Virzulis ir viens no kloķa mehānisma elementiem, uz kura balstās daudzu iekšdedzes dzinēju darbības princips. Šajā rakstā ir apskatīts šo daļu dizains un īpašības.

Definīcija

Virzulis ir daļa, kas veic abpusējās kustības cilindrā un nodrošina gāzes spiediena izmaiņu pārvēršanu mehāniskā darbā.

Mērķis

Piedaloties šīm daļām, tiek realizēts motora termodinamiskais process. Tā kā virzulis ir viens no kloķa mehānisma elementiem, tas uztver gāzu radīto spiedienu un pārnes spēku uz savienojošo stieni. Turklāt tas nodrošina sadegšanas kameras blīvējumu un siltuma noņemšanu no tās.

Dizains

Virzulis ir trīsdaļīga daļa, tas ir, tā dizains ietver trīs sastāvdaļas, kas veic dažādas funkcijas, un divas daļas: galva, kurā ir apvienota apakšdaļa un blīvējuma daļa, un vadošā daļa, ko attēlo svārki.

Apakšā

Tam var būt dažāda forma atkarībā no daudziem faktoriem. Piemēram, iekšdedzes dzinēja virzuļu apakšas konfigurāciju nosaka citu virzuļu atrašanās vieta. strukturālie elementi, piemēram, sprauslas, sveces, vārsti, sadegšanas kameras forma, tajā notiekošo procesu īpatnības, vispārējais dzinēja dizains utt. Jebkurā gadījumā tas nosaka darbības īpatnības.

Ir divi galvenie virzuļa dibena konfigurācijas veidi: izliekta un ieliekta. Pirmais nodrošina lielāku izturību, bet pasliktina sadegšanas kameras konfigurāciju. Ar ieliektu dibenu sadegšanas kamerai, gluži pretēji, ir optimāla forma, bet oglekļa nogulsnes tiek nogulsnētas intensīvāk. Retāk (divtaktu dzinējos) ir virzuļi ar dibenu, ko attēlo reflektora izvirzījums. Tas ir nepieciešams, pūšot degšanas produktu virzītai kustībai. Benzīna dzinēju daļām parasti ir plakans vai gandrīz plakans dibens. Dažreiz tiem ir rievas, lai pilnībā atvērtu vārstus. Dzinējos ar tiešo iesmidzināšanu virzuļiem ir raksturīga sarežģītāka konfigurācija. Dīzeļdzinējos tie izceļas ar sadegšanas kameras klātbūtni apakšā, kas nodrošina labu virpuļošanu un uzlabo maisījuma veidošanos.

Lielākā daļa virzuļu ir vienpusēji, lai gan ir arī abpusējās versijas, kurām ir divi dibeni.

Attālumu starp pirmā kompresijas gredzena rievu un apakšējo daļu sauc par virzuļa šaušanas zonu. Ļoti svarīga ir tā augstuma vērtība, kas atšķiras daļām no dažādi materiāli. Jebkurā gadījumā uguns gredzena augstums, kas pārsniedz minimālo pieļaujamo vērtību, var izraisīt virzuļa izdegšanu un augšējā kompresijas gredzena ligzdas deformāciju.

Blīvējuma daļa

Šeit ir eļļas skrāpis un kompresijas gredzeni. Pirmā tipa daļām kanālos ir caurumi, lai eļļa, kas noņemta no cilindra virsmas, nonāktu virzulī, no kurienes tā nonāk eļļas tvertnē. Dažiem no tiem ir nerūsējošā čuguna mala ar rievu augšējam kompresijas gredzenam.

Tie, kas sastāv no čuguna, nodrošina ciešu piegulšanu starp virzuli un cilindru. Līdz ar to tie ir motora lielākās berzes avots, kura radītie zaudējumi veido 25% no kopējiem mehāniskajiem zudumiem motorā. Gredzenu skaitu un atrašanās vietu nosaka dzinēja veids un mērķis. Visbiežāk tiek izmantoti 2 kompresijas un 1 eļļas skrāpja gredzeni.

Kompresijas gredzeni veic uzdevumu novērst gāzu iekļūšanu karterī no sadegšanas kameras. Vislielākās slodzes krīt uz pirmo no tiem, tāpēc dažos dzinējos tā grope ir pastiprināta ar tērauda ieliktni. Kompresijas gredzeni var būt trapecveida, koniski, mucas formas. Dažiem no tiem ir izgriezums.

Kalpo liekās eļļas izvadīšanai no cilindra un neļauj tai iekļūt sadegšanas kamerā. Tam ir caurumi. Dažām opcijām ir atsperes paplašinātājs.

Vadošā daļa (svārki)

Tam ir stobra (izliekta) vai koniska forma kompensācijai.Tam ir divas plūdmaiņas virzuļa tapai. Šajās zonās svārkiem ir vislielākā masa. Turklāt karsēšanas laikā tiek novērotas vislielākās temperatūras deformācijas. To samazināšanai tiek izmantoti dažādi pasākumi. Svārku apakšā var atrasties eļļas skrāpja gredzens.

Lai pārnestu spēku no virzuļa vai uz to, visbiežāk tiek izmantots kloķis vai stienis. Virzuļa tapa kalpo, lai savienotu šo daļu ar tiem. Tas ir izgatavots no tērauda, ​​tam ir cauruļveida forma un to var uzstādīt vairākos veidos. Visbiežāk tiek izmantots peldošais pirksts, kuru darbības laikā var pagriezt. Lai novērstu pārvietošanos, tas ir fiksēts ar fiksējošiem gredzeniem. Stingrs stiprinājums tiek izmantots daudz retāk. Stienis dažos gadījumos darbojas kā vadoša ierīce, aizstājot virzuļa apmales.

materiāliem

Dzinēja virzulis var būt dažādi materiāli. Jebkurā gadījumā tiem jābūt tādām īpašībām kā augsta izturība, laba siltumvadītspēja, izturība pret koroziju un zems lineārās izplešanās koeficients un blīvums. Virzuļu ražošanai tiek izmantoti alumīnija sakausējumi un čuguns.

