Princip činnosti pístu. Jak funguje píst ve spalovacím motoru? Účel a typy pístů

• zajišťuje přenos mechanických sil na ojnici;
• je zodpovědný za utěsnění spalovací komory paliva;
• zajišťuje včasné odvádění přebytečného tepla ze spalovací komory

Práce pístu probíhá v obtížných a v mnoha ohledech nebezpečných podmínkách - při zvýšených teplotách a zvýšeném zatížení, proto je zvláště důležité, aby se písty pro motory vyznačovaly účinností, spolehlivostí a odolností proti opotřebení. Proto se na jejich výrobu používají lehké, ale odolné materiály – žáruvzdorný hliník nebo slitiny oceli. Písty se vyrábějí dvěma způsoby - litím nebo lisováním.

Konstrukce pístu

Píst motoru má poměrně jednoduchou konstrukci, která se skládá z následujících částí:

Volkswagen AG

1. Hlava pístu ICE
2. pístní čep
3. Pojistný kroužek
4. Šéf
5. ojnice
6. Ocelová vložka
7. Kompresní kroužek jedna
8. Druhý kompresní kroužek
9. Kroužek na stírání oleje

Konstrukční vlastnosti pístu ve většině případů závisí na typu motoru, tvaru jeho spalovací komory a druhu použitého paliva.

Dno

Dno může mít jiný tvar v závislosti na funkcích, které plní - ploché, konkávní a konvexní. Konkávní tvar dna zajišťuje efektivnější provoz spalovací komory, což však přispívá k většímu množství usazenin při spalování paliva. Konvexní tvar dna zlepšuje výkon pístu, ale zároveň snižuje účinnost spalovacího procesu palivové směsi v komoře.

Pístní kroužky

Pod dnem jsou speciální drážky (drážky) pro instalaci pístních kroužků. Vzdálenost ode dna k prvnímu kompresnímu kroužku se nazývá vypalovací zóna.

Pístní kroužky jsou zodpovědné za spolehlivé spojení mezi válcem a pístem. Poskytují spolehlivou těsnost díky těsnému uchycení ke stěnám válce, které je doprovázeno procesem intenzivního tření. Motorový olej se používá ke snížení tření. Pístní kroužky jsou vyrobeny z litiny.

Počet pístních kroužků, které mohou být instalovány do pístu, závisí na typu použitého motoru a jeho účelu. Často jsou instalovány systémy s jedním stíracím kroužkem oleje a dvěma kompresními kroužky (prvním a druhým).

Kroužek na stírání oleje a kompresní kroužky

Kroužek na stírání oleje zajišťuje včasné odstranění přebytečného oleje z vnitřních stěn válce a kompresní kroužky zabraňují pronikání plynů do klikové skříně.

Kompresní kroužek, umístěný jako první, přijímá většinu setrvačných zatížení během provozu pístu.

Pro snížení zatížení u mnoha motorů je v prstencové drážce instalována ocelová vložka, která zvyšuje pevnost a stupeň stlačení kroužku. Kroužky kompresního typu mohou být vyrobeny ve formě lichoběžníku, sudu, kužele, s výřezem.

Škrabka oleje je ve většině případů vybavena mnoha otvory pro vypouštění oleje, někdy s pružinovým expandérem.

pístní čep

Jedná se o trubkovou část, která je zodpovědná za spolehlivé spojení pístu s ojnicí. Vyrobeno z ocelové slitiny. Při instalaci pístního čepu do nálitků je pevně upevněn speciálními přídržnými kroužky.

Píst, pístní čep a kroužky spolu tvoří tzv. pístovou skupinu motoru.

Sukně

Vodicí část pístového zařízení, která může být vyrobena ve formě kužele nebo válce. Plášť pístu je vybaven dvěma nálitky pro připojení k pístnímu čepu.

Pro snížení ztrát třením se na povrch obruby nanáší tenká vrstva antifrikčního činidla (často se používá grafit nebo disulfid molybdeničitý). Spodní část sukně je opatřena kroužkem na stírání oleje.

Povinným procesem pro provoz pístového zařízení je jeho chlazení, které lze provést následujícími způsoby:

• stříkání oleje skrz otvory v ojnici nebo trysce;
• pohyb oleje podél cívky v hlavě pístu;
• dodávání oleje do oblasti kroužků přes prstencový kanál;
• olejová mlha

Těsnicí část

Těsnicí část a dno jsou spojeny ve formě hlavy pístu. V této části zařízení jsou pístní kroužky - škrabka oleje a komprese. Kanály pro kroužky mají malé otvory, kterými použitý olej vstupuje do pístu a poté proudí do klikové skříně.

Obecně je píst spalovacího motoru jednou z nejvíce zatěžovaných částí, která je vystavena silným dynamickým a zároveň tepelným účinkům. To klade zvýšené požadavky jak na materiály použité při výrobě pístů, tak na kvalitu jejich výroby.

Motor každého moderního stroje se vyznačuje vysokou složitostí konstrukce a velkým množstvím součástí. Navzdory tak vysoké složitosti je princip fungování spalovacího motoru založen na základních konceptech, které jsou relevantní pro vůz jakékoli třídy a roku výroby. V tomto článku se podíváme na jeden z klíčových prvků – píst spalovacího motoru – a povíme si, k čemu slouží a z čeho se skládá.

