Поршень – это деталь двигателя автомобиля, которая находится внутри цилиндра и совершает возвратно-поступательные движения. Результатом его работы становится преобразование давления газа в механическую работу и наоборот. Внешне он выглядит как перевернутый стакан цилиндрической формы. Условно состоит из днища, головки и юбки.
Днище поршней может быть выполнено плоским или с выемками под клапанами. В бензиновых двигателях чаще всего применяются плоские, а в дизельных — с выемками для лучшего перемешивания воздуха и топлива внутри цилиндра.
Во время работы поршень нагревается до высоких температур и подвергается воздействию больших давлений. Скорость его работы внутри цилиндра крайне высока. Первоначально в качестве материала для поршней использовали чугун. Однако со временем его заменили на алюминий, который позволил увеличить количество оборотов и мощность двигателя, а также из-за меньшего веса снизил нагрузку на другие детали.
С тех пор мощность двигателей, а равно и условия внутри двигателей стали настолько суровыми, что свойств алюминия стало не хватать. В связи с этим в мощных моторах алюминиевые поршни стали постепенно заменяться стальными, устойчивыми к гораздо большим нагрузкам. Они отличаются от алюминиевых не только свойствами материала, но и конструкцией, так как являются сборными, а не литыми. Кроме того, смена материала позволила сделать сам поршень меньшим по высоте, благодаря чему можно увеличить длину шатунов, что снизит расход топлива и увеличит срок службы двигателя. Либо если оставить шатуны и коленвал прежних размеров, то можно сделать короче сам блок цилиндров, уменьшив тем самым вес самого двигателя.
Современные требования к поршням
— из-за постоянного воздействия сжатых газов, продуктов горения топлива, высоких температур и прочих факторов поршень должен обладать устойчивостью к ним и способностью сохранять герметичность канала цилиндра независимо от внешних условий;
— при его работе сила трения должна быть минимальной для сокращения механических потерь и уменьшения износа узлов двигателя;
— поршень должен быть устойчив к механическим воздействиям, так как он постоянно подвергается нагрузкам со стороны шатунов и камеры сгорания;
— во время возвратно-поступательного движения поршня должно образовываться как можно меньше инерционных сил, воздействующих на кривошипно-шатунный механизм.
Охлаждение поршней
Во время сгорания топлива в надпоршневом пространстве выделяется колоссальное количество энергии. Температура газа в этой полости может достигать 2000 градусов по цельсию. При этом часть своей энергии они передадут движущимся деталям, а остальное пойдет на нагрев двигателя и окружающей среды. Исходя из этого возникает потребность в постоянном охлаждении поршня для того, чтобы он банально не расплавился.
Существует 3 способа для охлаждения поршневой системы и передачи тепла от топливных газов до окружающей среды.
Обеспечивающим наибольший поток считается способ с применением поршневых колец. Их прижимают к поршневым канавкам и стенкам цилиндра. Примерно 50% тепла выводится именно таким способом.
Важную роль в теплообмене служит моторное масло, распыляемое из масляных форсунок на днище корпуса. Его доля в теплообмене может достигать 30-40%.
Свежая топливовоздушная смесь также забирает часть тепла от уже отработанных газов. Её доля зависит от интенсивности работы дроссельных заслонок.
Если Вы еще затрудняетесь с выбором, то Вы всегда можете обратиться по контактам к нашим специалистам за консультацией.
