Детали поршневой группы
Детали поршневой группы воспринимают силу давления газов и передают ее шатуну. Эта группа деталей обеспечивает уплотнение рабочей полости цилиндра. К деталям поршневой группы относится поршень с поршневыми кольцами и поршневой палец.
Условия работы поршня характеризуются большими механическими и тепловыми нагрузками. Трение поршня о стенки цилиндра вызывает механический износ поршня, а воздействие на его поверхность газов высокой температуры, содержащих агрессивные соединения, — эрозионный и коррозийный износ.
Надежная работа поршня может быть обеспечена только при выполнении определенных обязательных требований как к материалу поршня, так и к его конструкции. Материал поршня должен обладать достаточной прочностью и жесткостью при высоких температурах; хорошими антифрикционными свойствами; высокой теплопроводностью; низким коэффициентом линейного расширения и антикоррозионной стойкостью.
Конструкция поршня в сочетании с элементами конструкции цилиндра должна обеспечить высокую жесткость при малой массе; надежную герметизацию рабочей полости цилиндра; долговечность; малый расход масла; минимальную тепловосприимчивость днища поршня и хороший отвод теплоты от днища поршня.
К основным элементам поршня относятся днище и боковые стенки. Днища поршней могут иметь разнообразную форму. В современных карбюраторных двигателях днище 284 поршня выполняется обычно плоским. В днище поршней дизелей часто выполняется камера сгорания. Днище поршня непосредственно воспринимает давление газа.
На боковых стенках поршня размещены основные конструктивные элементы Поршневой группы. В стенках поршня проточены канавки для поршневых колец и обработаны бобышки для установки поршневого пальца. Боковые стенки поршня должны быть жесткими и прочными при минимально возможной массе поршня.
Основные размеры поршня обусловлены конструктивными соображениями.
Поршневой палец относится к числу наиболее нагруженных деталей кривошипношатунного механизма. Он подвергается действию сил давления газов и сил инерции, а также нагревается теплотой, передающейся от поршня и выделяющейся при трении пальца во втулке шатуна и в бобышках поршня. Поршневой палец представляет собой
гладкий цилиндрический стержень. Для снижения массы он выполняется пустотелым.
Поршневые кольца обеспечивают герметичность рабочей полости цилиндра, отвод теплоты от головки поршня и предотвращают перекачку масла из картера в камеру сгорания. Поршневые кольца современных двигателей работают в тяжелых условиях, характеризующихся воздействием высокого давления и температуры газов, сил инерции и трения.
По назначению поршневые кольца делятся на компрессионные и маслосъемные. Основное назначение компрессионных колец заключается в уплотнении рабочей полости цилиндра. Наиболее простую форму имеют кольца прямоугольного сечения. Кольца других форм применяются для обеспечения лучшей прирабатываемости и приспособляемости к поверхности цилиндра. Кольца трапецеидального сечения менее склонны к пригоранию. Маслосъемные кольца предназначены для снятия излишнего масла с поверхности цилиндра и предотвращения его проникновения в камеру сгорания. Для всех форм колец характерна малая опорная поверхность, что обеспечивает достаточно высокое давление кольца на стенку цилиндра, необходимое для эффективного удаления смазочного материала.
Для изготовления поршней применяют литейные и деформируемые алюминиевые сплавы типа АЛ и А К. Для изготовления чугунных поршней используют серые и ковкие чугуны.
Поршневые пальцы форсированных двигателей изготовляют из легированных, пригодных для цементации, сталей 15Х, 20 X, 20Х2Н4А, 12ХНЗА, 18Х2Н4МЛ (ГОСТ 4543-71 *). В менее нагруженных двигателях применяют углеродистую сталь 45 (ГОСТ 1050-74**) с последующей закалкой с нагревом токами высокой частоты.