Struktura

Píst čtyřdobého motoru má poměrně složitou strukturu, a proto celé zařízení obsahuje několik základní části. To vám umožní poskytnout stroji optimální technické vlastnosti a také učinit čtyřtaktní motor odolnější vůči namáhání, a proto trvanlivý.

Hlavní částí, která tvoří píst čtyřdobého spalovacího motoru, je jeho dno. Dno má o něco menší průměr než průměr válce, což je vysvětleno přítomností kompresních a olejových stíracích kroužků. Dno pístu libovolného průměru může mít jiný tvar a popis. Může tedy mít konkávní tvar a samotné vybrání může mít jinou konfiguraci.

Hlavním účelem dna v pístovém zařízení v konstrukci čtyřdobého motoru je interakce s palivovými parami, které při spalování tlačí píst a uvádějí jej do pohybu po celou dobu provozu. Tvar dna v pístu 4-taktního motoru je dán velkým množstvím faktorů. Obvykle záleží na počtu svíček, výkonu, průměru pístu a mnoha dalších nuancích.

Kromě dna je v pístu, bez ohledu na to, kolik milimetrů má v průměru, vždy těsnicí část, která zahrnuje zařízení, jako jsou kompresní a olejové stírací kroužky. Kompresní kroužky se vkládají do speciálních opracovaných drážek, které se průměrem mírně liší od průměru hlavy pístu. Jejich úkolem je nedovolit smíchání použité a čerstvé směsi a také udržovat tlak při spalování paliva.

Jaký je účel kompresních kroužků? Kompresní kroužky v pístu 4-taktního motoru jsou nezbytné, aby účinnost motoru byla maximální a veškerá energie spáleného paliva směřovala do pohybu pístu. Z tohoto důvodu jsou kladeny vážné a přísné požadavky na materiály, ze kterých jsou takové kroužky vyrobeny ve čtyřdobém motoru.

Kromě komprese je píst čtyřdobého motoru nutně vybaven takovými strukturami, jako jsou kroužky na stírání oleje, které mají o něco větší průměr než samotný píst. Jsou nezbytné k tomu, aby mazivo, které neustále cirkuluje v motoru, aby se zabránilo tření a přehřívání, zůstalo na třecích plochách ve správném množství a nehromadilo se ve spalovacím prostoru. Díky tomu je zabráněno usazování uhlíku v oleji a spotřeba maziv je drasticky snížena.

Jak to funguje?

Zdvih čtyřdobého motoru je cyklus, během kterého klikový hřídel motoru udělá jednu úplnou otáčku. Během této doby palivová směs, která je přiváděna karburátorem nebo vstřikovačem, zcela vyhoří a je vypuštěna do výfukového potrubí, kde prochází tlumičem a rozptyluje se do okolí.

Zdvih pístu je charakterizován výhradně pohybem nahoru a dolů. Tento stav se týká čtyřdobých a všech ostatních typů motorů. Jak již bylo zmíněno, translační pohyb je způsoben výhradně spalovacími procesy, ke kterým dochází při vysokých teplotách.

Když je zdvih pístu ve svislém směru, otáčí se klikový hřídel, ke kterému je připojen. Z tohoto důvodu konstruktéři a inženýři představili kliku, která umožňuje uvést hřídel do pohybu a přimět ji neustále otáčet koly, zatímco čtyřtaktní motor běží.

Obvykle je klika zavěšena na hlavě pístu: zdvih pístu je dostatečně volný, takže se klika pohybuje v ostrém úhlu vzhledem k ose symetrie a je v neustálém pohybu. Spojovací tyč je malá kovová tyč, která je na obou koncích vybavena vložkami závěsů. Na jedné straně se ojnice pohybuje vzhledem k pístu, který se pohybuje nahoru a dolů.

Z opačného konce je ojnice pohyblivě připevněna ke klikovému hřídeli. Mezi ojnicí a hřídelí jsou tzv. vložky, jejichž zařízení umožňuje přenášení vysoké teploty a neopotřebovávají se ani při špičkovém zatížení. Když přijde čas na opravu, vložky se vymění za nové a před výměnou klikového hřídele může být několik takových cyklů údržby.

Výrobní materiál

Píst čtyřdobého motoru, respektive materiál, ze kterého je vyroben, musí splňovat velké množství požadavků. Materiál musí být například odolný proti silnému teplotnímu přetížení, protože spalování paliva způsobuje silné přehřívání, na které většina stávajících materiálů není připravena.

Kromě toho by takové materiály měly mít nízkou hustotu. To je nutné, aby byl píst co nejlehčí, aby se snížilo zatížení dílů a celková spotřeba paliva.

Jaké materiály splňují takové požadavky a jsou široce používány u čtyřdobých spalovacích motorů? Nejběžnějším takovým materiálem je litina. Vzhledem k tomu, že je relativně levný, odvádí vynikající práci se všemi svými úkoly a odolává vysokým teplotám. Jak ukazuje praxe, zdroj takové části je poměrně vysoký a spolehlivost splňuje všechny požadavky, takže na většině automobilů lze nalézt litinový píst.

