A dugattyú az autómotor része. Készülék, csere, dugattyú szerelés

2024 Szerző: Erin Ralphs | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-02-19 16:36

A dugattyú a forgattyús mechanizmus egyik eleme, amelyre számos belső égésű motor működési elve épül. Ez a cikk ezen alkatrészek kialakítását és jellemzőit tárgyalja.

Definíció

A dugattyú egy olyan alkatrész, amely a hengerben oda-vissza mozgásokat végez, és biztosítja a gáznyomás-változások mechanikai munkává történő átalakítását.

Úticél

Ezen részek részvételével megvalósul a motor termodinamikai folyamata. Mivel a dugattyú a forgattyús mechanizmus egyik eleme, érzékeli a gázok által keltett nyomást és átadja az erőt a hajtórúdnak. Ezenkívül biztosítja az égéstér tömítését és a hő eltávolítását belőle.

Dizájn

A dugattyú egy háromrészes alkatrész, azaz kialakítása három különböző funkciót ellátó alkatrészből és két részből áll: az alsó és a tömítő részt egyesítő fejből és a vezetőrészből, amelyet a szoknya.

Alul

Eltérő lehetformája sok tényezőtől függ. Például egy belső égésű motor dugattyúinak aljának konfigurációját más szerkezeti elemek, például fúvókák, gyertyák, szelepek elhelyezkedése, az égéstér alakja, a benne lejátszódó folyamatok jellemzői határozzák meg, a motor általános kialakítása stb. Mindenesetre ez határozza meg a működés jellemzőit.

A dugattyúkorona-konfigurációnak két fő típusa van: konvex és konkáv. Az első nagyobb szilárdságot biztosít, de rontja az égéstér konfigurációját. A homorú fenékkel az égéstér optimális alakú, de a szénlerakódások intenzívebben rakódnak le. Ritkábban (kétütemű motorokban) vannak olyan dugattyúk, amelyek alját reflektor-kiemelkedés képviseli. Ez szükséges az égéstermékek irányított mozgásához fújáskor. A benzinmotorok egyes részei általában lapos vagy majdnem lapos aljúak. Néha hornyok vannak rajtuk a szelepek teljes kinyitásához. A közvetlen befecskendezéses motorokban a dugattyúkat bonyolultabb konfiguráció jellemzi. A dízelmotorokban az égéstér alján található, amely jó örvénylést és javítja a keverék képződését.

A legtöbb dugattyú egyoldalas, bár vannak olyan kétoldalas változatok is, amelyeknek két alja van.

Az első nyomógyűrű hornya és a fenék közötti távolságot a dugattyú tüzelési zónájának nevezzük. Nagyon fontos a magasságának értéke, ami a különböző anyagokból készült alkatrészeknél eltérő. Mindenesetre a tűzgyűrű magassága azon túla megengedett legkisebb érték határai a dugattyú kiégéséhez és a felső nyomógyűrű fészkének deformálódásához vezethetnek.

Tömítésrész

Íme az olajkaparó és a kompressziós gyűrűk. Az első típusú alkatrészeknél a csatornákban átmenő lyukak vannak, hogy a henger felületéről eltávolított olaj bejusson a dugattyúba, ahonnan az olajteknőbe kerül. Némelyik rozsdamentes acél felnivel rendelkezik a felső nyomógyűrű hornyával.

Az öntöttvasból készült dugattyúgyűrűk szoros illeszkedést biztosítanak a dugattyú és a henger között. Ezért ezek okozzák a legnagyobb súrlódást a motorban, amelyek veszteségei a motor teljes mechanikai veszteségének 25%-át teszik ki. A gyűrűk számát és helyét a motor típusa és célja határozza meg. A leggyakrabban használt 2 nyomógyűrű és 1 olajkaparó gyűrű.

A kompressziós gyűrűk azt a feladatot látják el, hogy megakadályozzák a gázok bejutását a forgattyúházba az égéstérből. A legnagyobb terhelés az elsőre esik, ezért egyes motoroknál a hornya acélbetéttel van megerősítve. A nyomógyűrűk lehetnek trapéz alakúak, kúposak, hordó alakúak. Némelyikük kivágással rendelkezik.

Az olajkaparó gyűrű arra szolgál, hogy eltávolítsa a felesleges olajat a hengerből, és megakadályozza, hogy az égéstérbe kerüljön. Ehhez lyukak vannak. Egyes változatok rugótágítóval rendelkeznek.

Útmutató (szoknya)

Hordó alakú (görbe vonalú) vagy kúpos alakja van, hogy kompenzálja a hőtágulást. Rajtakét fül van a dugattyúcsaphoz. Ezeken a területeken a szoknya a legnagyobb tömegű. Ezenkívül a melegítés során a legnagyobb hőmérsékleti deformációkat figyelték meg. Különféle intézkedéseket alkalmaznak ezek csökkentésére. A szoknya alján olajkaparó gyűrű lehet.

Az erő átviteléhez a dugattyúról vagy rá leggyakrabban forgattyút vagy rudat használnak. A dugattyúcsap ennek a résznek a csatlakoztatására szolgál. Acélból készült, cső alakú és többféleképpen felszerelhető. Leggyakrabban lebegő ujjat használnak, amely működés közben forgatható. Az elmozdulás elkerülése érdekében rögzítőgyűrűkkel van rögzítve. A merev rögzítést sokkal ritkábban használják. A rúd bizonyos esetekben vezetőként működik, helyettesítve a dugattyúszoknyát.

