Что такое поршень? | Как работает поршень?

Двигатель состоит из топливного насоса, шатуна, коленчатого вала и топливной системы. Поршень известен как сердце поршневого двигателя. Без поршня поршневой двигатель не может сжимать воздушно-топливную смесь. Поэтому содержание и обслуживание поршня очень важно для правильной работы двигателя. Поршни чаще всего используются в бензиновых и дизельных двигателях. В этой статье рассказывается о работе, типах и некоторых других аспектах поршня.

Что такое поршень?

Поршень — это механический диск, совершающий возвратно-поступательные движения вперед и назад внутри камеры сжатия двигателя. Он передает свое движение на коленчатый вал через шатун.

Производительность двигателя внутреннего сгорания зависит от работы поршня.

Эта часть двигателя внутреннего сгорания имеет подвижную часть из металла с поршневым кольцом. Поршневой палец служит для соединения шатуна с поршнем. Далее шатун соединяется с коленчатым валом посредством шатунов.

Когда жидкость или газ в камере сжатия сжимается или расширяется, поршневой диск начинает двигаться в камере. В процессе сгорания воздушно-топливной смеси выделяется химическая энергия.

Когда сгоревшая воздушно-топливная смесь расширяется, выделяемая энергия создает тягу. Эта тяга перемещает поршень вперед и назад. Он передает свое движение на коленчатый вал, который далее приводит в движение автомобиль.

Поршень должен обладать высокой надежностью и гибкостью, но его вес должен быть как можно меньше. Легкий поршень помогает уменьшить инерцию, возникающую из-за его возвратно-поступательной массы.

Он должен обладать способностью выдерживать высокую силу взрыва и температуры, возникающие в камере сжатия. Поршень вашего двигателя должен совершать возвратно-поступательное движение с минимальным трением в камере сжатия.

Работа поршня

Поршень — это возвратно-поступательный компонент двигателя. Он совершает возвратно-поступательное движение внутри камеры сгорания или цилиндра сжатия. Его возвратно-поступательное движение помогает вырабатывать энергию из воздушно-топливной смеси и вращает колесо автомобиля.

1. При такте всасывания поршень перемещается от TDC до BDC. Во время этого движения в камере сгорания создается разрежение. Когда поршень достигает точки BDC, создается разрежение, которое открывает всасывающий клапан. Когда всасывающий клапан открывается, воздушно-топливная смесь поступает из карбюратора в камеру сгорания.
2. После такта всасывания поршень совершает такт сжатия. Во время этого хода он перемещается от BDC к TDC. Во время этого движения он уменьшает объем камеры сгорания.
3. При уменьшении объема камеры сгорания происходит сжатие воздушно-топливной смеси. Когда поршень достигает точки TDC, воздушно-топливная смесь полностью сжимается.
4. Свеча зажигания воспламеняет смесь, когда смесь полностью сжата в соответствии с требованиями. В результате воспламенения воздушно-топливной смеси в камере сгорания выделяется тепловая энергия.
5. Когда сгоревший воздух проходит через расширительный клапан, он расширяется и заставляет поршень двигаться от TDC к BDC.
6. Когда поршень получает энергию от расширенной топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движение и далее приводит в движение шатун. Шатун вместе с кривошипом преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное и передает его коленчатому валу. Далее коленчатый вал передает вращательное движение на маховик, который вращает колеса автомобиля.
7. Наконец, поршень совершает такт выхлопа. Для этого хода поршень снова перемещается от BDC до TDC и выводит отработавшие газы из камеры сгорания. После этого последнего хода весь цикл повторяется.

Типы поршней

Поршень имеет следующие основные типы:

1. Магистральные поршни
2. Крейцкопфные поршни
3. Скользящий поршень
4. Дефлекторные поршни
5. Гоночные поршни
6. Инварный поршень
7. Автотермические поршни
8. Специальные поршни

1) Магистральные поршни

Эти типы поршней имеют большой диаметр. Это поршень с двойным функциональным назначением (т.е. он может работать и как цилиндрическая крейцкопф, и как поршень).

Когда шатун почти полностью отклоняется, в нем остается боковая сила, которая действует на стенки цилиндра по обе стороны от поршня.

Это наиболее часто используемый тип поршня для поршневых двигателей внутреннего сгорания. Они применяются как в дизельных, так и в бензиновых двигателях, но в высокоскоростных двигателях сейчас используются более легкие поршни-скольжения.

Одной из наиболее характерных особенностей этих поршней (особенно для двигателей CI) является то, что помимо маслосъемного кольца между коронкой поршня и поршневым пальцем, они содержат канавку для маслосъемного кольца под поршневым пальцем.

2) Крейцкопфные поршни

Дизельный двигатель с высоким замедлением может потребовать дополнительных средств для борьбы с боковыми силами на поршнях. Поэтому в высокоскоростном дизельном двигателе обычно используется крейцкопфный поршень. Главный поршень содержит большой поршневой шток, который простирается вниз от поршня к вторичному поршню меньшего диаметра.

