Motorkolv - vad är det och vad är det till för

Moderna förbränningsmotorer har en komplex design i jämförelse med analoger som tillverkats i bilindustrins gryning. Detta beror på att tillverkare installerar ytterligare elektroniska system på kraftenheten för att säkerställa stabilitet, ekonomi och effektivitet.

Trots de elektriska systemens subtilitet har ICE-enheten förblivit praktiskt taget oförändrad. Huvudelementen i enheten är:

• Vevmekanism;
• Cylinder-kolvgrupp;
• Inlopps och avgasrör;
• Gasdistributionsmekanism;
• Motorsmörjningssystem.

Mekanismer som vev- och gasfördelning måste synkroniseras. Detta uppnås tack vare drivenheten. Det kan vara bälte eller kedja.

Varje motorenhet utför en viktig funktion, utan vilken stabil drift (eller i allmänhet driftbarhet) av kraftenheten är omöjlig. Tänk på vilken funktion kolven utför i motorn, liksom dess struktur.

Vad är en motor kolv?

Denna del installeras i alla förbränningsmotorer. Utan den är det omöjligt att säkerställa rotation av vevaxeln. Oavsett enhetens modifiering (två- eller fyrtakts) är kolvens funktion oförändrad.

Detta cylindriska stycke är fäst på en anslutningsstav, som i sin tur är fixerad på vevaxelns vev. Det låter dig konvertera den frigjorda energin till följd av förbränning.

Utrymmet ovanför kolven kallas arbetskammaren. Alla slag av bilmotorn äger rum i den (exempel på en fyrtaktsmodifiering):

• Inloppsventilen öppnas och luft blandas med bränsle (i atmosfäriska förgasarmodeller) eller luften själv sugs in (till exempel sugs luft i en dieselmotor, och bränsle tillförs efter att volymen komprimeras till önskad grad);
• När kolven rör sig upp stängs alla ventiler, blandningen har ingenstans att gå, den är komprimerad;
• Vid den högsta punkten (även kallad död) tillförs en gnista till blandningen med tryckluft-bränsle. En kraftig frigörelse av energi bildas i kaviteten (blandningen antänds), vilket orsakar expansion, vilket rör kolven nedåt;
• Så snart den når den lägsta punkten öppnas avgasventilen och avgaserna avlägsnas genom avgasgrenröret.

Identiska cykler utförs av alla element i motor kolvgruppen, endast med en viss förskjutning, vilket säkerställer jämn rotation av vevaxeln.

På grund av tätheten mellan cylinderväggarna och kolven O-ringar skapas tryck, på grund av vilket detta element rör sig till bottenens döda centrum. Eftersom kolven i den angränsande cylindern fortsätter att rotera vevaxeln, rör sig den första i cylindern till topp dödcentrum. Så här uppstår en ömsesidig rörelse.

Kolvdesign

En del människor hänvisar till en kolv som en samling delar som är fästa vid vevaxeln. I själva verket är det ett element med en cylindrisk form som tar på sig en mekanisk belastning under mikroexplosionen av en blandning av bränsle och luft i slutet av kompressionsslaget.

Kolvanordningen inkluderar:

• botten;
• o-ringspår;
• kjol.

Kolven är fäst på anslutningsstången med en stålstift. Varje element har sin egen funktion.

botten

Denna del av delen tar på sig mekanisk och termisk spänning. Det är den nedre gränsen för arbetskammaren i vilken alla ovanstående steg sker. Botten är inte alltid jämn. Dess form beror på modellen på den motor där den är installerad.

Tätningsdel

I den här delen installeras oljeskrapor och kompressionsringar. De ger maximal täthet mellan cylindern på cylinderblocket, vilket med tiden inte motorns huvudelement utan de utbytbara ringarna slits ut.

Den vanligaste modifieringen är för tre O-ringar: två kompressionsringar och en oljeskrapa. Den senare reglerar smörjningen av cylinderväggarna. Uppsättningen av botten och tätningsdelen kallas ofta kolvhuvudet av bilmekanik.

kjol

Denna del av delen säkerställer ett stabilt vertikalt läge. Kjolens väggar styr kolven och förhindrar att den rullar över, vilket skulle förhindra att den mekaniska belastningen fördelas jämnt över cylinderväggarna.

Huvud kolvfunktioner

Kolvens huvudfunktion är att driva vevaxeln genom att trycka på anslutningsstången. Denna åtgärd inträffar när en blandning av bränsle och luft antänds. Den plana bottenytan tar all mekanisk spänning.