Широкое распространение для изготовления поршневых колец получил серый перлитный чугун. В настоящее время для производства поршневых колец применяют смеси, получаемые методами порошковой металлургии. В состав таких смесей входит железо, медь и графит.
04 Комплектация поршней
Различные производители поршней по-разному комплектуют свою продукцию для продажи, при выборе и покупке в нашем магазине обратите внимание на некоторые особенности разной комплектации деталей цилиндропоршневой группы. В зависимости от того, каким образом скомплектована поставщиком его продукция, зависит и цена за единицу покупки. Комплектация деталей цилиндропоршневой группы одинакова для легковых и грузовых автомобилей.
Поршнекомплект: Поршень на 1 цилиндр + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец (если предусмотрено конструкцией).
Транспортная упаковка: по 1 шт., по 2 шт., по 4 шт. по 6 шт.
Поршневая группа в сборе: Поршень на 1 цилиндр + 1 гильза + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец + 1 комплект уплотнений для установки гильзы.
Транспортная упаковка: по 1 шт.
Исключения: Поршни на автомобили ВАЗ и поршни на автомобили ГАЗ продаются целиком на двигатель. Цена указывается за 4 поршнекомплекта.
Поршнекомплект: Поршень на 1 цилиндр + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец (если предусмотрено конструкцией).
Транспортная упаковка: по 1 шт., по 2 шт., по 4 шт. по 6 шт.
Поршневая группа в сборе: Поршень на 1 цилиндр + 1 гильза + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец + 1 комплект уплотнений для установки гильзы.
Транспортная упаковка: по 1 шт.
Исключения: Поршни на автомобили ВАЗ продаются целиком на двигатель. Цена указывается за 4 поршнекомплекта.
Поршнекомплект: Поршень на 1 цилиндр + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец ( если предусмотрено конструкцией).
Транспортная упаковка: по 1 шт., по 2 шт., по 4 шт. по 6 шт.
Поршневая группа в сборе:Поршень на 1 цилиндр + 1 гильза + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец + 1 комплект уплотнений для установки гильзы.
Транспортная упаковка: по 1 шт.
Поршнекомплект: Поршень на 1 цилиндр + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец ( если предусмотрено конструкцией).
Транспортная упаковка: по 1 шт., по 2 шт., по 4 шт.
Поршневая группа в сборе: Поршень на 1 цилиндр + 1 гильза + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец + 1 комплект уплотнений для установки гильзы.
Транспортная упаковка: по 1 шт.
Поршнекомплект: Поpшни FP-Diesel могут иметь различную комплектацию, как правило, зависит от оригинальной комплектации запчастей изготовителем автотехники, существуют следующие варианты поставки поршней:
- Поршень на 1 цилиндр + комплект поршневых колец на 1 цилиндр + один поршневой палец + комплект стопорных колец ( если предусмотрено конструкцией)
- Поршень на 1 цилиндр + 1 палец + 1 комплект стопорных колец (без поршневых колец)
- Поршень на 1 цилиндр(без поршневых колец, пальца и стопорных колец)
- Верхняя или нижняя часть поршня отдельно от всего (если поршень разделен конструктивно на верхнюю и нижнюю часть)
Поршнекомплект: Комплект поршней Teikin на 1 двигатель (на 4, 6, 8 цилиндров, в зависимости от типа двигателя) + пальцы на все поршни + комплект стопорных колец ( поршни фирмы TEIKIN не комплектуются поршневыми кольцами . ).
Транспортная упаковка: по 4 шт., по 6 шт., по 8 шт.
Поршневая группа в сборе (комплект на мотор): Поршни + гильзы + комплект поршневых колец + поршневые пальцы + комплект стопорных колец + комплект втулок ВГШ на мотор
Что такое поршневая группа: общая теория и поршни СТК
20.09.2020
Поршневая группа двигателя включает в себя: поршень, поршневые кольца и поршневой палец.
Поршень, является наиболее важным элементом любого двигателя внутреннего сгорания.