Čuguns

Atšķiras ar lielu izturību, nodilumizturību un zemu. Pēdējā īpašība nodrošina iespēju strādāt tādiem virzuļiem ar nelielām pretsparām, pateicoties tam, ka tiek sasniegts labs cilindra blīvējums. Tomēr sakarā ar nozīmīgo īpaša gravitātečuguna detaļas tiek izmantotas tikai tajos dzinējos, kur virzuļa masām ir inerces spēki, kas veido ne vairāk kā sesto daļu no spiediena spēkiem gāzes virzuļa apakšā. Turklāt zemās siltumvadītspējas dēļ čuguna detaļu apakšas sildīšana motora darbības laikā sasniedz 350-450 ° C, kas ir īpaši nevēlams karburatora opcijām, jo ​​tas izraisa kvēlaizdegšanos.

Alumīnijs

Šo materiālu visbiežāk izmanto virzuļiem. Tas ir saistīts ar zemo īpatnējo svaru (alumīnija detaļas ir par 30% vieglākas nekā čuguna detaļas), augstu siltumvadītspēju (3-4 reizes augstāku nekā čuguna), kas nodrošina, ka apakšdaļa tiek uzkarsēta līdz ne vairāk kā 250 °. C, kas ļauj pakāpju un kompresijas palielināšana un nodrošina labāku cilindru piepildījumu un augstu pretberzi īpašības. Tajā pašā laikā alumīnijam ir 2 reizes lielāka vērtība nekā čugunam,lineārās izplešanās koeficients, kas liek mums padarīt lielu spraugas ar cilindru sienām t.i., virzuļu izmēri mazāk alumīnija nekā čuguns a, identiskiem cilindriem. Turklāt šādas detaļas un ir a zemāka izturība, it īpaši sildot (pie 300 ° C, tā samazinās par 50-55%, savukārt čuguns nyh - uz 10%).

Lai samazinātu berzes pakāpi, virzuļu sienas ir pārklātas ar grafītu un molibdēna disulfīdu.

Siltums

Kā minēts, darbības laikā tie var sasilt līdz 250-450 °C. Tāpēc ir nepieciešams veikt pasākumus, kas vērsti gan uz apkures samazināšanu, gan uz tās izraisītās detaļu termiskās izplešanās kompensēšanu.

Eļļu izmanto virzuļu dzesēšanai. Dažādi ceļi tie tiek ievadīti to iekšienē: tie rada eļļas miglu cilindrā, izsmidzina to caur caurumu savienotājstieņā vai ar sprauslu, ievada gredzenveida kanālā un cirkulē caur cauruļveida spoli virzuļa apakšā.

Lai kompensētu temperatūras deformācijasplūdmaiņu zonās svārki pagriežas uz abām pusēm metāls 0,5-1,5 mm dziļumāU vai T veida slotu veidā. Šis pasākums uzlabojas tā eļļošanu un novērš e no vērtēšanas temperatūras deformācijām, tāpēc dati e padziļinājumus sauc par ledusskapjiem. Viņi izmanto kombinācijā ar konusveida vai mucas formas svārkiem.Tas kompensē to lineārs paplašināšanās sakarā ar to, ka sildotsvārki ieņem cilindrisku formu. Turklāt tiek izmantoti kompensējošie ieliktņilai virzuļa diametrs būtu ierobežots termiska izplešanās savienojošā stieņa šūpošanās plaknē. Ir iespējams arī izolēt virzošo daļu no galvas, kas izjūt visvairāk karstuma. Visbeidzot, svārku sienām atsperīgas īpašības piešķirveicot slīpu griezumu visā garumā.

Ražošanas tehnoloģija

Atbilstoši ražošanas metodei virzuļus iedala lietos un kaltos (apzīmogotos).Sīkāka informācija par pirmo veidu izmantots lielākajā daļā automašīnām, un tūningā tiek izmantota virzuļu nomaiņa pret kaltiem. Kaltiem variantiem ir raksturīga palielināta izturība un izturība, kā arī mazāks svars. Tāpēc šāda veida virzuļu uzstādīšana palielina dzinēja uzticamību un veiktspēju.Tas ir īpaši svarīgi motoriem, kas darbojas paaugstinātas slodzes apstākļos, savukārt ikdienas lietošanai pietiek ar atlietām detaļām.

Pieteikums

Virzulis ir daudzfunkcionāla daļa. Tāpēc to izmanto ne tikai dzinējos. Piemēram, ir bremžu suporta virzulis,jo tas darbojas tāpat. Arī kloķa mehānisms tiek izmantots dažiem kompresoru, sūkņu un citu iekārtu modeļiem.

Virzulis ir viena no dzinēja kloķa mehānisma daļām un ir neatņemams elements, kas nosacīti sadalīts galvā un svārkos. Tas ir pamats procesam, kurā kurināmā sadegšanas enerģija tiek pārveidota siltumenerģijā un pēc tam mehāniskajā enerģijā. Dzinēja veiktspēja, kā arī tā uzticamība un izturība ir tieši atkarīga no šīs daļas kvalitātes.

Virzuļu mērķis un veidi

Motorā dzinēja virzulis veic vairākas funkcijas, jo īpaši tas ir:

1. gāzes spiediena pārveidošana spēkā, kas pārnesta uz savienojošo stieni;
2. sadegšanas kameras hermētiskuma nodrošināšana;
3. siltuma izlietne.

