будова поршня

Будова поршня

Яка будова поршня?

Поршнева група разом з циліндром і головкою блока циліндрів утворює змінний об'єм, в якому відбуваються робочі цикли. Поршень представляє собою металевий стакан, що встановлений в циліндрі з невеликим зазором. Поршень сприймає тиск газів, що розширюються і передає його через поршневий палець і шатун на колінчастий вал. Кеш

Чому поршень виготовляють Еліптичним конусом?

Щоб усунути заклинювання поршня в циліндрі при роботі двигуна, поршень виконують конусним по висоті, еліптичного перерізу, з нерівномірним розподілом маси металу в стінках.

Як позначається розмірність поршневої групи?

Позначення розмірної групи наносять на днище поршня. При складанні група поршня має збігатися з групою гільзи. Поршні сортують на дві розмірні групи за діаметром отвору під поршневий палець і маркують фарбою (чорною або жовтою) на бобишках поршня.

Поршень — Вікіпедія По́ршень або то́лок (рос. поршень; англ. piston; нім. Kolben m, Druckkolben m, Presskolben m) — циліндрична деталь насосів, компресорів, двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), що здійснює зворотно-поступальний рух всередині більшого циліндра, щільно прилягаючи до … See more

Поршневий двигун внутрішнього згоряння

Поршневи́й двигу́н вну́трішнього згоря́ння або просто поршневи́й двигу́н — двигун внутрішнього згоряння, у якому теплова енергія газів, що розширюються і які утворились в результаті згоряння паливо-повітряної суміші у замкненому об'ємі, перетворюється у механічну роботу поступального руху поршня у циліндрі.

Зміст

Загальна інформація [ ред. | ред. код ]

Поступальний рух поршня поршневого двигуна зазвичай перетворюється в обертання колінчастого вала кривошипно-шатунним механізмом.

Поршневий двигун внутрішнього згоряння сьогодні є найпоширенішим тепловим двигуном. Він використовується для приводу засобів наземного, повітряного і водного транспорту, військової, сільськогосподарської та будівельної техніки, електрогенераторів, компресорів, водяних насосів, помп, моторизованого інструменту (бензорізок, газонокосарок, бензопилок) та інших машин, як мобільних, так і стаціонарних, і виробляється у світі щорічно в кількості декількох десятків мільйонів одиниць.

Потужність поршневих двигунів внутрішнього згоряння може бути від декількох ват (двигуни авіа-, мото- та судномоделей) до 75 000 кВт у дизельних суднових двигунів.

Класифікації поршневих двигунів [ ред. | ред. код ]

За видом пального [ ред. | ред. код ]

Як пальне у поршневих двигунах внутрішнього згоряння використовуються:

рідини — бензин, дизельне паливо, спирти, біодизель;
гази — зріджений нафтовий газ, природний газ, водень, газоподібні продукти крекінгу нафти, біогаз;
тверде паливо (вугілля, торф, деревина), з якого виробляється монооксид вуглецю у газогенераторі, що входить до складу паливної системи двигуна.

За кількістю тактів робочого циклу [ ред. | ред. код ]

Повний цикл роботи двигуна складається з послідовності тактів — односпрямованих поступальних ходів поршня. Розрізняють двотактні та чотиритактні двигуни.

За кількістю та розташуванням циліндрів [ ред. | ред. код ]

Кількість циліндрів у різних поршневих двигунах може становити від 1-го до 24-х. За розташуванням циліндрів поршневі двигуни бувають

За особливостями утворення паливо-повітряної суміші і методами її запалювання [ ред. | ред. код ]

За способом утворення паливо-повітряної суміші поділяються на:

За конструктивним виконанням засобів для утворення паливо-повітряної суміші такі двигуни бувають [1] :

карбюраторними — паливо-повітряна суміш готується у карбюраторі та надходить впускними колекторами (патрубками) у циліндри двигуна;
інжекторними з моновпорскуванням (центральне впорскування або одноточкове впорскування) (англ.Single Point injection, Spi; нім.Ein Spritz) — одна форсунка на всі циліндри, розташована, зазвичай, на місці карбюратора (на впускному колекторі). Втратила актуальність через зростання екологічних вимог: починаючи з Євро-3 екологічний стандарт вимагає індивідуального дозування палива для кожного з циліндрів. Система моно вприскування відрізнялась простотою і високою надійністю, перш за все через те, що форсунка розташовується у порівняно комфортному місці у потоці холодного повітря;
інжекторними з розподіленим впорскуванням (багатоточкове впорскування) (англ.multi point injection, MPi) — кожний циліндр обслуговується окремою ізольованою форсункою у впускному колекторі поблизу впускного клапана.