Förutom den här funktionen har denna del några fler egenskaper:

• Tätar arbetskammaren i cylindern, på grund av vilken effektiviteten från explosionen har den maximala procentsatsen (denna parameter beror på kompressionsgraden och kompressionsmängden). Om O-ringarna är slitna lider tätheten och samtidigt minskar kraftenhetens prestanda.
• Kyler arbetskammaren. Denna funktion förtjänar en separat artikel, men kort sagt, när den antänds i cylindern, stiger temperaturen kraftigt till 2 XNUMX grader. För att förhindra att delen smälter från den är det extremt viktigt att ta bort värme. Denna funktion utförs av tätningsringarna, kolvstiftet tillsammans med anslutningsstången. Men de viktigaste värmeavledande elementen är olja och en färsk del av luft-bränsleblandningen.

Typer av kolvar

Hittills har tillverkarna utvecklat ett stort antal olika kolvändringar. Huvuduppgiften i detta fall är att nå det "gyllene medelvärdet" mellan minskningen av slitage på delar, enhetens produktivitet och tillräcklig kylning av kontaktelementen.

Mer breda ringar krävs för att kyla kolven bättre. Men med detta minskar motorens effektivitet, eftersom en del av energin går för att övervinna den större friktionskraften.

Genom design delas alla kolvar i två modifieringar:

• För tvåtaktsmotorer. Botten i dem har en sfärisk form, vilket förbättrar avlägsnandet av förbränningsprodukter och fyllningen av arbetskammaren.
• För fyrtaktsmotorer. I sådana modifieringar kommer botten att vara konkav eller platt. Den första kategorin är säkrare när ventilstimningen förskjuts - även med ventilen öppen kommer kolven inte att kollidera med den, eftersom det finns motsvarande urtag i den. Dessa element tillhandahåller också bättre blandning av blandningen i arbetskammaren.

Kolvar för dieselmotorer är en separat kategori av delar. För det första är de mycket starkare än analoger för bensinförbränningsmotorer. Detta är nödvändigt eftersom ett tryck som överstiger 20 atmosfärer måste skapas inuti cylindern. På grund av de höga temperaturerna och det enorma trycket kommer en konventionell kolv lätt att kollapsa.

För det andra har sådana kolvar ofta speciella urtag som kallas kolvförbränningskamrar. De skapar turbulens vid insugningsslaget, vilket ger förbättrad kylning av den varma underdelen samt effektivare blandning av bränsle / luft.

Det finns också en annan klassificering av dessa element:

• Kasta. De tillverkas genom gjutning i ett fast ämne, som sedan bearbetas på svarvar. Sådana modeller används i lätta fordon;
• Nationella lag. Dessa delar är sammansatta från olika delar, vilket gör det möjligt att kombinera material för de enskilda elementen i kolven (till exempel kan kjolen vara tillverkad av aluminiumlegering och botten kan vara gjord av gjutjärn eller stål). På grund av konstruktionens höga kostnader och komplexitet installeras inte sådana kolvar i konventionella motorer. Den huvudsakliga tillämpningen av en sådan modifiering är stora förbränningsmotorer som körs på dieselbränsle.

Krav på motorkolvar

För att kolven ska klara sin uppgift måste följande krav uppfyllas under tillverkningen:

1. Den måste tåla höga temperaturbelastningar, medan den inte deformeras under mekanisk påkänning, och så att motorns verkningsgrad inte faller med en temperaturförändring, får materialet inte ha en hög expansionskoefficient;
2. Materialet från vilket delen är tillverkad bör inte slitas ut snabbt till följd av att ha ett glidlager.
3. Kolven bör vara lätt, eftersom när massan ökar till följd av tröghet ökar belastningen på kopplingsstången och vevet flera gånger.

När du väljer en ny kolv är det oerhört viktigt att ta hänsyn till tillverkarens rekommendationer, annars kommer motorn att uppleva ytterligare belastningar eller till och med förlora stabiliteten.

Frågor och svar:

Vad gör kolvar i en motor? I cylindrarna utför de fram- och återgående rörelser på grund av förbränningen av luft-bränsleblandningen och påverkan på veven från intilliggande kolvar som rör sig nedåt.

Vilken typ av kolvar finns det? Med symmetriska och asymmetriska kjolar med olika bottentjocklekar. Det finns kolvar med kontrollerad expansion, automatisk termisk, autotermatic, duoterm, med bafflar, med en fasad kjol, Evotec, smidd aluminium.

Vilka är designegenskaperna för kolven? Kolvar skiljer sig inte bara i form, utan också i antalet spår för installation av O-ringar. Kolvkjolen kan vara avsmalnande eller tunnformad.