Virzulis darbojas ekstremālos apstākļos ar nemainīgi lielu mehānisko slodzi. Tāpēc mūsdienu dzinējiem tie ir izgatavoti no īpašiem alumīnija sakausējumiem, kas ir viegli un izturīgi ar pietiekamu karstumizturību. Nedaudz retāk ir tērauda virzuļi. Iepriekš tie galvenokārt tika izgatavoti no čuguna. Virzuļa marķējums, kas obligāti atrodas uz katra izstrādājuma, parādīs, no kā tas ir izgatavots. Šīs detaļas tiek izgatavotas ar divām metodēm - liešanu un štancēšanu. Kalti virzuļi, kas izplatīti skaņošanā, tiek izgatavoti ar štancēšanu, nevis ar rokām.

Virzuļa dizains

Virzuļa ierīce nav sarežģīta. Šī ir neatņemama sastāvdaļa, kas, lai atvieglotu definīciju, parasti ir sadalīta svārkos un galvā. specifiska forma un dizaina iezīmes virzuļus nosaka pēc dzinēja veida un modeļa. Parastie benzīna iekšdedzes dzinēju tipi var redzēt tikai virzuļus ar plakanu vai ļoti tuvu šai formai. Tiem bieži ir rievas, kas paredzētas, lai maksimāli palielinātu vārstu atvēršanu. Dzinējos ar tiešu degvielas iesmidzināšanu virzuļi ir izgatavoti nedaudz sarežģītākā formā. Dīzeļdzinēja virzulim ir galva ar īpašu konfigurāciju, lai nodrošinātu optimālu virpuļošanu labam maisījuma veidošanai.

Dzinēja virzuļa diagramma.

Zem galvas uz virzuļa ir novietotas rievas, kurās ir uzstādīti virzuļa gredzeni. Dažādu virzuļu apmales arī ir atšķirīgas: ar konusa vai stobra formas līdzīgu. Šī konfigurācija ļauj kompensēt virzuļa izplešanos, kas rodas, kad tas tiek uzkarsēts darbības laikā. Jāņem vērā, ka virzulis iegūst pilnu darba tilpumu tikai pēc tam, kad dzinējs ir uzsildījis līdz normālai temperatūrai.

Lai samazinātu virzuļa pastāvīgās sānu berzes ietekmi uz cilindru, tā sānu virsmai tiek uzklāts īpašs pretberzes materiāls, kura veids ir atkarīgs arī no dzinēja veida. Arī virzuļa apmalē ir speciāli caurumi ar plūdmaiņām virzuļa tapas uzstādīšanai.

Virzuļa darbība ir saistīta ar tā intensīvu sildīšanu. Tas tiek atdzesēts un dažādos motoros dažādos veidos. Šeit ir visizplatītākie no tiem:

• pievadot eļļas miglu uz cilindru;
• izsmidzinot eļļu caur savienojošo stieni vai īpašu sprauslu;
• caur eļļas iesmidzināšanu caur gredzenveida kanālu;
• ar pastāvīgas eļļas cirkulācijas palīdzību caur spoli, kas atrodas tieši virzuļa galvā.

Ciešā saskarē ar cilindra sieniņām nav pats virzulis, bet gan tā gredzeni. Lai nodrošinātu visaugstāko nodilumizturību, tie ir izgatavoti no īpašas klases čuguna. Šo gredzenu skaits un precīza atrašanās vieta ir atkarīga no motora veida. Visbiežāk virzulim ir kompresijas gredzenu pāris un vēl viens eļļas skrāpis.

Kompresijas gredzeni paredzēti, lai novērstu gāzu nokļūšanu no sadegšanas kameras karterī. Pirmajam gredzenam ir visnopietnākā slodze, tāpēc visos dīzeļdzinējos un jaudīgajos benzīna dzinējos pirmā gredzena rievā papildus atrodas tērauda ieliktnis, kas ļauj palielināt konstrukcijas izturību. Ir daudz veidu kompresijas gredzeni, kas ir unikāli gandrīz katram neatkarīgajam ražotājam.

Eļļas skrāpju gredzeni- lai noņemtu lieko eļļu no cilindra un novērstu tās iekļūšanu sadegšanas kamerā. Šādi gredzeni ir izgatavoti ar lielu skaitu drenāžas caurumu, kā arī ar atsperu paplašinātājiem, lai gan ne visos dzinēju modeļos.

Virzuļa ierīce

Dzinēja virzulis ir savienots ar savienojošo stieni caur virzuļa tapu, cauruļveida tērauda daļu. Visizplatītākais tapas nostiprināšanas veids ir peldošs, pateicoties kuram detaļu var ritināt darbības laikā. Speciālie fiksējošie gredzeni neļauj pirkstam pārvietoties uz sāniem. Ciets pirkstu satvēriens Šis brīdis praktiski nav izplatīta šādu struktūru acīmredzamās lielākās neaizsargātības dēļ.

Virzuļa un saistīto daļu bojājums

Intensīvas vai vienkārši ilgstošas ​​darbības laikā virzulis var sabojāties, jo cilindrā atrodas svešķermenis, ar kuru virzulis nepārtraukti saskaras kustības laikā. Šāds priekšmets var būt savienojošā stieņa daļiņa vai kaut kas cits, kas aizlidojis no detaļas. Šāda lūzuma virsmām ir pelēka krāsa, tiem nav raksturīgi nobrāzumi, plaisas un citas vizuālas pazīmes. Virzulis ātri un pēkšņi sadalās.

Metāla noguruma izraisītajam lūzumam raksturīga rastra līniju veidošanās problēmzonā. Tas ļauj iepriekš noteikt bojājuma esamību un nomainīt virzuli. Papildus novecošanai šāda lūzuma cēlonis var būt detonācijas aizdedze, palielināta virzuļa vibrācija, ko izraisa tā galvas sadursme ar cilindra galvu, vai pārmērīgs svārku klīrenss. Jebkurā gadījumā uz detaļas veidojas plaisas, kas norāda uz tās nenovēršamu atteici.

