En kolv är en del av en bilmotor. Enhet, byte, kolvinstallation

2024 Författare: Erin Ralphs | [email protected]. Senast ändrad: 2024-02-19 18:28

Kolven är ett av delarna i vevmekanismen, på vilken funktionsprincipen för många förbränningsmotorer är baserad. Den här artikeln diskuterar designen och funktionerna hos dessa delar.

Definition

En kolv är en del som utför fram- och återgående rörelser i en cylinder och säkerställer omvandlingen av gastrycket till mekaniskt arbete.

Destination

Med deltagande av dessa delar realiseras motorns termodynamiska process. Eftersom kolven är ett av elementen i vevmekanismen, uppfattar den trycket som produceras av gaserna och överför kraften till vevstaken. Dessutom säkerställer den tätningen av förbränningskammaren och avlägsnande av värme från den.

Design

Kolven är en tredelad del, det vill säga dess design inkluderar tre komponenter som utför olika funktioner, och två delar: huvudet, som kombinerar botten och tätningsdelen, och styrdelen, representerad av kjol.

Bottom

Kan ha olikaform beroende på många faktorer. Till exempel bestäms konfigurationen av botten av kolvarna i en förbränningsmotor av platsen för andra strukturella element, såsom munstycken, ljus, ventiler, formen på förbränningskammaren, egenskaperna hos de processer som sker i den, motorns övergripande design, etc. I alla fall bestämmer det funktionerna i driften.

Det finns två huvudtyper av kolvkronakonfiguration: konvex och konkav. Den första ger större styrka, men försämrar konfigurationen av förbränningskammaren. Med en konkav botten har förbränningskammaren tvärtom en optimal form, men kolavlagringar deponeras mer intensivt. Mindre vanligt (i tvåtaktsmotorer) finns det kolvar med en botten representerad av ett reflektorutsprång. Detta är nödvändigt vid blåsning för riktad rörelse av förbränningsprodukter. Delar av bensinmotorer har vanligtvis en platt eller nästan platt botten. Ibland har de spår för att öppna ventilerna helt. I motorer med direktinsprutning kännetecknas kolvarna av en mer komplex konfiguration. I dieselmotorer kännetecknas de av närvaron av en förbränningskammare i botten, vilket ger bra virvel och förbättrar blandningsbildningen.

De flesta kolvar är enkelsidiga, även om det även finns dubbelsidiga versioner som har två bottnar.

Avståndet mellan den första kompressionsringens spår och botten kallas kolvens avfyrningszon. Värdet på dess höjd är mycket viktigt, vilket är olika för delar gjorda av olika material. I alla fall höjden på ringen av eld bortomgränserna för det lägsta tillåtna värdet kan leda till utbränning av kolven och deformation av sätet på den övre kompressionsringen.

Tätningsdel

Här är oljeskrapa och kompressionsringar. För delar av den första typen har kanalerna genomgående hål för oljan som avlägsnas från cylinderns yta för att komma in i kolven, varifrån den kommer in i oljetråget. Vissa har en fälg av rostfritt stål med ett spår för den övre kompressionsringen.

Kolvringar, gjorda av gjutjärn, tjänar till att skapa en tät passning mellan kolven och cylindern. Därför är de källan till den största friktionen i motorn, vars förluster uppgår till 25 % av de totala mekaniska förlusterna i motorn. Antalet och placeringen av ringar bestäms av motorns typ och syfte. De vanligaste är 2 kompressionsringar och 1 oljeskraparring.

Kompressionsringar utför uppgiften att förhindra att gaser kommer in i vevhuset från förbränningskammaren. De största belastningarna faller på den första av dem, därför är spåret i vissa motorer förstärkt med en stålinsats. Kompressionsringar kan vara trapetsformade, koniska, tunnformade. Några av dem har en utskärning.

Oljeskrapan tjänar till att ta bort överflödig olja från cylindern och hindrar den från att komma in i förbränningskammaren. Den har hål för detta. Vissa varianter har en fjäderexpanderare.

Guide del (kjol)

Har en tunnformad (krökt) eller konisk form för att kompensera för termisk expansion. På hennedet finns två klackar för kolvtappen. I dessa områden har kjolen den största massan. Dessutom observeras de största temperaturdeformationerna under uppvärmning. Olika åtgärder används för att minska dem. Det kan finnas en oljeskraparring längst ner på kjolen.

