ICE mäntä. Laite ja tarkoitus

Moottorin sylinterissä palava polttoaineseos vapauttaa lämpöenergiaa. Sitten se muuttuu mekaaniseksi toiminnaksi, joka saa kampiakselin pyörimään. Tämän prosessin avainelementti on mäntä.

Tämä yksityiskohta ei ole niin alkeellinen kuin miltä ensi silmäyksellä näyttää. Olisi suuri virhe pitää häntä yksinkertaisena työntäjänä.

Mäntä sijaitsee sylinterissä, jossa se liikkuu edestakaisin.

Kun se liikkuu kohti yläkuolokohtaa (TDC), mäntä puristaa polttoaineseosta. Bensiinipolttomoottorissa se syttyy hetkessä, joka on lähellä maksimipainetta. Dieselmoottorissa syttyminen tapahtuu suoraan korkean puristuksen vuoksi.

Palamisen aikana muodostuvien kaasujen lisääntynyt paine työntää mäntää vastakkaiseen suuntaan. Yhdessä männän kanssa sen kanssa nivelletty yhdystanko liikkuu, mikä saa sen pyörimään. Joten puristettujen kaasujen energia muunnetaan vääntömomentiksi, joka välittyy voimansiirron kautta auton pyörille.

Palamisen aikana kaasujen lämpötila saavuttaa 2 tuhatta astetta. Koska palaminen on räjähdysherkkää, mäntään kohdistuu voimakkaita iskukuormituksia.

Äärimmäiset kuormitukset ja lähes äärimmäiset käyttöolosuhteet vaativat erityisiä vaatimuksia sen suunnittelulle ja valmistuksessa käytetyille materiaaleille.

Mäntejä suunniteltaessa on otettava huomioon useita tärkeitä kohtia:

• tarve varmistaa pitkä käyttöikä ja siten minimoida osan kuluminen;
• estää männän palamisen korkeassa lämpötilassa;
• varmista maksimaalinen tiivistys kaasun läpimurron estämiseksi;
• minimoida kitkasta johtuvat häviöt;
• varmistaa tehokkaan jäähdytyksen.

Männän materiaalilla on oltava useita erityisiä ominaisuuksia:

• merkittävä vahvuus;
• suurin mahdollinen lämmönjohtavuus;
• lämmönkestävyys ja kyky kestää äkillisiä lämpötilan muutoksia;
• lämpölaajenemiskertoimen tulee olla pieni ja mahdollisimman lähellä vastaavaa sylinterin kerrointa hyvän tiivistyksen varmistamiseksi;
• korroosionkestävyys;
• kitkaa estävät ominaisuudet;
• pieni tiheys, jotta osa ei ole liian painava.

Koska kaikki nämä vaatimukset ihanteellisesti täyttävää materiaalia ei ole vielä luotu, on käytettävä kompromissivaihtoehtoja. Polttomoottoreiden männät on valmistettu harmaasta valuraudasta ja alumiiniseoksista, joissa on piitä (silumin). Dieselmoottoreiden komposiittimännissä tapahtuu, että pää on valmistettu teräksestä.

Valurauta on melko vahvaa ja kulutusta kestävää, kestää hyvin voimakasta lämpöä, sillä on kitkaa estäviä ominaisuuksia ja pieni lämpölaajeneminen. Mutta alhaisen lämmönjohtavuuden vuoksi valurautamäntä voi lämmetä jopa 400 °C:seen. Bensiinimoottorissa tätä ei voida hyväksyä, koska se voi aiheuttaa esisytytyksen.

Siksi useimmissa tapauksissa autojen polttomoottoreiden männät valmistetaan leimaamalla tai valamalla silumiinista, joka sisältää vähintään 13 % piitä. Puhdas alumiini ei sovellu, koska se laajenee liikaa kuumennettaessa, mikä lisää kitkaa ja hankausta. Nämä voivat olla väärennöksiä, joihin voit törmätä ostaessasi varaosia arveluttavista paikoista. Jotta näin ei tapahdu, ota yhteyttä luotettaviin.

Alumiiniseosmäntä on kevyt ja johtaa hyvin lämpöä, joten sen lämmitys ei ylitä 250 °C. Tämä sopii varsin hyvin bensiinillä käyviin polttomoottoreihin. Silumiinin kitkanesto-ominaisuudet ovat myös melko hyvät.

Samaan aikaan tämä materiaali ei ole ilman haittoja. Lämpötilan noustessa siitä tulee vähemmän kestävä. Ja koska lämmitettäessä tapahtuu huomattava lineaarinen laajeneminen, on ryhdyttävä lisätoimenpiteisiin tiivisteen säilyttämiseksi pään kehän ympärillä eikä puristuksen vähentämiseksi.