Именно на эту деталь, выпадает основная нагрузка по преобразованию энергии расширяющихся газов в энергию вращения коленчатого вала. Свойства, которыми должен обладать поршень, трудно совместимы и технически тяжело реализуются.
Требования, которым должна соответствовать эта деталь:
- температура в камере сгорания может достигать более 2000°С а температура поршня, без риска потери прочности материала, не должна превышать 350°С.
- после сгорания бензино-воздушной смеси, давление в камере сгорания может достигать 80 атмосфер. При таком давлении, оказываемое на днище усилие, будет составлять свыше 4-х тонн. Толщина стенок и днища поршня должна обеспечивать возможность выдерживать значительные нагрузки. Но любое увеличение массы изделия приводит к увеличению динамических нагрузок на элементы двигателя, что в свою очередь, ведет к усилению конструкции и росту массы двигателя.
- зазор между поршнем и поверхностью цилиндра должен обеспечивать эффективную смазку и возможность перемещения с минимальными потерями на трение. Но в тоже время зазор должен учитывать тепловое расширение и исключить возможность заклинивания.
- изготовление должно быть достаточно дешевым и отвечать условиям массового производства.
Очертания поршня за более сто пятидесятилетнюю историю двигателя внутреннего сгорания мало изменились.
Устройство поршня
В конструкции поршня можно выделить несколько зон, каждая из которых, имеет свое функциональное назначение.
Поршни ВАЗ 21213 и ВАЗ 21230 отличаются нанесенной маркировкой. Маркировка наносится на поверхность рядом с отверстием под поршневой палец. На поршне ВАЗ 21213 нанесены цифры -«213», на модели ВАЗ 2123 — «23».
На модели ВАЗ 21080, ВАЗ 21083, ВАЗ 21100 нанесена соответствующая маркировка — «08»,»083″, «10». Поршень 2108 имеет диаметр 76 мм , модели 21083 и 2110 — 82 мм.
Поршни ВАЗ 2112 и ВАЗ 21124, имеют соответствующую маркировку — «12»и «24» и отличаются глубиной выборки под клапана. Модели 21126 и 11194 отличаются диаметром.
Если углубления на днище увеличивают объем камеры сгорания, то для уменьшения объема применяют вытеснители. Вытеснителем называют объем металла, который находится выше плоскости днища.
«Жаровым поясом» (огневым) называют расстояние от днища до канавки первого поршневого кольца. Чем ближе располагаются поршневые кольца к днищу, тем более высокой тепловой нагрузке они подвергаются, тем больше сокращается их ресурс.
Уплотняющий участок — это участок канавок, расположенных на боковой цилиндрической поверхности поршня. Канавки предназначены для установки поршневых колец. Поршневые кольца обеспечивают подвижное уплотнение. На всех моделях для двигателей ВАЗ, выполнены две канавки под компрессионные кольца и одна канавка под маслосъемное кольцо.
В канавке под маслосъемное кольцо есть отверстия, через которые отводится излишек масла во внутреннюю полость поршня. Уплотняющий участок выполняет еще одну очень важную функцию — через установленные поршневые кольца, осуществляется отвод значительной части тепла от поршня к цилиндру.
Если конструкция изделия не будет предусматривать эффективный отвод тепла от днища, то это приведёт к его прогоранию.
По расчетам, через компрессионные кольца, передается до 60-70% выделенного тепла. Однако это требует плотного прилегания поршневых колец к цилиндру и к поверхностям канавок.
Для обеспечения работоспособности, торцевой зазор первого компрессионного кольца в канавке должен составлять 0,045-0,070 мм. Для второго компрессионного кольца зазор — 0,035-0,060 мм, для маслосъемного – 0,025-0,050 мм. Между внутренней поверхностью кольца и канавки должен быть радиальный зазор — 0,2-0,3 мм.
Головку поршня образуют днище и уплотняющая часть.
