冰活塞。 設備和目的
在發動機氣缸中燃燒的燃料混合物釋放熱能。 然後它變成使曲軸旋轉的機械動作。 這個過程的關鍵元素是活塞。
這個細節並不像乍看起來那麼原始。 將他視為一個簡單的推動者將是一個很大的錯誤。
活塞位於氣缸中，它在氣缸內往復運動。
В ходе продвижения в сторону верхней мертвой точки (ВМТ) поршень сжимает горючую смесь. В бензиновом ДВСе она воспламеняется при помощи в момент, близкий к максимальному давлению. В дизеле воспламенение происходит непосредственно из-за сильного сжатия.
在燃燒過程中形成的氣體壓力增加，將活塞推向相反的方向。 與活塞連接的連桿與活塞一起移動，從而使其旋轉。 因此壓縮氣體的能量轉化為扭矩，通過變速器傳遞到汽車的車輪上。
在燃燒過程中，氣體的溫度達到 2 度。 由於燃燒是爆炸性的，活塞會受到強烈的衝擊載荷。
極端負載和近乎極端的操作條件對其製造所用的設計和材料有特殊要求。
在設計活塞時，有許多要點需要考慮：
- 需要確保較長的使用壽命，從而最大限度地減少零件的磨損；
- 防止活塞在高溫運行中燒毀；
- 確保最大程度的密封以防止氣體突破；
- 盡量減少因摩擦造成的損失；
- 確保高效冷卻。
活塞材料必須具有許多特定屬性：
- 顯著的力量；
- 最大可能的熱導率；
- 耐熱性和承受溫度突然變化的能力；
- 熱膨脹係數應小，並儘可能接近氣缸的相應係數，以保證良好的密封性；
- 耐腐蝕性能;
- 減摩性能；
- 低密度，使零件不會太重。
由於尚未創建理想地滿足所有這些要求的材料，因此必須使用折衷選項。 用於內燃機的活塞由灰口鑄鐵和帶有矽（矽鋁）的鋁合金製成。 在柴油發動機的複合活塞中，頭部恰好是由鋼製成的。
鑄鐵具有相當的強度和耐磨性，能很好地耐受強熱，具有抗摩擦性能和熱膨脹小。 但由於導熱係數低，鑄鐵活塞可以加熱到 400°C。 在汽油發動機中，這是不可接受的，因為它會導致提前點火。
因此，在大多數情況下，用於汽車內燃機的活塞是由至少含有 13% 矽的矽鋁通過沖壓或鑄造製成的。 純鋁不適合，因為它在加熱時膨脹太多，這會導致摩擦和磨損增加。 這些可能是您在可疑地點購買備件時可能遇到的假貨。 為了防止這種情況發生，請聯繫可靠的人。
鋁合金活塞重量輕，導熱性好，使其發熱不超過250℃。 這非常適合使用汽油運行的內燃機。 矽鋁的減摩性能也相當不錯。
同時，這種材料也不是沒有缺點。 隨著溫度的升高，它變得不那麼耐用。 並且由於加熱時顯著的線性膨脹，必須採取額外的措施來保持頭部周邊的密封，而不是減少壓縮。
該部分呈玻璃狀，由頭部和導向部（裙部）組成。 在頭部，反過來，可以區分底部和密封部分。
底部
它是活塞的主要工作表面，它感知膨脹氣體的壓力。 其表面取決於裝置的類型、噴嘴、蠟燭、閥門和特定 CPG 設備的位置。 對於使用汽油的 ICE，它被製成平坦或凹形並帶有額外的切口以避免閥門缺陷。 凸底增加了強度，但增加了熱傳遞，因此很少使用。 凹面允許您組織一個小型燃燒室並提供高壓縮比，這在柴油機中尤為重要。
密封件
這是頭部的側面。 活塞環的凹槽圍繞圓周製成。
壓縮環起到密封的作用，防止壓縮氣體洩漏，刮油器將潤滑劑從壁上清除，防止其進入燃燒室。 油通過凹槽中的孔在活塞下方流動，然後返回油底殼。
底部邊緣和上環之間的側面部分稱為火區或熱區。 體驗最大熱效應的是他。 為了防止活塞燒壞，這條皮帶做得足夠寬。
導向部分
不允許活塞在往復運動中翹曲。
為了補償熱膨脹，裙部做成曲線形或錐形。 在側面，通常應用減摩塗層。
裡面有凸台 - 兩個帶有活塞銷孔的流入孔，頭部放在上面。
在側面，在凸台的區域，做了小壓痕，以防止熱變形和劃傷的發生。
由於活塞的溫度狀態非常緊張，因此其冷卻問題非常重要。
活塞環是主要的散熱方式。 通過它們，至少有一半多餘的熱能被移除，這些熱能被傳遞到氣缸壁，然後傳遞到冷卻夾套。
另一個重要的散熱通道是潤滑。 採用缸內油霧、連桿孔潤滑、油嘴強制噴射等方法。 超過三分之一的熱量可以通過循環油帶走。
此外，部分熱能用於加熱已進入氣缸的可燃混合物的新鮮部分。
環保持氣缸中所需的壓縮量並去除大部分熱量。 它們約佔內燃機所有摩擦損失的四分之一。 因此，活塞環的質量和狀態對於內燃機穩定運行的重要性怎麼強調都不過分。
通常有三個環 - 頂部有兩個壓縮環，底部有一個刮油器。 但是有不同數量的環的選項 - 從兩個到六個。
Канавка верхнего кольца в силуминовом Бывает, что делается со стальной вставкой, повышающей износоустойчивость.
環由特殊等級的鑄鐵製成。 這種環的特點是強度高、彈性好、耐磨、摩擦係數低，並能長時間保持其性能。 鉬、鎢和一些其他金屬的添加使活塞環具有額外的耐熱性。
Новые нуждаются в притирке. Если вы заменили кольца, обязательно некоторое время обкатайте ДВС, избегая напряженных режимов работы. В противном случае не притертые кольца могут перегреться и потерять упругость, а в некоторых случаях даже сломаться. Итогом может стать нарушение уплотнения, потеря мощности, попадание смазки в камеру сгорания, перегрев и прогорание поршня.