Pēc gredzenu nodiluma visizplatītākie ir virzuļa galvas bojājumi.

Papildus metāla nodilumam un novecošanai ar virzuļiem saistītas kļūmes var rasties dažādu iemeslu dēļ, tostarp:

• degšanas režīma pārkāpums, piemēram, aizdedzes aizkavēšanās dēļ;
• nepareiza auksta dzinēja iedarbināšanas organizēšana;
• cilindra piepildīšana ar eļļu vai ūdeni ar izslēgtu dzinēju, ko sauc;
• nepamatots jaudas pieaugums elektronikas pārkonfigurēšanas rezultātā;
• nepiemērotu detaļu izmantošana;
• citi iemesli.

Visbiežāk remonts tiek veikts, nomainot virzuli, gredzenus vai visu virzuļu grupu.

Saistītie termini

Definīcija.

virzuļdzinējs- viens no iekšdedzes dzinēja variantiem, kas darbojas, pārvēršot degošās degvielas iekšējo enerģiju virzuļa translācijas kustības mehāniskajā darbā. Virzuli iekustina cilindrā esošā darba šķidruma izplešanās.

Kloķa mehānisms pārvērš virzuļa translācijas kustību kloķvārpstas rotācijas kustībā.

Dzinēja darba cikls sastāv no vienpusēju translācijas virzuļa gājienu ciklu secības. Sadalīti dzinēji ar diviem un četriem darba cikliem.

Divtaktu un četrtaktu virzuļdzinēju darbības princips.

Cilindru skaits iekšā virzuļdzinēji var atšķirties atkarībā no dizaina (no 1 līdz 24). Dzinēja izmērs tiek uzskatīts par vienāds ar summu visu cilindru tilpumi, kuru tilpumu nosaka šķērsgriezuma un virzuļa gājiena reizinājums.

AT virzuļdzinēji Dažādiem dizainiem degvielas aizdegšanās process notiek dažādos veidos:

Elektriskā dzirksteles izlāde, kas veidojas uz aizdedzes svecēm. Šādi dzinēji var darboties gan ar benzīnu, gan cita veida degvielu (dabasgāzi).

Darba korpusa saspiešana:

AT dīzeļdzinēji , kas darbojas ar dīzeļdegvielu vai gāzi (ar 5% dīzeļdegvielas piedevu), tiek saspiests gaiss, un, virzuli sasniedzot maksimālās saspiešanas punktu, tiek iesmidzināta degviela, kas no saskares ar sakarsētu gaisu aizdegas.

Kompresijas modeļu dzinēji. Degvielas padeve tajos ir tieši tāda pati kā benzīna dzinējos. Tāpēc to darbībai ir nepieciešams īpašs degvielas sastāvs (ar gaisa un dietilētera piemaisījumiem), kā arī precīza kompresijas pakāpes regulēšana. Kompresoru dzinēji ir atraduši savu izplatību lidmašīnu un automobiļu rūpniecībā.

kvēlojošie dzinēji. To darbības princips daudzējādā ziņā ir līdzīgs kompresijas modeļa dzinējiem, tomēr tas neizpalika arī bez konstrukcijas īpatnībām. Aizdedzes lomu tajos pilda kvēlsvece, kuras mirdzumu uztur iepriekšējā ciklā degošās degvielas enerģija. Īpašs ir arī degvielas sastāvs, kura pamatā ir metanols, nitrometāns un rīcineļļa. Šādi dzinēji tiek izmantoti gan automašīnās, gan lidmašīnās.

siltumietilpīgie dzinēji. Šajos dzinējos aizdedze notiek, kad degviela nonāk saskarē ar karstām dzinēja daļām (parasti virzuļa vainagu). Par degvielu izmanto martena gāzi. Tos izmanto kā piedziņas motorus velmētavās.

Izmantotie degvielas veidi virzuļdzinēji:

Šķidrā degviela – dīzeļdegviela, benzīns, spirti, biodīzeļdegviela;

gāzes- dabas un bioloģiskās gāzes, sašķidrinātās gāzes, ūdeņradis, naftas krekinga gāzveida produkti;

Ražots gāzes ģeneratorā no oglēm, kūdras un koksnes, oglekļa monoksīds tiek izmantots arī kā degviela.

Virzuļdzinēju darbība.

Dzinēja cikli detalizēti aprakstīts tehniskajā termodinamikā. Dažādas ciklogrammas apraksta dažādi termodinamiskie cikli: Otto, Diesel, Atkinson vai Millera un Trinklera.

Virzuļdzinēja atteices cēloņi.

virzuļdzinēja efektivitāte.

Maksimālā efektivitāte, ko var iegūt virzuļdzinējs ir 60%, t.i. nedaudz mazāk par pusi no degošās degvielas tiek tērēta dzinēja detaļu sildīšanai, kā arī izplūst ar izplūdes gāzu siltumu. Šajā sakarā ir nepieciešams aprīkot dzinējus ar dzesēšanas sistēmām.

Dzesēšanas sistēmu klasifikācija:

Air CO- tie izdala siltumu gaisā cilindru rievotās ārējās virsmas dēļ. Vai ir
vairāk uz vājiem dzinējiem (desmitiem ZS) vai jaudīgiem lidmašīnu dzinējiem, kurus dzesē ātra gaisa plūsma.

Šķidrais CO- kā dzesēšanas šķidrums tiek izmantots šķidrums (ūdens, antifrīzs vai eļļa), kas tiek sūknēts caur dzesēšanas apvalku (kanāli cilindru bloka sienās) un nonāk dzesēšanas radiatorā, kurā tas tiek dzesēts ar gaisa plūsmām, dabiskā vai no faniem. Reti kā dzesēšanas šķidrums tiek izmantots arī nātrija metāls, ko izkausē sildoša dzinēja siltums.

