A dugattyú az egyik elema forgattyús mechanizmus, amely sok belső égésű motor működési elvén alapul. Ez a cikk ezen alkatrészek kialakítását és tulajdonságait tárgyalja.
A dugattyú olyan alkatrész, amely visszaküldő mozgásokat végez a hengerben, és biztosítja a gáznyomásváltozások mechanikai munkává alakítását.
Ezen részletek részvételével,a motor termodinamikai folyamata. Mivel a dugattyú a forgattyús mechanizmus egyik eleme, érzékeli a gázok által generált nyomást, és továbbítja az erőt a hajtórúdra. Ezenkívül lezárja az égéstér és eltávolítja a hőt belőle.
A dugattyú egy háromrészes rész, vagyis aza szerkezet három különböző funkciójú alkatrészből és két részből áll: a fejből, amelyben az alsó és a tömítő rész kombinálva van, és a vezetőrészből, amelyet a szoknya képvisel.
Attól függően eltérő alakú lehetsok tényező. Például a belső égésű motor dugattyús koronájának konfigurációját más szerkezeti elemek, például injektorok, gyertyák, szelepek elhelyezkedése határozza meg, az égéstér alakja, a benne zajló folyamatok sajátosságai, a motor általános kialakítása stb. Mindenesetre meghatározza a működés jellemzőit.
Az alsó konfigurációnak két fő típusa létezikdugattyúk: domború és homorú. Az előbbi nagyobb szilárdságot biztosít, de rontja az égéstér konfigurációját. Homorú fenékkel az égéstér éppen ellenkezőleg optimális alakú, de a szénlerakódások intenzívebben rakódnak le. Ritkábban (kétütemű motorokban) vannak olyan dugattyúk, amelyek alját reflektornyúlvány képviseli. Ez szükséges az öblítés során az égéstermékek irányított mozgásához. A benzinmotor alkatrészei általában laposak vagy majdnem laposak. Néha hornyokkal rendelkeznek a szelepek teljes kinyitásához. A közvetlen befecskendezéses motoroknál a dugattyúkat összetettebb konfiguráció jellemzi. A dízelmotorokban megkülönböztetik őket az égéstér jelenlététől az alján, amely jó kavarodást biztosít és javítja a keverékképződést.
A legtöbb dugattyú egyoldalas, bár vannak kétoldalas változatok is, amelyek két aljúak.
Az első préselés hornya közötti távolsága gyűrűt és az alját dugattyús tűzövnek nevezik. Magasságának értéke nagyon fontos, ami különböző a különböző anyagokból készült alkatrészeknél. Mindenesetre, ha a tűzgyűrű magassága meghaladja a megengedett legkisebb értéket, az a dugattyú kiégéséhez és a felső nyomógyűrű ülésének deformációjához vezethet.
Itt található az olajkaparó és a kompressziógyűrűk. Az első típus egyes részein a csatornákon átmenő lyukak vannak, amelyekkel a henger felületéről eltávolított olaj beléphet a dugattyúba, ahonnan az olajteknőbe kerül. Némelyikük korrózióálló öntöttvas peremmel rendelkezik, amely a felső nyomógyűrű hornyával rendelkezik.
Öntöttvas dugattyúgyűrűket használnaka dugattyú szorosan illeszkedik a hengerhez. Ezért ezek okozzák a legnagyobb súrlódást a motorban, amely veszteségek a motor összes mechanikai veszteségének 25% -át teszik ki. A gyűrűk számát és elrendezését a motor típusa és célja határozza meg. A leggyakrabban használt 2 kompressziós gyűrű és 1 olajkaparó gyűrű.
A tömörítő gyűrűk elvégzik a feladatotmegakadályozza a gázok belépését a forgattyúházba az égéstérből. A legnagyobb terhelés az elsőre esik, ezért egyes motorok hornyát acélbetéttel erősítik meg. A présgyűrűk lehetnek trapéz alakúak, kúposak, hordó alakúak. Némelyikük kivágással rendelkezik.
Az olajkaparó gyűrű eltávolítja a felesleges olajat a hengerből, és megakadályozza annak bejutását az égéstérbe. Erre vannak lyukak. Egyes változatok rugós terjeszkedéssel rendelkeznek.
Hordó alakú (ívelt) vagykúpos, hogy kompenzálja a hőtágulást. Két dugattyúcsap van rajta. Ezeken a területeken a szoknyának van a legnagyobb tömege. Ezenkívül a legnagyobb hőmérsékletváltozásokat ott figyelik meg a fűtés során. Ezek csökkentésére különféle intézkedéseket alkalmaznak. A szoknya alján olajkaparó gyűrű található.
Erő átvitele a dugattyúról vagy a dugattyúraleggyakrabban forgattyút vagy rudat használnak. A dugattyúcsap ezt az alkatrészt csatlakoztatja hozzájuk. Acélból készül, cső alakú és többféleképpen is felszerelhető. Leggyakrabban úszó ujjat használnak, amelyet működés közben el lehet forgatni. Az elmozdulás megakadályozása érdekében rögzítőgyűrűkkel rögzítik. A merev rögzítést sokkal ritkábban használják. A rúd bizonyos esetekben vezetőként működik, és helyettesíti a dugattyúszoknyát.