Pokrok však nezůstává stát a hliník nahradil litinu, nebo spíše její zvláštní odrůdu. Výhodou tohoto materiálu je, že je znatelně lehčí, ale z hlediska pevnosti není v žádném případě horší než běžná litina. Z tohoto důvodu se na sportovní vozy ve čtyřdobých motorech dávají hliníkové písty. Toto rozhodnutí umožnilo zvýšit výkon, zvýšit zdroje a snížit spotřebu paliva. Stojí za zmínku, že hliníkové písty jsou také často instalovány na běžných civilních vozidlech, což naznačuje jejich zřejmé výhody.

souhrn

Píst motoru je důležitý detail, bez kterého by normální provoz motoru nebyl možný. V tomto ohledu se globální automobilky snaží stávající řešení přiblížit k dokonalosti. To vám umožní dosáhnout lepšího výkonu s vyšším zdrojem, což naznačuje, že pokrok se nezastaví.

Píst zaujímá ústřední místo v procesu přeměny energie paliva na tepelnou a mechanickou energii. Pojďme se bavit o pístech motoru, co to je a jak fungují.

co to je?

Píst je válcová část, která se vratně pohybuje uvnitř válce motoru. Je potřeba změnit tlak plynu mechanická práce, nebo naopak - vratný pohyb při změně tlaku. Tito. přenáší na ojnici sílu vznikající tlakem plynu a zajišťuje plynulost všech cyklů pracovního cyklu. Vypadá jako obrácená sklenice a skládá se ze dna, hlavy, vodící části (sukně).

Benzínové motory používají písty s plochým dnem kvůli snadné výrobě a menšímu zahřívání během provozu. I když některá moderní auta vyrábějí speciální vybrání pro ventily. To je nezbytné, aby se při prasknutí rozvodového řemene písty a ventily nesetkaly a nevyžadovaly vážnou opravu. Dno naftového pístu je vyrobeno s vybráním, které závisí na stupni tvorby směsi a umístění ventilů a vstřikovačů. Při tomto tvaru dna se vzduch lépe mísí s palivem vstupujícím do válce.

Píst je vystaven vysokým teplotám a tlakům. Uvnitř válce se pohybuje vysokou rychlostí. Proto byly zpočátku pro automobilové motory odlévány z litiny. S rozvojem technologie se začal používat hliník, protože. přineslo následující výhody: zvýšení rychlosti a výkonu, menší namáhání dílů, lepší přenos tepla.

Od té doby se výkon motorů mnohonásobně zvýšil. Teplota a tlak ve válcích moderních automobilových motorů (zejména dieselových motorů) se staly takové, že hliník dosáhl své meze pevnosti. Proto v minulé roky takové motory jsou vybaveny ocelovými písty, které s jistotou vydrží zvýšené zatížení. Jsou lehčí než hliník díky tenčím stěnám a nižší kompresní výšce, tzn. vzdálenost ode dna k ose hliníkového čepu. A ocelové písty nejsou lité, ale prefabrikované.

Mimo jiné zmenšení vertikálních rozměrů pístu u stejného bloku válců umožňuje prodloužení ojnic. Tím se sníží boční zatížení dvojice píst-válec, což se pozitivně projeví na spotřebě paliva a životnosti motoru.Nebo bez výměny ojnic a klikového hřídele můžete zkrátit blok válců, odlehčíme tak motoru.

Jaké jsou požadavky?

• Píst, pohybující se ve válci, umožňuje stlačeným plynům, produktu spalování paliva, expandovat a vykonávat mechanickou práci. Proto musí být odolný vůči vysoké teplotě, tlaku plynu a spolehlivě těsnit vrtání válce.
• Musí co nejlépe splňovat požadavky třecí dvojice, aby se minimalizovaly mechanické ztráty a v důsledku toho opotřebení.
• Při zatížení od spalovací komory a reakci ojnice musí odolat mechanickému namáhání.
• Při vratném pohybu vysokou rychlostí by měl co nejméně zatěžovat klikový mechanismus setrvačnými silami.

Hlavní účel

Palivo, hořící v prostoru nad pístem, uvolňuje obrovské množství tepla v každém cyklu motoru. Teplota spalin dosahuje 2000 stupňů. Pohyblivým částem motoru předají pouze část energie, vše ostatní ve formě tepla zahřeje motor. To, co zůstane, spolu s výfukovými plyny poletí do potrubí. Pokud tedy píst nechladíme, po chvíli se roztaví. To je důležitý bod pro pochopení provozních podmínek skupiny pístů.

Zopakujme si to znovu známý faktže tepelný tok směřuje od více zahřátých těles k méně zahřátým.

Nejvíce se zahřívá pracovní tekutina, nebo jinými slovy plyny ve spalovací komoře. Je zcela jasné, že teplo se bude přenášet do okolního vzduchu – nejchladnějšího. Vzduch, mytí chladiče a skříně motoru, ochladí chladicí kapalinu, blok válců a skříň hlavy. Zbývá najít můstek, kterým píst odevzdává své teplo bloku a nemrznoucí směsi. K tomu existují čtyři způsoby.

Tak, první cesta poskytující největší průtok, jsou pístní kroužky. A hraje první zazvonění vedoucí role jak se nachází blíže ke dnu. Toto je nejkratší cesta k chladicí kapalině přes stěnu válce. Kroužky jsou současně přitlačovány jak proti drážkám pístu, tak proti stěně válce. Poskytují více než 50 % tepelného toku.