Расстояние от оси поршневого пальца до днища, называют компрессионной высотой поршня.
«Юбкой», называют нижнюю часть поршня. На этом участке находятся бобышки с отверстиями – место, куда устанавливается поршневой палец. Внешняя поверхность юбки, исполняет роль опорной и направляющей поверхности.
Юбка обеспечивает соосность положения детали к оси цилиндра блока. Кроме того, боковая поверхность юбки участвует в передаче к цилиндру возникающих поперечных усилий.
На поверхность юбки (или на все изделие) могут наноситься защитные покрытия улучающие прирабатываемость и снижающих трение.
Покрытие слоем олова позволяет сгладить неточности профиля и предотвратить наволакивание алюминия на поверхности цилиндра. Могут применяться покрытия созданные на основе графита и дисульфида молибдена.
Другой способ, снижающий потери на трение – нанесение на юбке канавок специального профиля. Глубина канавок составляет 0,01-0,015 мм. При движении, канавки не только удерживают масло, но и создают гидродинамическую силу, которая препятствует контакту со стенками цилиндра.
Одним из факторов, определяющих геометрию поршня, является необходимость снижения сил трения.
Для этого требуется обеспечение определенной толщины масляного слоя в зазоре между поршнем и стенками цилиндра. Причем маленький зазор повлечет за собой увеличение сил трения и как следствие повышение нагрева деталей и их ускоренный износ а возможно и заклинивание.
Слишком большой зазор, увеличит шумность двигателя, приведет к росту динамических нагрузок на сопрягаемые детали и будет способствовать их ускоренному износу. Поэтому величина зазора подбирается в соответствии с рекомендациями для конкретного типа двигателя.
В истории применения конструкций поршней для двигателей ВАЗ, просматриваются этапы влияния нескольких европейских конструкторских школ.
На первых моделях двигателей ВАЗ применяется «итальянская» конструкция. Поршни отличаются большой компрессионной высотой, широкой опорной поверхностью юбки. Поверхность изделия покрыта слоем олова.
В разработке последующих конструкций принимают участие немецкие компании. У поршней уменьшается компрессионная высота. На юбке применяется микропрофиль – специальный профиль канавок, для удержания смазки в зоне трения. Поршни моделей ВАЗ 21126 и ВАЗ 11194 получают Т-образный профиль и рассчитаны на установку «тонких» поршневых колец. Так внешне сравнивая модели от 2101 до 21126, можно получить представление об общих тенденциях совершенствования конструкции, основанных на новых научных разработках.
Когда речь заходит об отечественных машинах (ВАЗ, Приора и пр.) приходиться всерьёз рассматривать компанию СТК и её продукцию. Самара Трейдинг Компани (сокращённо – «СТК») не случайно стала одним из самых популярных производителей поршневых групп. Всё дело исключительно в производстве, ведь оно уникально в своём роде.
Самым сложным и, в то же время, важным технологическим процессом при изготовлении поршневых систем является литьё. Однородность и прочность материалов, жаростойкость и твёрдость – всё это играет важнейшую роль. Стоит какому-то коэффициенту отклонится на 1% и поршень застрянет в цилиндре, шатун может легко искривиться и даже заклинить, нарушив целостность и исправность всего силового агрегата.
Полуавтоматические устройства и специальные высокотехнологические станки позволяют компании СТК осуществлять литьё поршней на высочайшем уровне. Данной технологии нет равных, на протяжении долгих десятилетий и благодаря кропотливой работе инженеров фабрика создаёт самые качественные поршневые кольца и поршни. Несмотря на автоматизацию всех процессов, процедура изготовления каждого поршня контролируется людьми. Каждый продукт проходит целую линейку тестов.
Стоит лишь посетить любую станцию техобслуживания и задать вопрос автомеханику «Какой поршень идеально подойдёт отечественному автомобилю?», и вы услышите ответ: «СТК». Всё дело в том, что каждый механик желает выполнить работу так, чтобы клиент не возвращался к нему и не приходилось нарушать гарантийные обязательства.