Pieteikums.

Virzuļdzinēji, pateicoties to jaudas diapazonam (1 vats - 75 000 kW), ir guvuši lielu popularitāti ne tikai automobiļu rūpniecībā, bet arī aviācijas nozarē un kuģu būvē. Tos izmanto arī militāro, lauksaimniecības un celtniecības tehnikas, elektrisko ģeneratoru, ūdens sūkņu, motorzāģu un citu gan mobilo, gan stacionāru mašīnu vadīšanai.

Cilindru-virzuļu grupā (CPG) notiek viens no galvenajiem procesiem, pateicoties kuram darbojas iekšdedzes dzinējs: gaisa un degvielas maisījuma sadegšanas rezultātā tiek atbrīvota enerģija, kas pēc tam tiek pārveidota mehāniskā. darbība - kloķvārpstas rotācija. CPG galvenā darba sastāvdaļa ir virzulis. Pateicoties viņam, tiek radīti maisījuma sadegšanai nepieciešamie apstākļi. Virzulis ir pirmā sastāvdaļa, kas iesaistīta saņemtās enerģijas pārveidošanā.

Dzinēja virzulim ir cilindriska forma. Tas atrodas dzinēja cilindra čaulā, tas ir kustīgs elements - darbības procesā veic abpusējās kustības un veic divas funkcijas.

1. Ar kustību uz priekšu virzulis samazina sadegšanas kameras tilpumu, saspiežot degmaisījumu, kas ir nepieciešams degšanas procesam (dīzeļdzinējos maisījuma aizdegšanās notiek no tā spēcīgas saspiešanas).
2. Pēc gaisa un degvielas maisījuma aizdegšanās sadegšanas kamerā spiediens strauji paaugstinās. Cenšoties palielināt tilpumu, tas virza virzuli atpakaļ, un tas veic atgriešanās kustību, kas tiek pārraidīta caur savienojošo stieni uz kloķvārpstu.

Kas ir automašīnas iekšdedzes dzinēja virzulis?

Daļas ierīce ietver trīs sastāvdaļas:

1. Apakšā.
2. Blīvējuma daļa.
3. Svārki.

Šīs sastāvdaļas ir pieejamas gan cietos virzuļos (visizplatītākā iespēja), gan kompozītmateriālu detaļās.

Apakšā

Apakšdaļa ir galvenā darba virsma, jo tā, uzmavas sienas un bloka galva veido sadegšanas kameru, kurā tiek sadedzināts degvielas maisījums.

Galvenais apakšas parametrs ir forma, kas ir atkarīga no iekšdedzes dzinēja (ICE) veida un tā konstrukcijas īpatnībām.

Divtaktu dzinējos tiek izmantoti virzuļi, kuros sfēriskas formas dibens ir dibena izvirzījums, tas palielina sadegšanas kameras piepildīšanas ar maisījumu un izplūdes gāzēm efektivitāti.

Četrtaktu benzīna dzinējos dibens ir plakans vai ieliekts. Papildus virspusē ir izveidoti tehniski padziļinājumi - padziļinājumi vārstu plāksnēm (izslēdz virzuļa un vārsta sadursmes iespēju), padziļinājumi maisījuma veidošanās uzlabošanai.

Dīzeļdzinējos padziļinājumi apakšā ir vislielākie un tiem ir atšķirīga forma. Šādas padziļinājumus sauc par virzuļa sadegšanas kamerām, un tās ir paredzētas, lai radītu turbulenci, kad gaiss un degviela tiek piegādāta cilindram, lai nodrošinātu labāku sajaukšanos.

Blīvējošā daļa ir paredzēta speciālu gredzenu (kompresijas un eļļas skrāpja) uzstādīšanai, kuru uzdevums ir likvidēt spraugu starp virzuli un čaulas sieniņu, novēršot darba gāzu nokļūšanu zem virzuļa telpā un smērvielām sadegšanā. kamera (šie faktori samazina motora efektivitāti). Tas nodrošina, ka siltums tiek noņemts no virzuļa uz uzmavu.

Blīvējuma daļa

Blīvējošā daļa ietver rievas virzuļa cilindriskajā virsmā - rievas, kas atrodas aiz apakšas, un tiltus starp rievām. Divtaktu dzinējos rievās papildus tiek ievietoti speciāli ieliktņi, pret kuriem balstās gredzenu fiksatori. Šie ieliktņi ir nepieciešami, lai novērstu iespēju, ka gredzeni var pagriezties un iekļūt to slēdzenēs ieplūdes un izplūdes logos, kas var izraisīt to iznīcināšanu.


Džemperis no apakšas malas līdz pirmajam gredzenam tiek saukts par siltuma zonu. Šī siksna uztver vislielāko temperatūras ietekmi, tāpēc tās augstums tiek izvēlēts, pamatojoties uz sadegšanas kameras iekšienē radītajiem darba apstākļiem un virzuļa materiālu.

Uz blīvējuma daļas izveidoto rievu skaits atbilst virzuļa gredzenu skaitam (un var izmantot 2 - 6). Visizplatītākais dizains ar trim gredzeniem - diviem kompresijas un vienu eļļas skrāpi.

Eļļas skrāpja gredzena rievā ir izveidoti caurumi eļļas kaudzei, kuru ar gredzenu noņem no uzmavas sienas.

Kopā ar apakšu blīvējošā daļa veido virzuļa galvu.