Druhý způsob je méně zřejmý. Druhou chladicí kapalinou v motoru je olej. Tím, že má přístup k nejvíce zahřátým místům motoru, odvádí olejová mlha pryč a dává olejové vaně značnou část tepla z nejžhavějších míst. V případě použití olejových trysek, které směřují paprsek na vnitřní plochu dna pístu, může podíl oleje na výměně tepla dosáhnout 30 - 40%. Je jasné, že při zatěžování oleje s funkcí chladicí kapaliny musíme dbát na jeho vychladnutí. V opačném případě může přehřátý olej ztratit své vlastnosti. Také čím vyšší je teplota oleje, tím méně tepla může nést.

Třetí způsob. Část tepla je odebírána k ohřevu směsí čerstvého vzduchu a paliva, která vstupuje do válce. Množství čerstvé směsi a množství tepla, které odebírá, závisí na režimu provozu a stupni otevření škrticí klapky. Je třeba poznamenat, že teplo získané při spalování je také úměrné vsázce. Proto je tato chladicí dráha impulzivní; je rychlý a vysoce účinný díky tomu, že teplo je odebíráno ze strany, ze které je ohříván píst.

Vzhledem k jeho většímu významu je třeba věnovat velkou pozornost přenosu tepla pístními kroužky. Je jasné, že pokud tuto cestu zablokujeme, pak je nepravděpodobné, že motor vydrží nějaké dlouhé nucené režimy. Teplota se zvýší, materiál pístu bude "plavat" a motor se zhroutí.

Vzpomeňte si na takovou charakteristiku, jako je komprese. Představme si, že prsten nepřilne po celé délce ke stěně válce. Poté spálené plyny, pronikající do mezery, vytvoří bariéru, která brání přenosu tepla z pístu přes kroužek na stěnu válce. To je stejné, jako kdybyste uzavřeli část radiátoru a zbavili ho možnosti chlazení vzduchem.

Obraz je horší, pokud prsten nemá těsný kontakt s drážkou. V místech, kde mají plyny možnost proudit kolem kroužku drážkou, je pístová část zbavena možnosti chlazení. V důsledku toho dochází k vyhoření a odštípnutí části sousedící s netěsností.

Kolik kroužků potřebujete pro píst? Z mechanického hlediska platí, že čím méně kroužků, tím lépe. Čím užší jsou, tím nižší jsou ztráty ve skupině pístů. S poklesem jejich počtu a výšky se zhoršují podmínky pro chlazení pístu, zvyšuje se tepelný odpor dna - kroužku - stěny válce. Proto je výběr designu vždy kompromisem.

V motorovém zařízení je píst klíčovým prvkem pracovního procesu. Píst je vyroben ve formě kovového dutého skla, umístěného kulovým dnem (hlavou pístu) nahoru. Vodicí část pístu, jinak známá jako plášť, má mělké drážky navržené tak, aby v nich držely pístní kroužky. Účelem pístních kroužků je za prvé zajistit těsnost nadpístového prostoru, kde při chodu motoru dochází k okamžitému spalování směsi benzínu a vzduchu a vzniklý expandující plyn by se po zaoblení pláště nemohl řítit pod pístu. Za druhé, kroužky zabraňují tomu, aby se olej pod pístem dostal do prostoru nad pístem. Kroužky v pístu tedy působí jako těsnění. Spodní (spodní) pístní kroužek se nazývá stírací kroužek oleje a horní (horní) kroužek se nazývá kompresní, to znamená, že poskytuje vysoký stupeň stlačení směsi.

Když palivo-vzduch nebo směs paliva vstupuje do válce z karburátoru nebo vstřikovače, je při pohybu nahoru stlačena pístem a zapálena elektrickým výbojem ze zapalovací svíčky (u vznětového motoru se směs samovznítí v důsledku náhlá komprese). Vzniklé spaliny mají mnohem větší objem než původní palivová směs a při expanzi prudce tlačí píst dolů. Tepelná energie paliva se tedy přeměňuje na vratný (nahoru a dolů) pohyb pístu ve válci.

Dále musíte tento pohyb převést na rotaci hřídele. To se děje následovně: uvnitř pláště pístu je palec, na kterém je upevněna horní část ojnice, ta je otočně upevněna na klice klikového hřídele. Klikový hřídel se volně otáčí na nosných ložiskách, která jsou umístěna v klikové skříni spalovacího motoru. Při pohybu pístu začne ojnice otáčet klikovým hřídelem, ze kterého se točivý moment přenáší na převodovku a - dále přes převodový systém - na hnací kola.