Tämä osa on lasin muotoinen ja koostuu päästä ja ohjausosasta (hame). Päässä puolestaan ​​on mahdollista erottaa pohja ja tiivisteosa.

pohja

Se on männän päätyöpinta, se havaitsee laajenevien kaasujen paineen. Sen pinta määräytyy yksikön tyypin, suuttimien, kynttilöiden, venttiilien sijainnin ja tietyn CPG-laitteen mukaan. Bensiiniä käyttäville ICE-koneille se tehdään tasaiseksi tai koveraksi lisäaukoilla venttiilivirheiden välttämiseksi. Kupera pohja lisää lujuutta, mutta lisää lämmönsiirtoa, ja siksi sitä käytetään harvoin. Koveralla voit järjestää pienen palotilan ja tarjota korkean puristussuhteen, mikä on erityisen tärkeää dieselkoneissa.

Tiivisteosa

Tämä on pään puoli. Sen kehän ympärille tehdään urat männänrenkaille.

Puristusrenkaat toimivat tiivisteenä ja estävät painekaasujen vuotamisen, ja öljykaapijat poistavat voiteluaineen seinästä, estäen sitä pääsemästä palotilaan. Öljy virtaa männän alle urassa olevien reikien kautta ja palaa sitten öljypohjaan.

Pohjan reunan ja ylemmän renkaan välistä sivupuolen osaa kutsutaan palo- tai lämpövyöhykkeeksi. Hän kokee suurimman lämpövaikutuksen. Männän palamisen estämiseksi tämä hihna on tehty riittävän leveäksi.

Opas osa

Ei anna männän vääntyä edestakaisen liikkeen aikana.

Lämpölaajenemisen kompensoimiseksi hame tehdään kaarevaksi tai kartiomaiseksi. Sivulle levitetään yleensä kitkaa estävä pinnoite.

Sisällä on ulokkeet - kaksi sisäänvirtausta, joissa on reikiä männän tapille, joihin pää laitetaan.

Sivuilla, ulokkeiden alueella, on tehty pieniä syvennyksiä lämpömuodonmuutosten ja naarmuuntumisen estämiseksi.

Koska männän lämpötila on erittäin rasittava, sen jäähdytys on erittäin tärkeä.

Männänrenkaat ovat tärkein tapa poistaa lämpöä. Niiden kautta poistetaan vähintään puolet ylimääräisestä lämpöenergiasta, joka siirtyy sylinterin seinämään ja sitten jäähdytysvaippaan.

Toinen tärkeä jäähdytyselementtikanava on voitelu. Käytetään öljysumua sylinterissä, voitelua kiertokangessa olevan reiän kautta, pakkoruiskutusta öljysuuttimella ja muita menetelmiä. Yli kolmasosa lämmöstä voidaan poistaa kierrättämällä öljyä.

Lisäksi osa lämpöenergiasta kuluu sylinteriin joutuneen palavan seoksen tuoreen osan lämmittämiseen.

Renkaat ylläpitävät halutun määrän puristusta sylintereissä ja poistavat leijonan osan lämmöstä. Ja ne muodostavat noin neljänneksen kaikista polttomoottorin kitkahäviöistä. Siksi männänrenkaiden laadun ja kunnon merkitystä polttomoottorin vakaalle toiminnalle voidaan tuskin yliarvioida.

Yleensä on kolme rengasta - kaksi puristusrengasta ylhäällä ja yksi öljykaavin pohjassa. Mutta on olemassa vaihtoehtoja, joissa on eri määrä soittoja - kahdesta kuuteen.

Ylärenkaan ura silumiinissa Tapahtuu, että se tehdään teräksellä, joka lisää kulutuskestävyyttä.

Renkaat on valmistettu erikoislaatuisesta valuraudasta. Tällaisille renkaille on ominaista korkea lujuus, elastisuus, kulutuskestävyys, alhainen kitkakerroin ja ne säilyttävät ominaisuutensa pitkään. Molybdeenin, volframin ja joidenkin muiden metallien lisäykset antavat männänrenkaille lisää lämmönkestävyyttä.

Uudet kaipaavat hiomista. Jos olet vaihtanut renkaat, muista käyttää polttomoottoria jonkin aikaa välttäen intensiivisiä käyttöolosuhteita. Muuten irrotetut renkaat voivat ylikuumentua ja menettää joustavuutta ja joissain tapauksissa jopa rikkoutua. Seurauksena voi olla tiivistevika, tehon menetys, voiteluaineen pääsy palotilaan, ylikuumeneminen ja männän palaminen.