För att överföra kraft från kolven eller till den, används oftast en vev eller en stång. Kolvtappen tjänar till att ansluta denna del till dem. Den är gjord av stål, har en rörform och kan installeras på flera sätt. Oftast används ett flytande finger, som kan roteras under drift. För att förhindra förskjutning är den fixerad med låsringar. Styv fastsättning används mycket mindre ofta. Stången fungerar som en guide i vissa fall och ersätter kolvkjolen.

Materials

Motorkolven kan vara sammansatt av olika material. I vilket fall som helst måste de ha sådana egenskaper som hög hållfasthet, god värmeledningsförmåga, antifriktionsegenskaper, korrosionsbeständighet och låg linjär expansionskoefficient och densitet. För tillverkning av kolvar används aluminiumlegeringar och gjutjärn.

Gjutjärn

Den har hög hållfasthet, slitstyrka och låg linjär expansionskoefficient. Den senare egenskapen gör det möjligt för sådana kolvar att arbeta med snäva spelrum, varigenom god cylindertätning uppnås. Men på grund av den betydande specifika vikten används gjutjärnsdelar endast i de motorer där de fram- och återgående massorna har kraftertröghet, som inte utgör mer än en sjättedel av tryckkrafterna på botten av gaskolven. Dessutom, på grund av låg värmeledningsförmåga, når uppvärmningen av botten av gjutjärnsdelar under motordrift 350-450 ° C, vilket är särskilt oönskat för förgasar alternativ, eftersom det leder till glödtändning.

Aluminium

Detta material används oftast för kolvar. Detta beror på den låga specifika vikten (aluminiumdelar är 30 % lättare än gjutjärnsdelar), höga värmeledningsförmåga (3-4 gånger högre än gjutjärns), vilket säkerställer att botten värms upp till högst 250 ° C, vilket gör det möjligt att öka kompressionsförhållandet och ge bättre fyllning av cylindrar, och höga antifriktionsegenskaper. Samtidigt har aluminium en linjär expansionskoefficient som är 2 gånger större än den för gjutjärn, vilket tvingar fram stora luckor med cylinderväggarna, det vill säga dimensionerna på aluminiumkolvar är mindre än gjutjärns för identiska cylindrar. Dessutom har sådana delar lägre hållfasthet, särskilt när de värms upp (vid 300 ° C minskar den med 50-55%, medan för gjutjärn - med 10%).

För att minska friktionsgraden är kolvarnas väggar belagda med ett antifriktionsmaterial, som används som grafit och molybdendisulfid.

Värme

Som nämnts, under motordrift kan kolvarna värmas upp till 250-450 °C. Därför är det nödvändigt att vidta åtgärder som syftar till att både minska uppvärmningen och kompensera för den termiska expansionen som orsakas av den.detaljer.

För att kyla kolvarna används olja, som tillförs inuti dem på olika sätt: de skapar en oljedimma i cylindern, sprejar den genom ett hål i vevstaken eller med ett munstycke, sprutar in den i cylindern. ringformig kanal, cirkulera genom den rörformade spolen i kolvens botten.

För att kompensera för temperaturdeformationer i tidvattenområdena vänds kjolarna på båda sidor av metallen 0,5-1,5 mm djupa i form av U- eller T-formade slitsar. En sådan åtgärd förbättrar dess smörjning och förhindrar uppkomsten av skåror från temperaturdeformationer, därför kallas dessa fördjupningar kylskåp. De används i kombination med en konisk eller tunnformad kjol. Detta kompenserar för dess linjära expansion på grund av det faktum att kjolen vid uppvärmning antar en cylindrisk form. Dessutom används kompensationsinsatser så att kolvdiametern får begränsad termisk expansion i vevstakens svängplan. Det är också möjligt att isolera den styrdel från huvudet som upplever mest värme. Slutligen får kjolens väggar fjädrande egenskaper genom att applicera ett snedsnitt längs hela dess längd.

Produktionsteknik

Enligt tillverkningsmetoden är kolvarna indelade i gjutna och smidda (stämplade). Delar av den första typen används på de flesta bilar, och att ersätta kolvar med smidda används vid trimning. Smidda alternativ kännetecknas av ökad styrka och hållbarhet, samt lägre vikt. Därför ökar installationen av kolvar av denna typ motorns tillförlitlighet och prestanda. Detta är särskilt viktigt för motorer som arbetar under förhållanden med ökadelaster, medan gjutna delar räcker för dagligt bruk.

Application

Kolven är en multifunktionell del. Därför används den inte bara i motorer. Till exempel finns det en bromsokkolv, eftersom den fungerar på ett liknande sätt. Vevmekanismen används också på vissa modeller av kompressorer, pumpar och annan utrustning.