Главный поршень обеспечивает газоплотность и движение поршневого кольца. Меньший поршень имеет механический привод. Он работает в небольшой камере сжатия. Он передает штифт песчаника и действует как направляющая ствола.

Крейцкопф имеет лучшее смазочное масло, чем масло для смазки поршня ствола. Теплота сгорания не влияет на смазку крейцкопфа. Смазочное масло поршней крейцкопфа не загрязняется легковоспламеняющимися частицами сажи, не повреждается под воздействием тепла и может использовать разбавитель.

3) Скользящий поршень

Эти типы поршней лучше всего подходят для бензиновых двигателей. Эти поршни имеют наименьшие размеры и вес. В рискованных случаях они имеют только юбку поршня, опору для поршневого кольца и поршневую коронку, оставляя две площадки, которые предотвращают вибрацию поршня в отверстии.

Край юбки поршня отходит от стенки цилиндра вокруг штифта пескаря. Цель этого процесса — уменьшить массу возвратно-поступательного движения, что позволяет легко сбалансировать двигатель и создать высокие обороты.

4) Дефлекторные поршни

Эти типы поршней чаще всего используются в 2-тактном двигателе с компрессией коленчатого вала, который тщательно направляет поток воздуха в цилиндр для обеспечения эффективного выхлопа. Для бокового пылесоса впускное и выпускное отверстие находятся на стороне, обращенной непосредственно к стенке цилиндра.

Эти поршни имеют рельефное ребро в верхней части, чтобы остановить прямое прохождение поступающей воздушно-топливной смеси от одного отверстия ко второму. Это служит для отклонения поступающей смеси вокруг камеры сгорания.

5) Гоночные поршни

Гоночные двигатели имеют более жесткие и прочные поршни, чем двигатели легковых автомобилей. Они легче, чтобы достичь желаемой гоночной скорости двигателя.

6) Поршень из инвара

Поршни invar strut имеют инвар, который представляет собой сплав, состоящий из 64% стали и 36% никеля. Его коэффициент расширения ничтожно мал (т.е. 000000063/°C ). В поршне инварная стойка крепит юбку и бобышки поршневого пальца, что позволяет поршню расширяться примерно до размеров цилиндра.

7) Автотермические поршни

Поршни этого типа имеют стальные вставки с низким расширением в бобышках поршневого пальца. Форма этих вставок такова, что их концы прикреплены к юбке поршня.

8) Поршни со спецлидоном

Specialloid pistons производит широкий спектр нулевых поршневых двигателей CI и двигателей SI для главной тяги судов, железнодорожной тяги, промышленных станций, коммерческих автомобилей и вспомогательных применений.

Новейшие дизельные поршни Specialloid имеют вертикальные шестерни на внутренней поверхности юбки и прочные опоры, которые передают нагрузку непосредственно от верхней части к опорной зоне пальца пескаря.

Части поршня

1. Крышка
2. Шатунный подшипник
3. Поршневые кольца
4. Болт
5. Шатун
6. Головка или коронка поршня
7. Поршневой палец
8. Юбка поршня
9. Канавки для поршневых колец

1) Поршневые кольца

Поршневое кольцо является наиболее важной частью поршня двигателя. При возвратно-поступательном движении поршня в камере сгорания происходит сгорание топливовоздушной смеси. Кольцо служит для предотвращения утечки продуктов сгорания через поршень и уменьшения трения. Это кольцо обеспечивает уплотнение между клапаном цилиндра и поршнем.

Для изготовления этих колец используется сплав чугуна или литейный чугун.

1. Кольцо масляного регулятора
2. Кольцо компрессора и

2) Поршневой венец или головка поршня

Головка поршня устанавливается поверх поршня. Благодаря своему расположению она способна выдерживать очень высокую температуру и давление. Коронка используется для ограничения времени процесса сжатия, пигмент, выходящий из выхлопной трубы, помогает вывести его из двигателя.

3) Канавки поршневого кольца

Состоит из канавки на верхней части поршня, в которой используется кольцо.

4) Юбка поршня

Это цилиндрический материал, прикрепленный к круглой части поршня. Для изготовления юбок чаще всего используется чугунная деталь, поскольку она обладает отличными самосмазывающимися и износостойкими характеристиками.

Юбка поршня имеет канавки для установки компрессионных и поршневых маслосъемных колец. Эти юбки имеют несколько конструкций в зависимости от характера применения:

1. Полная юбка: Эта юбка также называется цельной юбкой. Она имеет трубчатую конструкцию. Полные юбки чаще всего используются в двигателях больших автомобилей.
2. Юбка тапка: Эти юбки чаще всего используются для поршней мотоциклов и некоторых других транспортных средств. На стенке цилиндра остаются только задняя и передняя части, так как часть юбки отрезана. Это позволяет сэкономить вес и минимизировать площадь контакта поршня со стенкой цилиндра.