Jūs interesēs arī:

Svārki

Svārki darbojas kā virzuļa vadotne, neļaujot tam mainīt savu pozīciju attiecībā pret cilindru un nodrošina tikai daļas turp un atpakaļ kustību. Pateicoties šim komponentam, tiek veikts kustīgs virzuļa savienojums ar savienojošo stieni.

Savienojumam tiek izveidoti caurumi virzuļa tapas uzstādīšanai. Lai palielinātu izturību pirksta saskares vietā, svārku iekšpusē tiek izgatavoti īpaši masīvi pieplūdumi, ko sauc par priekšniekiem.

Lai nostiprinātu tapu virzulī montāžas caurumi zem tā ir paredzētas rievas stiprinājuma gredzeniem.

Virzuļu veidi

Iekšdedzes dzinējos tiek izmantoti divu veidu virzuļi, kas atšķiras pēc to konstrukcijas - viengabala un saliktie.

Viengabala daļas izgatavo ar liešanu, kam seko mehāniskā apstrāde. Liešanas procesā no metāla tiek izveidota sagatave, kurai tiek piešķirta detaļas vispārējā forma. Tālāk uz metālapstrādes iekārtām iegūtajā sagatavē tiek apstrādātas darba virsmas, tiek izgrieztas rievas gredzeniem, izveidoti tehnoloģiskie caurumi un padziļinājumi.

Saliktajos elementos galva un svārki ir atdalīti, un uzstādīšanas laikā uz dzinēja tie ir salikti vienā konstrukcijā. Turklāt montāža vienā gabalā tiek veikta, savienojot virzuli ar savienojošo stieni. Šim nolūkam papildus atverēm pirkstam svārkos ir arī īpašas cilpiņas uz galvas.

Kompozītmateriālu virzuļu priekšrocība ir iespēja kombinēt ražošanas materiālus, kas palielina detaļas veiktspēju.

Ražošanas materiāli

Alumīnija sakausējumi tiek izmantoti kā cieto virzuļu ražošanas materiāls. No šādiem sakausējumiem izgatavotajām detaļām raksturīgs mazs svars un laba siltumvadītspēja. Bet tajā pašā laikā alumīnijs nav īpaši izturīgs un karstumizturīgs materiāls, kas ierobežo no tā izgatavoto virzuļu izmantošanu.

Lietie virzuļi ir izgatavoti arī no čuguna. Šis materiāls ir izturīgs un izturīgs pret augstām temperatūrām. To trūkums ir ievērojama masa un slikta siltumvadītspēja, kas motora darbības laikā izraisa spēcīgu virzuļu uzsilšanu. Šī iemesla dēļ tos neizmanto benzīna dzinējos, jo augsta temperatūra izraisa kvēlaizdegšanos (gaisa un degvielas maisījums aizdegas no saskares ar sakarsētām virsmām, nevis no aizdedzes sveces dzirksteles).

Kompozītmateriālu virzuļu dizains ļauj kombinēt šos materiālus savā starpā. Šādos elementos svārki ir izgatavoti no alumīnija sakausējumiem, kas nodrošina labu siltumvadītspēju, un galva ir izgatavota no karstumizturīga tērauda vai čuguna.

Bet elementi salikts tips ir trūkumi, tostarp:

• var izmantot tikai dīzeļdzinējos;
• lielāks svars, salīdzinot ar lieto alumīniju;
• nepieciešamība izmantot virzuļa gredzenus, kas izgatavoti no karstumizturīgiem materiāliem;
• augstāka cena;

Šo īpašību dēļ kompozītmateriālu virzuļu izmantošanas joma ir ierobežota, tos izmanto tikai liela izmēra dīzeļdzinējos.

Video: dzinēja virzuļa darbības princips. Ierīce

Dzinēja virzulis ir viena no svarīgākajām detaļām un, protams, no virzuļu materiāla un kvalitātes ir atkarīga dzinēja veiksmīga darbība un tā ilgs kalpošanas laiks. Šajā rakstā, kas vairāk paredzēts iesācējiem, tiks aprakstīts viss (nu vai gandrīz viss), kas saistīts ar virzuli, proti: virzuļa mērķis, tā ierīce, materiāli un virzuļu ražošanas tehnoloģija un citas nianses.

Es gribu nekavējoties brīdināt dārgos lasītājus, ja tādi ir svarīga nianse kas attiecas uz virzuļiem, vai ar to izgatavošanas tehnoloģiju, es jau sīkāk rakstīju citā rakstā, tad man, protams, nav jēgas atkārtot sevi šajā rakstā. Vienkārši ielikšu atbilstošo saiti, uz kuras noklikšķinot dārgais lasītājs pēc vēlēšanās varēs pāriet uz citu detalizētāku rakstu un tajā sīkāk iepazīties ar nepieciešamo informāciju par virzuļiem.

No pirmā acu uzmetiena daudziem iesācējiem var šķist, ka virzulis ir diezgan vienkārša detaļa un tā ražošanas tehnoloģijā, formā un dizainā nav iespējams izdomāt kaut ko perfektāku. Bet patiesībā viss nav tik vienkārši, un, neskatoties uz formas ārējo vienkāršību, virzuļi un to izgatavošanas tehnoloģijas joprojām tiek pilnveidotas, īpaši modernākajiem (sērijveida vai sporta) augstāku apgriezienu piespiedu dzinējiem. Bet nepaliksim sev priekšā un nesāksim no vienkārša uz sarežģītu.

Sākumā analizēsim, kam virzulis(-i) ir paredzēts(-i) dzinējā, kā tas darbojas, kāda veida virzuļi ir paredzēti dažādi dzinēji un tad mierīgi pāriesim pie ražošanas tehnoloģijām.

Kam paredzēts dzinēja virzulis?