Anyagok

A motor dugattyúja különféle anyagokból állhat. Mindenesetre olyan tulajdonságokkal kell rendelkezniük, mint a nagy szilárdság, a jó hővezető képesség, a súrlódásgátló tulajdonságok, a korrózióállóság és az alacsony lineáris tágulási együttható és sűrűség. A dugattyúk gyártásához alumíniumötvözeteket és öntöttvasat használnak.

Öntöttvas

Nagy szilárdsággal, kopásállósággal és alacsony lineáris tágulási együtthatóval rendelkezik. Ez utóbbi tulajdonság lehetővé teszi, hogy az ilyen dugattyúk kis hézagokkal működjenek, ezáltal jó hengertömítés érhető el. A jelentős fajsúly miatt azonban öntöttvas alkatrészeket csak azokban a motorokban használnak, ahol a dugattyús tömegek erőt fejtenek ki.tehetetlenség, amely a gázdugattyú aljára ható nyomóerők legfeljebb egyhatodát teszi ki. Ezenkívül az alacsony hővezetőképesség miatt az öntöttvas alkatrészek aljának felmelegedése a motor működése közben eléri a 350-450 °C-ot, ami különösen nem kívánatos a karburátor opcióknál, mivel izzó gyulladáshoz vezet.

Alumínium

Ezt az anyagot leggyakrabban dugattyúkhoz használják. Ennek oka az alacsony fajsúly (az alumínium alkatrészek 30%-kal könnyebbek, mint az öntöttvas alkatrészek), a magas hővezető képesség (3-4-szer nagyobb, mint az öntöttvasé), ami biztosítja, hogy az alja legfeljebb 250°-ra melegszik fel. C, amely lehetővé teszi a kompressziós arány növelését és a hengerek jobb feltöltését, valamint a magas súrlódásgátló tulajdonságokat. Ugyanakkor az alumínium lineáris tágulási együtthatója kétszerese az öntöttvasénak, ami nagy hézagokat kényszerít ki a hengerfalakra, vagyis az alumíniumdugattyúk mérete kisebb, mint az öntöttvasé. egyforma hengerek. Ezenkívül az ilyen alkatrészek szilárdsága kisebb, különösen melegítéskor (300 ° C-on 50-55%-kal csökken, míg öntöttvas esetében 10%-kal).

A súrlódás mértékének csökkentése érdekében a dugattyúk falát súrlódásgátló anyaggal vonják be, amelyet grafitként és molibdén-diszulfidként használnak.

Fűtés

Mint említettük, a motor működése közben a dugattyúk 250-450 °C-ra melegedhetnek fel. Ezért olyan intézkedéseket kell hozni, amelyek mind a felmelegedés csökkentésére, mind az általa okozott hőtágulás kompenzálására irányulnak.részletek.

A dugattyúk hűtésére olajat használnak, amelyet különféle módokon juttatnak be bennük: olajködöt hoznak létre a hengerben, a hajtórúdon lévő lyukon keresztül vagy egy fúvókával fújják be, fecskendezik be a hengerbe. gyűrű alakú csatorna, keringessen a dugattyú aljában lévő cső alakú tekercsen keresztül.

Az árapály területein fellépő hőmérsékleti deformációk kompenzálására a szoknyákat a fém mindkét oldalán 0,5-1,5 mm mélyen U- vagy T-alakú hornyok formájában elfordítják. Egy ilyen intézkedés javítja a kenését, és megakadályozza a hőmérsékleti deformációk miatti karcolások megjelenését, ezért ezeket a mélyedéseket hűtőszekrényeknek nevezik. Kúpos vagy hordó alakú szoknyával kombinálva használják. Ez kompenzálja annak lineáris tágulását, ami abból adódik, hogy melegítéskor a szoknya hengeres formát vesz fel. Ezenkívül kompenzációs betéteket használnak, hogy a dugattyú átmérője korlátozott hőtágulást tapasztaljon a hajtórúd lengési síkjában. Lehetőség van arra is, hogy a vezetőrészt elszigetelje a legtöbb hőt átélő fejtől. Végül a szoknya falai ruganyos tulajdonságokat kapnak azáltal, hogy teljes hosszában ferde vágást alkalmaznak.

Gyártástechnológia

A gyártási módszer szerint a dugattyúkat öntöttre és kovácsoltra (bélyegzettre) osztják. Az első típusú alkatrészeket a legtöbb autón használják, és a dugattyúkat kovácsoltra cserélik a tuningolás során. A kovácsolt opciókat megnövekedett szilárdság és tartósság, valamint kisebb súly jellemzi. Ezért az ilyen típusú dugattyúk felszerelése növeli a motor megbízhatóságát és teljesítményét. Ez különösen fontos a megnövekedett körülmények között működő motoroknálterhel, míg az öntött alkatrészek a mindennapi használatra elegendőek.

Alkalmazás

A dugattyú egy többfunkciós alkatrész. Ezért nem csak motorokban használják. Például van egy féknyereg dugattyú, mivel az hasonló módon működik. Ezenkívül a forgattyús mechanizmust a kompresszorok, szivattyúk és egyéb berendezések egyes modelljein használják.