Specifikace motoru Specifikace motoru Při pohybu nahoru a dolů má píst dvě polohy, které se nazývají mrtvé body. Horní úvrať (TDC) je okamžik maximálního zvednutí hlavy a celého pístu nahoru, po kterém se začne pohybovat dolů; dolní úvrať (BDC) - nejnižší poloha pístu, po které se změní směrový vektor a píst se řítí nahoru. Vzdálenost mezi TDC a BDC se nazývá zdvih pístu, objem horní části válce s pístem v TDC tvoří spalovací prostor a maximální objem válce s pístem v BDC se nazývá celkový objem válce. Rozdíl mezi celkovým objemem a objemem spalovací komory se nazývá pracovní objem válce.
Celkový pracovní objem všech válců spalovacího motoru je uveden v Technické specifikace motoru, vyjádřeno v litrech, tak se tomu v běžném životě říká zdvihový objem motoru. Druhou nejdůležitější charakteristikou každého spalovacího motoru je kompresní poměr (SS), definovaný jako podíl dělení celkového objemu objemem spalovací komory. U karburátorových motorů se SS pohybuje od 6 do 14, u dieselových motorů - od 16 do 30. Právě tento ukazatel spolu s velikostí motoru určuje jeho výkon, účinnost a úplnost spalování směsi paliva a vzduchu, což ovlivňuje toxicita emisí při provozu motoru.
Výkon motoru má binární označení - in koňská síla(hp) a v kilowattech (kW). Pro převod jednotek na sebe se použije koeficient 0,735, tedy 1 hp. = 0,735 kW.
Pracovní cyklus čtyřdobého spalovacího motoru je určen dvěma otáčkami klikového hřídele - půl otáčky na zdvih, což odpovídá jednomu zdvihu pístu. Pokud je motor jednoválcový, pak je v jeho provozu pozorována nerovnoměrnost: prudké zrychlení zdvihu pístu při explozivním spalování směsi a jeho zpomalení, když se blíží BDC a dále. Pro zastavení této nerovnosti je na hřídeli mimo skříň motoru instalován masivní kotouč setrvačníku s velkou setrvačností, díky kterému se moment otáčení hřídele v čase stává stabilnější.

Princip činnosti spalovacího motoru
moderní auto, nejčastěji poháněný spalovacím motorem. Takových motorů je mnoho. Liší se objemem, počtem válců, výkonem, rychlostí otáčení, použitým palivem (dieselové, benzinové a plynové spalovací motory). Ale v zásadě se zdá, že zařízení spalovacího motoru.
Jak motor funguje a proč se mu říká čtyřdobý spalovací motor? S vnitřním spalováním rozumím. Palivo hoří uvnitř motoru. A proč 4 cykly motoru, co to je? Ve skutečnosti existují dvoudobé motory. Ale na autech se používají velmi zřídka.
Čtyřdobý motor se nazývá proto, že jeho práci lze rozdělit na čtyři časově stejné části. Píst projde válcem čtyřikrát – dvakrát nahoru a dvakrát dolů. Zdvih začíná, když je píst ve svém nejnižším nebo nejvyšším bodě. Pro motoristy-mechaniky se tomu říká horní úvrať (TDC) a dolní úvrať (BDC).
První zdvih - sací zdvih

První zdvih, známý také jako sání, začíná v TDC (horní úvrať). Pohybem dolů píst nasává směs vzduchu a paliva do válce. K provozu tohoto zdvihu dochází při otevřeném sacím ventilu. Mimochodem, existuje mnoho motorů s více sacími ventily. Jejich počet, velikost, doba strávená v otevřeném stavu může výrazně ovlivnit výkon motoru. Existují motory, u kterých v závislosti na tlaku na plynový pedál dochází k nucenému prodloužení doby otevření sacích ventilů. To se provádí za účelem zvýšení množství nasávaného paliva, které po zapálení zvyšuje výkon motoru. Auto v tomto případě může akcelerovat mnohem rychleji.

Druhý zdvih je kompresní zdvih

Dalším zdvihem motoru je kompresní zdvih. Poté, co píst dosáhne svého nejnižšího bodu, začne stoupat, čímž se stlačí směs, která vstoupila do válce při sacím zdvihu. Palivová směs se stlačí na objem spalovacího prostoru. Co je to za fotoaparát? Volný prostor mezi horní částí pístu a horní částí válce, když je píst v horní úvrati, se nazývá spalovací komora. Při tomto zdvihu motoru jsou ventily zcela uzavřeny. Čím těsněji jsou uzavřeny, tím lepší je komprese. Velká důležitost má v tomto případě stav pístu, válce, pístních kroužků. Pokud jsou velké mezery, nebude dobrá komprese fungovat, a proto bude výkon takového motoru mnohem nižší. Kompresi lze kontrolovat speciálním zařízením. Podle velikosti komprese lze vyvodit závěr o stupni opotřebení motoru.

Třetí cyklus - pracovní zdvih

Třetí cyklus je pracovní, začíná od TDC. Z nějakého důvodu se tomu říká dělník. Koneckonců právě v tomto cyklu dochází k akci, která rozpohybuje auto. V tomto okamžiku přichází na řadu zapalovací systém. Proč se tento systém tak nazývá? Ano, protože je zodpovědný za zapálení palivové směsi stlačené ve válci ve spalovacím prostoru. Funguje to velmi jednoduše - svíčka systému dává jiskru. Abychom byli spravedliví, stojí za zmínku, že jiskra je vydána na zapalovací svíčce několik stupňů předtím, než píst dosáhne horního bodu. Tyto stupně jsou v moderním motoru automaticky regulovány „mozkem“ vozu.
Po zapálení paliva dojde k explozi - prudce zvětší svůj objem a přinutí píst k pohybu dolů. Ventily v tomto zdvihu motoru, stejně jako v předchozím, jsou v zavřeném stavu.