Virzulis, pateicoties kloķa mehānismam (un - skatīt attēlu zemāk), virzoties atpakaļ motora cilindrā, piemēram, virzoties uz augšu - iesūkties cilindrā un saspiest darba maisījumu sadegšanas kamerā, kā arī degošu gāzu izplešanās, virzoties uz leju cilindrā, veicot darbu, pārveidojot siltumenerģija degošu degvielu kustības enerģijā, kas veicina (caur transmisiju) transportlīdzekļa piedziņas riteņu rotāciju.

Dzinēja virzulis un spēki, kas iedarbojas uz to: A - spēks, kas nospiež virzuli pret cilindra sienām; B ir spēks, kas virza virzuli uz leju; B ir spēks, kas tiek pārnests no virzuļa uz savienojošo stieni un otrādi, G ir degošu gāzu spiediena spēks, kas virza virzuli uz leju.

Tas ir, faktiski bez virzuļa viena cilindra dzinējā vai bez virzuļiem vairāku cilindru dzinējā nav iespējams pārvietot transportlīdzekli, kuram ir uzstādīts dzinējs.

Turklāt, kā redzams attēlā, uz virzuli iedarbojas vairāki spēki (arī pretējie spēki, kas spiež virzuli no apakšas uz augšu, tajā pašā attēlā nav parādīti).

Un, pamatojoties uz to, ka vairāki spēki nospiež virzuli un diezgan spēcīgi, virzulim ir jābūt dažām svarīgām īpašībām, proti:

• dzinēja virzuļa spēja izturēt milzīgo gāzu spiedienu, kas izplešas sadegšanas kamerā.
• spēja saspiest un izturēt saspiežamās degvielas augsto spiedienu (īpaši ieslēgtā).
• spēja pretoties gāzu izrāvienam starp cilindra sienām un tā sienām.
• spēja pārnest milzīgu spiedienu uz savienojošo stieni caur virzuļa tapu, nesalaužot.
• spēja ilgstoši nenolietoties no berzes pret cilindra sienām.
• spēja neiestrēgt cilindrā no materiāla, no kura tas ir izgatavots, termiskās izplešanās.
• Dzinēja virzulim jāspēj izturēt augsta degvielas sadegšanas temperatūra.
• ir liela izturība ar nelielu masu, lai novērstu vibrācijas un inerci.

Un tās nav visas prasības virzuļiem, it īpaši mūsdienu motoriem ar augstu apgriezienu skaitu. O noderīgas īpašības un mūsdienu virzuļu prasības, mēs runāsim vairāk, bet vispirms apskatīsim mūsdienu virzuļa ierīci.

Kā redzams attēlā, modernu virzuli var iedalīt vairākās daļās, no kurām katrai ir svarīga nozīme un savas funkcijas. Bet tālāk tiks aprakstītas galvenās svarīgākās dzinēja virzuļa daļas un sāksim ar svarīgāko un kritiskāko daļu – no virzuļa apakšas.

Dzinēja virzuļa apakšdaļa (apakšā).

Šī ir virzuļa augstākā un visvairāk noslogotā virsma, kas ir vērsta tieši uz dzinēja sadegšanas kameru. Un jebkura virzuļa apakšdaļa ir noslogota ne tikai ar lielu spiedes spēku no gāzēm, kas izplešas ar milzīgu ātrumu, bet arī ar augstu darba maisījuma sadegšanas temperatūru.

Turklāt virzuļa apakšdaļa ar savu profilu nosaka pašas sadegšanas kameras apakšējo virsmu un arī nosaka tik svarīgu parametru kā . Starp citu, virzuļa dibena forma var būt atkarīga no dažiem parametriem, piemēram, no sveču vai sprauslu atrašanās vietas sadegšanas kamerā, no vārstu atvēruma vietas un izmēra, no vārstu plākšņu diametra. - fotoattēlā pa kreisi ir skaidri redzami vārstu plākšņu padziļinājumi virzuļa apakšā, kas izslēdz savienojošos dibena vārstus.

Arī virzuļa dibena forma un izmēri ir atkarīgi no dzinēja sadegšanas kameras tilpuma un formas vai no tajā ievadītā degvielas-gaisa maisījuma īpašībām - piemēram, dažiem veciem divtaktu dzinējiem raksturīgs izvirzījums. -uz virzuļa dibena tika izgatavota ķemme, pildot atstarotāja lomu un vadot sadegšanas produktu plūsmu pūšot. Šis izvirzījums ir parādīts 2. attēlā (apakšā esošais izvirzījums ir redzams arī attēlā, kas parāda virzuļu izvietojumu). Starp citu, 2. attēlā parādīta arī senā divtaktu dzinēja darbplūsma un kā virzuļa dibena izvirzījums ietekmē pildījumu ar darba maisījumu un izplūdes gāzēm (tas ir, attīrīšanas uzlabošanu).

Divtaktu motocikla dzinējs - darbplūsma

Bet dažiem dzinējiem (piemēram, dažiem dīzeļdzinējiem), gluži pretēji, virzuļa apakšā centrā ir apaļš padziļinājums, kura dēļ palielinās sadegšanas kameras tilpums un attiecīgi kompresijas pakāpe. samazinās.

Bet, tā kā maza diametra padziļinājums dibena centrā nav vēlams labvēlīgai uzpildīšanai ar darba maisījumu (rodas nevēlamas turbulences), daudziem dzinējiem padziļinājumi virzuļa dibenos centrā vairs nav izveidoti.

Un, lai samazinātu sadegšanas kameras tilpumu, ir nepieciešams izgatavot tā sauktos nobīdītājus, tas ir, izveidot dibenu ar noteiktu materiāla daudzumu, kas atrodas nedaudz virs virzuļa dibena galvenās plaknes.