Несмотря на лидирование компании СТК существуют и другие неплохие аналоги, например, Кострома-мотордеталь. В сравнении с китайскими и европейскими поршнями, Кострома хорошо показала себя в отечественных машинах, однако сама конструкция этого поршня не способна уберечь водителя от самой зловещей неисправности – столкновения поршня и клапанов.
Безвытковые Поршни СТК, содержащие специальные проточки, не влияют пагубно на клапана головки блока цилиндров. Поэтому в случае гидравлического удара, даже при срыве цепи газораспределительного механизма, когда поршни «летят» вверх, а клапана – вниз, исход их столкновения невозможен, если в двигатель установлены поршни СТК. Всё благодаря специальным канавкам, проточенным в головке каждого поршня – новшеству инженеров самарской компании.
Если ваш автомобиль уже давно б/у, его компрессия вас вовсе не радует и вы отлично понимаете, что настало время менять поршневую, помните: оптимальными для двигателя будут поршневые группы Самара Трейдинг Компани (СТК).
Более подробно про поршни СТК можно прочесть здесь и здесь.
Автор статьи —>
0
2
Что входит в поршневую группу двигателя?
Корректное функционирование ДВС в немалой степени зависит от кривошипно-шатунной группы. Именно этот механизм обеспечивает трансформацию энергии от сжигания топлива в движение. Существует ряд технических нюансов и характерных симптомов, которые явно указывают на грядущие или уже возникшие проблемы с поршневой группой. В особенности это касается коммерческого и промышленного транспорта. Нагрузки на него в несколько раз превышают эксплуатационные нормы частных (легковых) автомобилей.
Поршневые ЯМЗ можно приобрести в Интернете. Подобные двигатели, прежде всего, ценят за высокую ремонтопригодность. Отметим, что техника с ЯМЗ под капотом эксплуатируется по всему земному шару. Благодаря столь широкому распространению, удалось достичь максимально сниженных цен за запасные детали.
Состав поршневой группы
В подавляющем большинстве случаев предприятия закупают сразу моторкомплекты. Это своеобразные тул-киты, в которых уже присутствует всё необходимое для технического обслуживания поршневой группы двигателя.
- компрессионные кольца;
- шатун;
- поршень;
- крышка шатуна и гайка крепления;
- маслосъёмные кольца;
- поршневой палец;
- втулка шатуна (верхняя головка);
- стопорное кольцо для поршневого пальца и т.д.
Естественно, данные запасные детали машин производят из специализированных сплавов. Они должны выдерживать заявленные нагрузки. Более того – обладать запасом прочности.
Ни для кого не секрет, что ЯМЗ ходят на 25% дольше технически прописанного срока эксплуатации. Но это не означает, что мероприятия по ремонту и техобслуживанию можно регулярно переносить.
Характерные признаки, которые указывают на проблемы в поршневой группе
К таковым симптомам можно отнести: затруднение при пуске двигателя, расход масла увеличивается, состав выхлопных газов изменяется (двигатель больше дымит), состав масла изменяется (в нём имеются мелкие металлические фрагменты и т.д.).
Если с вышеозначенными признаками ещё можно мириться, то со снижением мощности силового агрегата – нет. Чтобы не доводить до глобальной реставрации двигателя (из-за задиров на поршне, деформации поршневых колец и т.д.), настоятельно рекомендуется иметь достаточное количество ремкомплектов для ЯМЗ в запасе (не только для штатных, но и внеплановых ремонтных работ).
- Знаете ли Вы, что собой представляет с технической точки зрения вилочный погрузчик?
- Рекомендации, касающиеся выбора автобуса — http://classical-news.ru/kak-vyibrat-avtobus/
В видео демонстрируется поршневая группа для ряда тракторов: