ICE klip. Uređaj i svrha

Mješavina goriva koja izgara u cilindru motora oslobađa toplinsku energiju. Zatim se pretvara u mehaničku radnju koja tjera radilicu da se okreće. Ključni element ovog procesa je klip.

Ovaj detalj nije tako primitivan kao što se na prvi pogled čini. Bila bi velika pogreška smatrati ga običnim guračem.

Klip se nalazi u cilindru, gdje se kreće unazad.

Dok se kreće prema gornjoj mrtvoj točki (GMT), klip komprimira smjesu goriva. U benzinskom motoru s unutarnjim izgaranjem pali se u trenutku blizu maksimalnog tlaka. U dizelskom motoru paljenje se događa izravno zbog visoke kompresije.

Povećani tlak plinova koji nastaju tijekom izgaranja gura klip u suprotnom smjeru. Zajedno s klipom pomiče se s njime zglobno spojena klipnjača, što ga čini rotirajućim. Tako se energija komprimiranih plinova pretvara u okretni moment, koji se prenosi kroz prijenos na kotače automobila.

Tijekom izgaranja temperatura plinova doseže 2 tisuće stupnjeva. Budući da je izgaranje eksplozivno, klip je izložen jakim udarnim opterećenjima.

Ekstremna opterećenja i gotovo ekstremni radni uvjeti zahtijevaju posebne zahtjeve za dizajn i materijale koji se koriste za njegovu proizvodnju.

Prilikom projektiranja klipova potrebno je uzeti u obzir nekoliko važnih točaka:

• potreba da se osigura dug životni vijek, a time i da se trošenje dijela svede na minimum;
• spriječiti izgaranje klipa u radu na visokim temperaturama;
• osigurati maksimalno brtvljenje kako bi se spriječio prodor plina;
• minimizirati gubitke uslijed trenja;
• osigurati učinkovito hlađenje.

Materijal klipa mora imati niz specifičnih svojstava:

• značajna snaga;
• najveća moguća toplinska vodljivost;
• otpornost na toplinu i sposobnost podnošenja naglih promjena temperature;
• koeficijent toplinske ekspanzije treba biti mali i biti što bliži odgovarajućem koeficijentu cilindra kako bi se osiguralo dobro brtvljenje;
• otpornost na koroziju;
• antifrikcijska svojstva;
• male gustoće kako dio ne bi bio pretežak.

Budući da materijal koji idealno ispunjava sve ove zahtjeve još nije stvoren, potrebno je koristiti kompromisne opcije. Klipovi za motore s unutarnjim izgaranjem izrađeni su od sivog lijeva i aluminijskih legura sa silicijem (silumin). U kompozitnim klipovima za dizelske motore događa se da je glava izrađena od čelika.

Lijevano željezo je prilično čvrsto i otporno na habanje, dobro podnosi jaku toplinu, ima svojstva protiv trenja i malu toplinsku ekspanziju. Ali zbog niske toplinske vodljivosti, klip od lijevanog željeza može se zagrijati do 400 ° C. U benzinskom motoru to je neprihvatljivo jer može uzrokovati prethodno paljenje.

Stoga se u većini slučajeva klipovi za automobilske motore s unutarnjim izgaranjem izrađuju utiskivanjem ili lijevanjem od silumina koji sadrži najmanje 13% silicija. Čisti aluminij nije prikladan, jer se previše širi kada se zagrijava, što dovodi do povećanog trenja i habanja. To mogu biti krivotvorine na koje možete naići pri kupnji rezervnih dijelova na sumnjivim mjestima. Kako se to ne bi dogodilo, obratite se pouzdanima.

Klip od aluminijske legure je lagan i dobro provodi toplinu, tako da njegovo zagrijavanje ne prelazi 250 °C. Ovo je sasvim prikladno za motore s unutarnjim izgaranjem koji rade na benzin. Svojstva silumina protiv trenja također su prilično dobra.

U isto vrijeme, ovaj materijal nije bez nedostataka. Kako temperatura raste, postaje manje izdržljiv. A zbog značajnog linearnog širenja pri zagrijavanju, moraju se poduzeti dodatne mjere kako bi se očuvalo brtvljenje oko perimetra glave i ne smanjila kompresija.