За способом запалювання паливо-повітряної суміші такі двигуни поділяються на:

двигуни із запалюванням від електроіскрового розряду, який виробляється системою запалювання (наприклад, бензиновий двигун чи двигун Гессельмана).
Компресійні карбюраторні двигуни. В них пальне подається разом з повітрям. Зазвичай в основі пального лежить діетиловий етер, рицинова олія та гас). Займання відбувається від стиснення. Ступінь стиску регулюється контрпоршнем, від якого залежить момент спалахування суміші. Компресійні двигуни використовуються головним чином в авіа- та автомоделях. Компресійні карбюраторні двигуни не є дизельними двигунами.
Жарові карбюраторні двигуни. Схожі за принципом роботи до компресійних, але містять свічку розжарення, ступінь нагрівання якої підтримується за рахунок теплоти згоряння пального у попередньому такті. Такі двигуни також потребують особливого складу пального (зазвичай в його основі — метанол, рицинова олія та нітрометан). Використовуються переважно в авіа- та автомоделях;

Двигуни із внутрішнім сумішоутворенням.

Двигуни із внутрішнім сумішоутворенням мають (як у теорії, так і на практиці) вищі ККД та крутний момент за рахунок вищого ступеня стиску. Такі двигуни, у свою чергу, поділяються на:

Дизельні двигуни, що працюють на дизельному пальному. У цих двигунах стисненню в циліндрах піддається лише повітря, при перебуванні поршня поблизу верхньої мертвої точки при такті стиску в камеру згоряння форсункою впорскується дизельне пальне, яке спалахує при контакті з повітрям, що нагрілося від стиснення до декількох сотень градусів Цельсія.
Калоризаторні двигуни, у яких займання паливо-повітряної суміші відбувається від гарячих частин двигуна, зазвичай — днища поршня або головки розжарення. Такі двигуни у минулому (перша половина XX ст.) використовувались у металургії для урухомлення вальцювальних станів та у сільськогосподарській техніці.
Бензинові двигуни з безпосереднім (прямим) впорскуванням, у яких пальне впорскується безпосередньо в циліндр, займання паливо-повітряної суміші відбувається від свічки запалювання.

Існують також двигуни із змішаним сумішоутворенням (газодизельні двигуни), що працюють на суміші природного газу з повітрям. Так як температура запалювання від стиску газо-повітряної суміші становить близько 700 °C (дизельне пальне займається при 320–380 °C), запалювання проводиться впорскуванням через форсунки невеликої кількості дизельного палива.

За видом термодинамічного циклу [ ред. | ред. код ]

В рамках технічної термодинаміки робота поршневих двигунів внутрішнього згоряння у залежності від особливостей їх циклограм описується термодинамічними циклами Отто, Дизеля, Трінклера, Аткінсона або Міллера.

За способом охолодження [ ред. | ред. код ]

Ефективний ККД поршневого ДВЗ не перевищує 60%. Решта теплової енергії розподіляється, в основному, між теплом відпрацьованих газів і нагріванням конструктивних частин двигуна. Оскільки остання частка є суттєвою, поршневі двигуни мають потребу у системі охолодження. Розрізняють такі системи охолодження:

повітряні, що віддають надлишкове тепло у навколишнє повітря через ребристу зовнішню поверхню циліндрів; використовуються у двигунах порівняно невеликої потужності (десятки к.с.), або у потужніших авіаційних двигунах, що працюють у швидкому повітряному потоці;
рідинні, у яких охолоджувальна рідина (вода, олива або антифриз) пропускається через сорочку охолодження (канали у стінках блоку циліндрів), і далі надходить у радіатор охолодження, у якому теплоносій охолоджується зустрічним потоком повітря та/або потоком, що створюється вентилятором.

Механізми та системи поршневих двигунів внутрішнього згоряння [ ред. | ред. код ]

До основних механізмів і систем поршневого двигуна належать:

кривошипно-шатунний механізм;
газорозподільний механізм;
система живлення;
система запалювання;
система охолодження;
система мащення;
впускна система;
випускна система;
система рециркуляції вихлопних газів.
система вентиляції картера.

Основні параметри поршневого двигуна [ ред. | ред. код ]

З роботою поршневого двигуна внутрішньго сгоряння пов'язані такі параметри.