Čtvrtým opatřením je opatření uvolnění

Čtvrtý zdvih motoru, poslední je výfuk. Po dosažení spodního bodu se po pracovním zdvihu začne v motoru otevírat výfukový ventil. Může existovat několik takových ventilů, stejně jako sacích ventilů. Píst při pohybu nahoru tímto ventilem odvádí výfukové plyny z válce - odvětrává jej. Na přesném chodu ventilů závisí stupeň komprese ve válcích, úplné odstranění výfukových plynů a potřebné množství směsi nasávaného vzduchu a paliva.

Po čtvrtém taktu přichází na řadu první. Proces se cyklicky opakuje. A díky čemu dochází k rotaci - chodu spalovacího motoru všechny 4 zdvihy, což způsobuje, že píst stoupá a klesá v kompresním, výfukovém a sacím zdvihu? Faktem je, že ne všechna energie přijatá v pracovním cyklu je směrována do pohybu automobilu. Část energie se spotřebuje na roztočení setrvačníku. A pod vlivem setrvačnosti otáčí klikovým hřídelem motoru a pohybuje pístem během období „nepracovních“ cyklů.

Mechanismus distribuce plynu

Mechanismus distribuce plynu (GRM) je určen pro vstřikování paliva a výfukových plynů ve spalovacích motorech. Samotný mechanismus distribuce plynu je rozdělen na spodní ventil, kdy je vačkový hřídel v bloku válců, a horní ventil. Mechanismus horního ventilu znamená, že vačkový hřídel je umístěn v hlavě válce (hlavě válce). Existují také alternativní mechanismy distribuce plynu, jako je systém časování objímek, desmodromický systém a mechanismus s proměnnou fází.
U dvoudobých motorů se mechanismus distribuce plynu provádí pomocí sacích a výfukových kanálů ve válci. U čtyřdobých motorů je nejběžnější systém horních ventilů, o kterém bude řeč níže.

Časovací zařízení
V horní části bloku válců je umístěna hlava válců (hlava válců) s vačkovým hřídelem, ventily, tlačníky nebo vahadlami. Hnací řemenice vačkového hřídele je vysunuta z hlavy válců. Aby se zabránilo úniku motorového oleje zpod krytu ventilu, je na hrdle vačkového hřídele nainstalováno olejové těsnění. Vlastní víko ventilu je namontováno na těsnění odolném vůči oleji. Rozvodový řemen nebo řetěz je opotřebován na řemenici vačkového hřídele a je poháněn ozubeným kolem klikového hřídele. K napínání řemene slouží napínací kladky, na řetěz napínací „botky“. Typicky rozvodový řemen pohání čerpadlo vodního chlazení, mezihřídel pro zapalovací systém a pohon vysokotlakého čerpadla pro vstřikovací čerpadlo (u dieselových verzí).
Na opačné straně vačkového hřídele může být přímým převodem nebo pomocí řemene poháněn podtlakový posilovač, posilovač řízení nebo alternátor automobilu.

Vačkový hřídel je náprava s obrobenými vačkami. Vačky jsou umístěny podél hřídele tak, že při otáčení jsou v kontaktu se zdvihátkami ventilů stlačovány přesně v souladu s pracovními cykly motoru.
Existují motory se dvěma vačkovými hřídeli (DOHC) a velkým počtem ventilů. Stejně jako v prvním případě jsou řemenice poháněny jediným rozvodovým řemenem a řetězem. Každý vačkový hřídel uzavírá jeden typ sacího nebo výfukového ventilu.
Ventil je stlačován vahadlem (staré verze motorů) nebo tlačníkem. Existují dva typy posunovačů. Prvním jsou tlačníky, kde je mezera regulována podložkami, druhým jsou hydraulické tlačníky. Hydraulický posunovač změkčuje úder do ventilu kvůli oleji, který je v něm. Nastavení mezery mezi vačkou a horní částí tlačníku není nutné.

Princip fungování časování

Celý proces distribuce plynu se redukuje na synchronní otáčení klikového hřídele a vačkového hřídele. Stejně jako otevření sacích a výfukových ventilů při určité poloze pístů.
Pro přesné umístění vačkového hřídele vzhledem ke klikovému hřídeli se používají seřizovací značky. Před nasazením rozvodového řemene se značky spojí a zafixují. Poté se řemen nasadí, řemenice se „uvolní“, načež se řemen napne napínacími kladkami.
Při otevírání ventilu vahadlem se děje toto: vačkový hřídel "jede" na vahadle, které ventil tlačí, po průchodu vačkou se ventil působením pružiny uzavře. Ventily jsou v tomto případě uspořádány ve tvaru V.
Pokud se v motoru používají tlačné prvky, pak je vačkový hřídel během otáčení umístěn přímo nad tlačnými zařízeními a přitlačuje na ně své vačky. Výhodou takového časování je nízká hlučnost, nízká cena, udržovatelnost.
U řetězového motoru je celý proces distribuce plynu stejný, pouze při montáži mechanismu se řetěz nasadí na hřídel spolu s řemenicí.

klikový mechanismus

Klikový mechanismus (dále zkráceně KShM) je mechanismus motoru. Hlavním účelem klikového hřídele je převádět vratné pohyby válcového pístu na rotační pohyby klikového hřídele u spalovacího motoru a naopak.