Ovaj dio ima oblik stakla i sastoji se od glave i dijela za vođenje (suknje). U glavi je pak moguće razlikovati dno i brtveni dio.

dno

To je glavna radna površina klipa, ona percipira pritisak plinova koji se šire. Njegova površina određena je vrstom jedinice, postavljanjem mlaznica, svijeća, ventila i specifičnim CPG uređajem. Za ICE koji koriste benzin, napravljen je ravan ili konkavan s dodatnim izrezima kako bi se izbjegli nedostaci ventila. Konveksno dno daje povećanu čvrstoću, ali povećava prijenos topline i stoga se rijetko koristi. Concave vam omogućuje organiziranje male komore za izgaranje i pružanje visokog omjera kompresije, što je posebno važno u dizelskim jedinicama.

Brtveni dio

Ovo je strana glave. U njemu su po obodu napravljeni utori za klipne prstenove.

Kompresijski prstenovi igraju ulogu brtve, sprječavajući istjecanje komprimiranih plinova, a strugači ulja uklanjaju mazivo sa stijenke, sprječavajući ga da uđe u komoru za izgaranje. Ulje teče ispod klipa kroz rupe u utoru i zatim se vraća u korito ulja.

Dio bočne strane između ruba dna i gornjeg prstena naziva se zona vatre ili topline. On je taj koji doživljava maksimalni toplinski učinak. Kako bi se spriječilo izgaranje klipa, ovaj remen je dovoljno širok.

Vodeći dio

Ne dopušta da se klip savija tijekom povratnog gibanja.

Kako bi se kompenziralo toplinsko širenje, suknja je izrađena krivocrtno ili u obliku stošca. Sa strane se obično nanosi premaz protiv trenja.

U unutrašnjosti su ispupčenja - dva utoka s rupama za osovinicu klipa, na koje se stavlja glava.

Na bočnim stranama, u području izbočina, napravljene su male udubine kako bi se spriječile toplinske deformacije i pojava zarezivanja.

Budući da je temperaturni režim klipa vrlo stresan, vrlo je važno pitanje njegovog hlađenja.

Klipni prstenovi su glavni način za uklanjanje topline. Preko njih se odvodi najmanje polovica viška toplinske energije koja se prenosi na stijenku cilindra, a zatim na rashladni plašt.

Drugi važan kanal hladnjaka je podmazivanje. Koriste se uljna magla u cilindru, podmazivanje kroz otvor na klipnjači, prisilno prskanje uljnom mlaznicom i druge metode. Više od jedne trećine topline može se ukloniti kruženjem ulja.

Osim toga, dio toplinske energije troši se na zagrijavanje svježeg dijela zapaljive smjese koja je ušla u cilindar.

Prstenovi održavaju željenu količinu kompresije u cilindrima i uklanjaju lavovski dio topline. I oni čine oko četvrtinu svih gubitaka zbog trenja u motoru s unutarnjim izgaranjem. Stoga se teško može precijeniti važnost kvalitete i stanja klipnih prstenova za stabilan rad motora s unutarnjim izgaranjem.

Obično postoje tri prstena - dva kompresijska prstena na vrhu i jedan strugač ulja na dnu. Ali postoje opcije s različitim brojem zvona - od dva do šest.

Utor gornjeg prstena u siluminu Događa se da se radi s čeličnim umetkom koji povećava otpornost na habanje.

Prstenovi su izrađeni od posebnih vrsta lijevanog željeza. Takvi prstenovi karakteriziraju visoka čvrstoća, elastičnost, otpornost na habanje, nizak koeficijent trenja i zadržavaju svoja svojstva dugo vremena. Dodaci molibdena, volframa i nekih drugih metala daju dodatnu toplinsku otpornost klipnim prstenovima.

Nove je potrebno brusiti. Ako ste zamijenili prstenove, motor s unutarnjim izgaranjem neka radi neko vrijeme, izbjegavajući intenzivne radne uvjete. U suprotnom, nepreklopljeni prstenovi mogu se pregrijati i izgubiti elastičnost, au nekim slučajevima čak i puknuti. Rezultat može biti kvar brtve, gubitak snage, ulazak maziva u komoru za izgaranje, pregrijavanje i izgaranje klipa.