A motor dugattyúja többféle lehetanyagok. Mindenesetre olyan tulajdonságokkal kell rendelkezniük, mint a nagy szilárdság, a jó hővezető képesség, a súrlódásgátló tulajdonságok, a korrózióállóság és az alacsony lineáris tágulási és sűrűségi együttható. A dugattyúk gyártásához alumíniumötvözeteket és öntöttvasat használnak.
Különbözik nagy szilárdságban, kopásállóságban ésalacsony lineáris tágulási együttható. Ez utóbbi tulajdonság lehetővé teszi, hogy az ilyen dugattyúk kis távolságokkal működjenek, és ezáltal jó hengerzárást érjenek el. A jelentős fajsúly miatt azonban az öntöttvas alkatrészeket csak azokban a motorokban használják, ahol a gördülő tömegek olyan tehetetlenségi erővel rendelkeznek, amelyek a gázok dugattyúkoronájára gyakorolt nyomóerők legfeljebb hatodát teszik ki. Ezenkívül az alacsony hővezető képesség miatt az öntöttvas alkatrészek aljának hevítése a motor működése során eléri a 350-450 fokot °C, ami különösen nemkívánatos a karburátoros változatoknál, mivel izzó gyulladáshoz vezet.
Ezt az anyagot használják a legtöbbszörgyakran. Ennek oka az alacsony fajsúly (az alumínium alkatrészek 30%-kal könnyebbek, mint az öntöttvas), a magas hővezető képesség (3-4-szer nagyobb, mint az öntöttvasé), amely biztosítja az alsó felmelegítését 250-ig ° C az lehetővé tesz bővítésenia fokozatés tömörítés és előírja jobbe töltőe hengerés magas súrlódás ellenesmi tulajdonságait. Ugyanakkor az alumínium kétszer több, mint az öntöttvas, lineáris tágulási együttható, ami nagy dolgokra kényszerít rések hengerfalakkal, azaz dugattyú méretek kevesebb alumínium, mint az öntöttvasa, azonos hengerekhez. Ezenkívül ilyen részletek ésizzad kisebb szilárdságú, különösen fűtött állapotban (300 ° C-on 50-55%-kal csökken, míg öntöttvasbanazokból - 10%).
A súrlódás mértékének csökkentése érdekében a dugattyúk falát súrlódásgátló anyaggal vonják be, amelyet grafitként és molibdén -diszulfidként használnak.
Mint említettük, a motor működése során a dugattyúk felmelegedhetnek 250-450-ig ° C. Ezért olyan intézkedéseket kell hozni, amelyek célja a fűtés csökkentése és az általa okozott alkatrészek hőtágulásának kompenzálása.
A dugattyúk hűtéséhez olajat használnak, amelybelsejükben különféle módon szállítják: olajködöt képeznek a hengerben, permetezik a hajtórúd lyukán vagy fúvókával, befecskendezik egy gyűrűs csatornába, és keringtetik a dugattyú alján lévő csőtekercsen keresztül .
A termikus deformációk kompenzálására dagályos helyeken szoknyák mindkét oldalon darál fém 0,5-1,5 mm mély U- vagy T-alakú rések formájában... Ez az intézkedés javul annak kenés és megakadályozza megjelenése a rohamok termikus deformációi miatt,e a hornyokat hűtőszekrényeknek nevezik. azok kúpos vagy hordó alakú szoknyával kombinálva használják. Ez kárpótol érte lineáris tágulása annak a ténynek köszönhető, hogy melegítéskor a szoknya hengeres alakot ölt. Ezenkívül kompenzációs betéteket használnak.így a dugattyú átmérője korlátozott hősége bővítése a hajtórúd lengő síkjában. Lehetőség van a vezető rész szigetelésére is a legmelegebb fejről. Végül a szoknya falait párnázzák ferde vágást alkalmazva teljes hosszában.
A gyártási módszer szerint a dugattyúkat öntött és kovácsolt (bélyegzett) oszlik meg. Az első típusú alkatrészek alkalmaz a legtöbbene autók, és a dugattyúkat kovácsoltra cseréliktuningban használják. A kovácsolt opciókat megnövelt szilárdság és tartósság, valamint kisebb súly jellemzi. Ezért az ilyen típusú dugattyú beszerelése növeli a motor megbízhatóságát és teljesítményét. Ez különösen fontos a megnövelt terhelés alatt működő motoroknál, míg az öntött alkatrészek elegendőek a mindennapi használatra.
A dugattyú egy többfunkciós alkatrész. Ezért nem csak motorokban használják. Például van egy féknyereg dugattyú, mivel hasonló módon működik. is A forgattyús mechanizmust a kompresszorok, szivattyúk és egyéb berendezések egyes modelljein használják.