Zařízení KShM
Píst

Píst má tvar válce z hliníkových slitin. Hlavní funkcí této části je převést změnu tlaku plynu na mechanickou práci, nebo naopak natlakování vlivem vratného pohybu.
Píst je dno, hlava a sukně složené dohromady, které plní zcela odlišné funkce. Hlava pístu plochého, konkávního nebo konvexního tvaru obsahuje spalovací komoru. Hlava má vyříznuté drážky, kde jsou umístěny pístní kroužky (kompresní a olejová škrabka). Kompresní kroužky zabraňují průniku plynu do klikové skříně motoru a stírací kroužky pístového oleje pomáhají odstranit přebytečný olej na vnitřních stěnách válce. V plášti jsou dva nálitky, které zajišťují umístění pístního čepu spojujícího píst s ojnicí.

Lisovaná nebo kovaná ocelová (výjimečně titanová) ojnice má otočné klouby. Hlavní úlohou ojnice je přenášet sílu pístu na klikovou hřídel. Konstrukce ojnice předpokládá přítomnost horní a spodní hlavy a také tyče s I-sekcí. Horní hlava a nálitky obsahují otočný („plovoucí“) pístní čep, zatímco spodní hlava je skládací, což umožňuje těsné spojení s čepem hřídele. Moderní technologieřízené dělení spodní hlavy umožňuje vysokou přesnost spojení jejích částí.

Setrvačník je namontován na konci klikového hřídele. Dnes najdou široké uplatnění dvouhmotové setrvačníky, které mají podobu dvou elasticky propojených kotoučů. Ozubený věnec setrvačníku se přímo podílí na spouštění motoru přes startér.

Blok a hlava válců

Blok válců a hlava válců jsou litinové (výjimečně slitiny hliníku). Blok válců má chladicí pláště, lůžka pro ložiska klikového a vačkového hřídele a také upevňovací body pro přístroje a sestavy. Samotný válec funguje jako vodítko pro písty. Hlava válců obsahuje spalovací komoru, vstupní a výstupní kanály, speciální závitové otvory pro zapalovací svíčky, pouzdra a lisovaná sedla. Těsnost spojení bloku válců s hlavou je opatřena těsněním. Kromě toho je hlava válců uzavřena vyraženým krytem a mezi nimi je zpravidla instalováno pryžové těsnění odolné proti oleji.

Obecně píst, vložka válce a ojnice tvoří válec nebo skupinu válec-píst klikového mechanismu. Moderní motory mohou mít až 16 a více válců.

Myslím, že každý motorista s největší pravděpodobností ví, jak píst vypadá. Ale na to, jako pravidlo, znalosti o hlavní část motor a konec. Vyplňte proto mezeru a promluvme si o účelu pístu, jeho konstrukčních vlastnostech a materiálech pro výrobu.

Jak vypadá píst? Komplexní detail. To potvrzuje tuto skutečnost - velmi málo výrobců automobilů samo vyrábí písty a svěřuje to specializovaným výrobcům.

Navíc je hlavním článkem transformačního procesu. chemická energie paliva do tepelného a poté do mechanického.

Píst, řekl bych, je krásný kus válcovitého tvaru, vykonává ve válci úchvatné vratné pohyby, přebírá vysoké teploty a změny tlaku plynu a vše přeměňuje v mechanickou práci.

To znamená, že píst dělá toto:

• přebírá tlak plynů ze spalovacího prostoru a přenáší tento tlak na klikový hřídel motoru;
• zajišťuje tvrdý proces mikrovýbuchů ve válci, přičemž hermeticky izoluje dutinu nad pístem od prostoru pod pístem, zabraňuje pronikání plynů do kráteru a mazacímu oleji ve vstupu do spalovací komory.

Jak vypadá píst? Design

Schéma bylo připraveno na základě materiálů Volkswagen AG

1. hlava pístu;
2. prst;
3. pojistný kroužek;
4. šéfové;
5. hlava ojnice;
6. sukně; ocelová vložka;
7. lichoběžníkový kompresní kroužek;
8. kónický podříznutý kompresní kroužek;
9. kroužek na stírání oleje s pružinovým expandérem

Píst se skládá ze dna, těsnící části s pístními kroužky pro vytvoření stlačení a odvodu oleje a vodící části (pláště).

Ve střední části pístu (oblast pláště) jsou nálitky s otvory pro čep a pojistné kroužky.

Pracovní dno

Víte, jak vypadá píst a jak se tato část jmenuje? Tato část dílu slouží k příjmu síly od tlaku plynu ve spalovací komoře a je tzv pracovní dno . Jeho tvar závisí na geometrii této komory a umístění ventilů.

V případě, že je dno konkávní, tvar spalovací komory připomíná kulový. Tím se zvětší jeho povrch, ale dojde ke zvýšení tvorby sazí a pevnost konkávního dna je nižší než u plochého.

Konvexní dno vytváří spalovací komoru ve tvaru štěrbiny, což vede ke zhoršení procesu víření směsi a ochlazování samotného dna, i když je snížena tvorba uhlíku.