Верхня мертва точка (ВМТ) — положення поршня при максимальному його віддаленні від осі колінчастого вала в момент коли поршень змінює напрямок руху.
Нижня мертва точка (НМТ) — положення поршня при мінімальному його віддаленні від осі колінчастого вала в момент коли поршень змінює напрямок руху.
Радіус кривошипа — відстань від осі корінної шийки колінчастого вала до осі його шатунної шийки.
Хід поршня — відстань між ВМТ та НМТ, що дорівнює подвоєному радіусу кривошипа колінчастого вала. Кожному ходу поршня відповідає повертання колінчастого вала на кут 180° (пів-оберта).
Такт — частина робочого циклу двигуна, що відбувається при русі поршня з одного крайнього положення в інше.
Об'єм камери згоряння — об'єм простору над поршнем, коли він перебуває у ВМТ.
Робочий об'єм циліндра — це об'єм простору, який звільняється при переміщені поршня з ВМТ до НМТ.
Повний об'єм циліндра — об'єм простору над поршнем при перебуванні його В НМТ. Повний об'єм циліндра дорівнює сумі робочого об'єму циліндра і об'єму камери згоряння.
Робочий об'єм двигуна для багатоциліндрових двигунів — це добуток робочого об'єму на кількість циліндрів.
Ступінь стиску — відношення повного об'єму циліндра до об'єму камери згоряння.

Деякі параметри роботи поршневих ДВЗ

Призначення двигуна	Діаметр циліндра мм	Кількість циліндрів	Номінальна потужність кВт	Частота обертання об/хв	Середній ефективний тиск МПа	Питоме споживання пального г/(кВт*год)
легкові автомобілі	60 — 100	2 — 16	20 — 400	4500 — 8500	0,6 — 1	290 — 330
вантажні автомобілі	80 — 130	6 — 12	50 — 350	2200 — 3500	0,6 — 0,8	240 — 260
робочі машини	80 — 150	2 — 12	10 — 500	1800 — 2800	0,6 — 0,8	230 — 250
локомотиви	150 — 300	8 — 16	1000 — 4000	600 — 1500	0,6 — 0,8	210 — 240
судна	200 — 1080	4 — 16	1000 — 80000	85 — 350	1,2 — 1,9	170 — 225

Див. також [ ред. | ред. код ]

Примітки [ ред. | ред. код ]

Джерела [ ред. | ред. код ]

Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю. Ф., Долганов К. Є., Тимченко І. І. Автомобільні двигуни: Підручник. — К.: Арістей, 2006. — 476 с. — ISBN 966-8458-26-5
Двигатели внутреннего сгорания / Под ред. В. Н. Луканина — М.: Высшая школа, 1995. — 953 с.
Двигатели внутреннего сгорания. Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей: учебник / В. П. Алексеев, В. Ф. Воронин, Л. В. Грехов и др.; Под общ. редакцией А. С. Орлина, М. Г. Круглова — М.: Машиностроение, 1990. — 288 с. — ISBN 5-217-00117-9

Посилання [ ред. | ред. код ]

Assembly of Ford Duratec Engine 3D simulation — відео, яке демонструє будову та принцип роботи чотирициліндрового двигуна внутрішнього згоряння
Бен НайтУвеличиваем пробег — стаття про технології, що дозволяють зменшувати споживання палива автомобільними ДВЗ.

Поршень

циліндрична деталь двигунів внутрішнього згоряння, парових машин, насосів, компресорів і т. ін., що робить зворотно-поступальний рух всеред / З Вікіпедії, безкоштовно енциклопедія

Шановний Wikiwand AI, Давайте зробимо це простіше, відповівши на ключові запитання:

Чи можете ви надати найпопулярніші факти та статистику про Поршень?

Підсумуйте цю статтю для 10-річної дитини

По́ршень або то́лок [1] (рос. поршень; англ. piston; нім. Kolben m, Druckkolben m, Presskolben m) — циліндрична деталь насосів, компресорів, двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ), що здійснює зворотно-поступальний рух всередині більшого циліндра, щільно прилягаючи до його стінок і який служить для перетворення зміни тиску газу, пари або рідини в механічну роботу, або навпаки — зворотно-поступального руху у зміну тиску. Перший поршневий ДВС створений французьким інженером Ленуаром в 1861 [2] , до цього поршні застосовувалися в парових машинах і насосах.