.
Сгорание топливовоздушной смеси происходит при температуре 1800-2600°С. Эта температура значительно превышает температуру плавления поршневого сплава на основе алюминия ("'700°С). Чтобы не расплавиться, поршень должен эффективно охлаждаться, передавая тепло от камеры сгорания через кольца, юбку, стенки цилиндра, палец ивнутреннюю поверхностьохлаждающей жидкости и маслу. Чтобы поршень противостоял этим воздействиям,он должен быть легким, прочным, износостойким, хорошо проводить тепло. Особое внимание уделено форме наружной поверхности. Температура поршня взоне камеры сгорания (на днище) выше, чем на юбке, температурное расширение головки больше, чем юбки, поэтому поршень в холодном состоянии - бочкообразный, с уменьшением диаметра от юбки к головке.
Сила давления газов, силы инерции и боковая сила деформируют поршень так, что юбка овализируется. Для компенсации этой деформации поршень изначально выполняется с «противоэллипсом»,большая ось которого расположена перпендикулярно оси пальцевого отверстия.
Зазоры между поршнем и цилиндром должны быть сведены к минимуму для предотвращения шума, особенно в холодном двигателе. Но они должны быть достаточным и для предотвращен ия заклинивания при работе прогретого двигателя.
Бочкообразная и овальная форма внешней поверхности кроме компенсации соответствующих деформаций от силового и теплового воздействия обеспечивает образование масляной пленки между поршнем ицилиндром (гидродинамическая смазка).
Головка поршня - это его верхняя часть,которая включает днище и зону канавок под поршневые кольца. Вместе с головкой цилиндра днище порш­ ня образует камеру сгорания.На днище действуют давление газов и тепло от сгорания топлива. Головка поршня должна:
-обеспечивать хорошее смесеобразование иполноту сгорания топлива;
-сохранять прочность при высокой температуре;
-обеспечивать отвод тепла от днища;
-передавать усилие на поршневой палец ишатун через бобышки;
-обеспечивать заданный ресурс по износу канавок под поршневые кольца.
Канавки под поршневые кольца располагаются на боковой поверхности головки поршня.Обычно их три: две под компрессионные и одна под маслосьемное кольца. Поршневые кольца образуют уплотнение между поршнем и стенкой цилиндра, не допуская прорыва горячих газов в картер и масла в камеру сгорания. Перемычки между канавками (особенно между первой и второй) подвергаются высоким механическим итепловым нагрузкам -50-60% тепла отводится вцилиндр через компрессионные кольца. Неравномерный нагрев и тепловое расширение головки может привести к нарушению формы канавок. Это отрицательно влияет на расход масла и вызывает износ стенки цилиндра и самой канавки. Для устранения этого явления кольцевые канавки выполняются под небольшим углом так,чтобы наружные кромки были выше внутренних. Это препятствует появлению нежелательного наклона поперечного сечения канавки вниз на рабочих режимах. Через поршневой палец в процессе работы передаются значительные переменные усилия и тепловые потоки. Поэтому поверхности пальцевых отверстий в поршне должны быть обработаны с высокой точностью, при этом шероховатость поверхности может достигатьО, 1мкм.