Tento tvar dna navíc snižuje hmotnost pístu při dostatečné pevnosti.

Ploché dno z hlediska výkonu je přechodnou možností mezi dvěma předchozími a je častěji používáno u karburátorových motorů.

U dieselových motorů je rozmanitost tvarů dna ještě větší, liší se v závislosti na kompresním poměru, způsobu tvorby směsi, umístění trysek a mnoha dalších faktorech.

Sektor těsnění

Hlava pístu utěsňuje pohyblivé spojení pístu s válcem díky pístním kroužkům, které jsou instalovány ve speciálních drážkách. V horních drážkách jsou vloženy kompresní kroužky a ve spodních drážkách je vložen kroužek na stírání oleje. V drážce pro stírací kroužek oleje jsou průchozí otvory, kterými je přebytečný olej odváděn do vnitřní dutiny pístu.

Vodicí sukně, šéfové

Část pístu umístěná pod kroužkem na stírání oleje se nazývá plášť pístu a také kufr nebo vodicí část.

Jeho funkcí je držet píst ve správném směru a vnímat boční zatížení.

Na vnitřní straně spodnice jsou přílivy - nálitky, jsou v nich vyvrtány otvory pro pístní čep. A pro jeho fixaci jsou v otvorech obrobeny drážky, pro aretaci prstu s pojistnými kroužky.

Co řeknou hutníci?

Vzhledem k tomu, že díl pracuje v neúnosných podmínkách, jsou na kovy při jeho výrobě kladeny poměrně přísné požadavky:

• aby se snížilo setrvačné zatížení, materiál by měl mít malý specifická gravitace s dostatečnou pevností;
• nízký koeficient tepelné roztažnosti;
• zachování fyzikálních vlastností (pevnosti) při zvýšených teplotách;
• významná tepelná vodivost a tepelná kapacita;
• minimální koeficient tření spárovaný s materiálem stěny válce;
• výrazná odolnost proti opotřebení;
• žádné únavové porušení materiálu při zatížení;
• nízká cena, všeobecná dostupnost a snadnost mechanického i jiného zpracování ve výrobním procesu.

Je jasné, že kov, který plně splňuje uvedené požadavky, prostě neexistuje. U motorů pro hromadné automobily jsou proto písty vyráběny převážně ze dvou materiálů - litiny a slitin hliníku a přesněji ze slitin siluminu obsahujících hliník a křemík.

Litinová varianta

Litina má mnoho výhod, je tvrdá, dobře snáší zvýšené teploty, má optimální odolnost proti opotřebení, má nízký koeficient tření (dvojice litina - litina). A jeho koeficient tepelné roztažnosti je nižší než u hliníkového pístu.

Existují však také nevýhody: nízká tepelná vodivost, proto je teplota dna litinového pístu vyšší než teplota hliníkového protějšku.

Ale hlavní nevýhodou litiny je její významná hustota, což znamená hmotnost. Pro zvýšení výkonu a účinnosti motoru konstruktéři většinou zvyšují otáčky, ale těžké litinové písty to kvůli velkému setrvačnému zatížení neumožňují.

Proto se pro moderní automobilové motory, benzinové i naftové, odlévají hliníkové písty.

Hliníková varianta

Hliník má mnohem nižší hmotnost než litina, ale protože je měkčí, musí se zvětšit tloušťka stěn pístu, v důsledku toho se hmotnost pístu oproti litině sníží pouze o 30 až 40 procent.

Kromě toho má hliník zvýšený koeficient tepelné roztažnosti, takže tepelně stabilizující ocelové desky musí být zataveny do těla součásti a musí být vytvořeny zvětšené mezery.

Hliník má dosti nízký koeficient tření (dvojice: hliník - litina), což je dobré pro chod hliníkových pístů v motorech s litinovým blokem válců nebo litinovými vložkami.

Na moderních motorech německých značek - Audi, Volkswagen, Mercedes nejsou žádné litinové vložky. Tamní hliníkové válce jsou zpracovány speciálním způsobem, takže povrch stěny je velmi tvrdý a má ještě vyšší odolnost proti opotřebení než při instalaci litinových objímek.

A aby se snížilo tření v páru hliník - hliník, provádí se žehlení povrchu sukně. Vyřazení litinových vložek tedy značně snižuje hmotnost bloku válců.

Do slitin křemíku a hliníku, ze kterých jsou vyrobeny písty většiny automobilových motorů, se pro zlepšení výkonu přidává měď, nikl a další kovy.

Písty sériových vozů se vyrábějí odléváním a na nucených motorech se používají výrobky vyrobené lisováním za tepla. To zlepšuje strukturu materiálu - zvyšuje pevnost a odolnost proti opotřebení. Je pravda, že v lisovaném provedení nelze namontovat ocelové termostatické desky.

To je asi vše. Získali jste nezbytné minimální znalosti o tom, jak píst vypadá, jeho konstrukci a provozní podmínky.

Zbývá se o tyto informace podělit s přáteli na sociálních sítích, pozvat je na sklenku čaje a v domácí pohodové atmosféře je pozvat do řad čtenářů našeho blogu.

A také pro vás bude zajímavé vědět o a. Pokračujte, klikněte na odkaz!

Dokud se znovu nepotkáme, přátelé!