5) Поршневой палец

Он также известен как штифт пескаря. Он используется для соединения шатуна с поршнем. Эти штифты изготавливаются из твердой стали.

6) Болт

Используется для соединения шатуна с зажимом.

7) Шатунный подшипник

Шатунный подшипник состоит из двух частей. Эти две части соединяются таким образом, что образуют полный круг. Этот подшипник устанавливается между кривошипом и шатуном.

8) Крышка

Это нижняя часть поршневого узла. Она представляет собой нижнюю половину шатуна и образует корпус для опоры шатуна.

9) Шатунный болт

Шатунный болт является наиболее важной частью поршня. Этот болт используется для соединения шатуна и коленчатого вала. Этот болт имеет подшипник и крышку шатуна на нижнем конце. Затем узел скрепляется гайками.

Роль болта заключается в креплении шатуна к коленчатому валу, чтобы шатун мог выдержать напряжение, возникающее при вращении коленчатого вала.

Для изготовления болтов используется сталь, но для изготовления легких болтов применяется алюминий.

Никель лучше всего подходит для изготовления прочных болтов. Никелевые болты также имеют длительный срок службы и используются в тяжелых автомобилях.

Функция поршня

• Основная функция поршня — сжимать воздух или топливовоздушную смесь внутри цилиндра и получать энергию от сгоревшей смеси.
• Он получает тягу, создаваемую сгоревшей воздушно-топливной смесью в цилиндре, и передает ее на шатун.
• Он совершает возвратно-поступательное движение внутри камеры сгорания. Он совершает такты всасывания, сжатия, расширения и выхлопа. После завершения этих ходов он вращает коленчатый вал, который далее вращает колесо автомобиля.

Характеристика поршня

• Поршень двигателя должен обладать высокой надежностью и гибкостью.
• Он способен выдерживать взрывную силу, высокое давление и температуру сгорающей воздушно-топливной смеси в камере сжатия.
• Он должен выдерживать воздействие переменных нагрузок.
• Поршень должен быть легким. Легкий поршень помогает уменьшить инерцию, возникающую из-за его возвратно-поступательной массы.
• Поршень вашего двигателя должен работать бесшумно и быть легким.
• Он должен быть механически прочным.

Преимущества и недостатки поршня

Преимущества поршня

• Простая конструкция
• Малый вес
• Высокая надежность и гибкость
• Высокое соотношение мощности и веса
• Простота изготовления
• Создают очень низкую вибрацию, так как нет контакта рабочих частей
• Возможность использования нескольких видов топлива
• Модульность
• Низкая рабочая температура турбины
• Меньше шума
• Требуют низкого технического обслуживания
• Низкие выбросы выхлопных газов
• Легкий запуск поршневого двигателя
• Низкая стоимость изготовления
• Обеспечивают высокую степень маневренности
• Лучше всего подходят для рекуперации отработанного тепла
• Внутренне сбалансирован
• Предлагает процесс сгорания HCCI

Недостатки поршневых

1. низкая эффективность использования топлива
2. низкая стабильность
3. Требуется понижающая передача
4. Стабильность подачи топлива
5. Высокая скорость сгорания
6. Не подходит для частичной нагрузки эффективность
7. Не подходит для перевозки тяжелых грузов на большие расстояния

Применение поршней

• Поршни чаще всего используются в двигателях для сжатия воздушно-топливной смеси. Это поршневая часть двигателя.
• Они также используются в поршневых насосах. Они совершают возвратно-поступательное движение внутри цилиндра насоса. Их основная цель — увеличить давление жидкости и перекачать ее в нужную область.
• Они используются в компрессорах для сжатия газов или воздуха.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что такое поршень двигателя?

Поршень известен как сердце поршневого двигателя. Он сжимает воздух или воздушно-топливную смесь внутри камеры сгорания. В результате сжатия воздушно-топливной смеси происходит взрыв, который создает тягу. Эта тяга приводит поршень в движение, и он передает свое движение на коленчатый вал через шатун.

Какие бывают типы поршней?

1. Специальный поршень
2. Магистральный поршень
3. Автотермический поршень
4. Поршень с инварной стойкой
5. Поршень крейцкопфа
6. Гоночный поршень
7. Скользящий поршень
8. Дефлекторный поршень

Для чего используются поршни?

Поршни используются для сжатия воздушно-топливной смеси. При сгорании воздушно-топливной смеси выделяется тепловая энергия, которая воздействует на поршень. Когда поршень получает усилие, он двигает автомобиль. Поршни чаще всего используются в поршневых двигателях, дизельных двигателях, 2-тактных и 4-тактных двигателях.

Какова функция поршня?

В поршневом двигателе основная функция поршня — сжимать воздушно-топливную смесь и передавать тягу, создаваемую сгоревшим воздухом-топливом, на коленчатый вал, который приводит в движение колеса автомобиля.

В насосе и компрессоре поршень получает вращательное движение от коленчатого вала и сжимает рабочую жидкость внутри цилиндра сжатия.