Vēl viens svarīgs rādītājs ir virzuļa dibena biezums. Jo tas ir biezāks, jo stiprāks ir virzulis un jo lielāku siltuma un jaudas slodzi tas var izturēt diezgan ilgu laiku. Un jo plānāks ir virzuļa dibena biezums, jo lielāka ir izdegšanas vai dibena fiziskas iznīcināšanas iespējamība.

Bet, palielinoties virzuļa dibena biezumam, virzuļa masa attiecīgi palielinās, kas ir ļoti nevēlami piespiedu ātrgaitas motoriem. Un tāpēc dizaineri dodas uz kompromisu, tas ir, "noķer" zelta vidusceļš starp spēku un svaru, un, protams, viņi pastāvīgi cenšas uzlabot virzuļu ražošanas tehnoloģijas mūsdienu dzinējiem (par tehnoloģijām vairāk vēlāk).

Virzuļa karstā zona.

Kā redzams iepriekš attēlā, kurā parādīts dzinēja virzuļa izvietojums, augšējā zeme ir attālums no virzuļa apakšas līdz tā augšējam kompresijas gredzenam. Jāņem vērā, ka jo mazāks ir attālums no virzuļa apakšas līdz augšējam gredzenam, tas ir, jo plānāks ir augšējais slānis, jo lielāku termisko spriegumu izjutīs virzuļa apakšējie elementi, un jo ātrāk tie nolietosies.

Tāpēc lielas slodzes piespiedu dzinējiem ir vēlams padarīt augšējo zemi biezāku, taču tas ne vienmēr tiek darīts, jo tādējādi var palielināties arī virzuļa augstums un masa, kas nav vēlams piespiedu un ātrgaitas dzinējiem. Šeit, tāpat kā ar virzuļa dibena biezumu, ir svarīgi atrast vidusceļu.

Virzuļa blīvējuma sekcija.

Šī sadaļa sākas no augšējās zemes apakšas līdz vietai, kur beidzas zemākā virzuļa gredzena rieva. Uz virzuļa blīvējuma daļas atrodas virzuļa gredzenu rievas un ir ievietoti paši gredzeni (kompresijas un eļļas noņemami).

Gredzena rievas ne tikai notur virzuļa gredzenus vietā, bet arī nodrošina tiem mobilitāti (sakarā ar noteiktām spraugām starp gredzeniem un rievām), kas ļauj virzuļa gredzeniem brīvi saspiesties un atspiesties to elastības dēļ (kas ir ļoti svarīgi, ja cilindrs ir nodilis un tam ir mucas forma) . Tas arī palīdz nospiest virzuļa gredzenus pret cilindra sienām, kas novērš gāzes izplūdi un veicina labu izplūdi, pat ja cilindrs ir nedaudz nodilis.

Kā redzams attēlā ar virzuļa ierīci, eļļas skrāpja gredzenam paredzētajā rievā (rievās) ir caurumi motoreļļas atgaitas plūsmai, ko eļļas skrāpja gredzens (vai gredzeni) noņem no cilindra sienām, kad virzulis pārvietojas cilindrā.

Papildus blīvējuma sekcijas galvenajai funkcijai (lai novērstu gāzes izplūdi), tai ir vēl viena svarīga īpašība - tā ir daļas siltuma noņemšana (precīzāk, sadale) no virzuļa uz cilindru un visu dzinēju. Protams, lai efektīvi sadalītu (noņemtu) siltumu un novērstu gāzes izplūšanu, ir svarīgi, lai virzuļa gredzeni diezgan cieši piegultos to rievām, bet jo īpaši cilindra sienas virsmai.

Dzinēja virzuļa galva.

Virzuļa galva ir kopēja zona, kas ietver virzuļa vainagu un blīvējuma zonu, ko es jau aprakstīju iepriekš. Jo lielāka un jaudīgāka ir virzuļa galva, jo lielāka ir tā izturība, labāka siltuma izkliede un attiecīgi vairāk resursa, taču arī masa ir lielāka, kas, kā minēts iepriekš, ir nevēlami motoriem ar augstu apgriezienu skaitu. Un samazināt masu, nesamazinot resursu, ir iespējams, ja virzuļa stiprums tiek palielināts, uzlabojot ražošanas tehnoloģiju, bet par to es rakstīšu vēlāk.

Starp citu, es gandrīz aizmirsu pateikt, ka dažos mūsdienu virzuļos, kas izgatavoti no alumīnija sakausējumiem, virzuļa galvā ir izgatavots ni-resist ieliktnis, tas ir, ni-resista loks (speciāls čuguns, kas ir stiprs un izturīgs pret koroziju) ielej virzuļa galvā.

Šajā lokā ir izgriezta rieva augšējam un visvairāk noslogotajam kompresijas virzuļa gredzenam. Un, lai gan, pateicoties ieliktnim, virzuļa masa nedaudz palielinās, tā izturība un nodilumizturība ievērojami palielinās (piemēram, mūsu vietējiem Tutaev virzuļiem, kas ražoti TMZ, ir neizturīgs ieliktnis).

Virzuļa saspiešanas augstums.

Saspiešanas augstums ir attālums milimetros, ko mēra no virzuļa vainaga līdz virzuļa tapas asij (vai otrādi). Dažādiem virzuļiem ir atšķirīgs saspiešanas augstums, un, protams, jo lielāks attālums no pirksta ass līdz apakšai, jo lielāks tas ir, un jo lielāks tas ir, jo labāka ir saspiešana un mazāka gāzes izplūdes iespējamība, bet arī jo lielāks ir virzuļa berzes spēks un sildīšana.

Vecajiem zema ātruma un zema ātruma dzinējiem virzuļa saspiešanas augstums bija lielāks, bet modernajiem lielāka ātruma dzinējiem tas kļuva mazāks. Šeit ir svarīgi arī atrast vidusceļu, kas ir atkarīgs no motora jaudas (jo lielāks ātrums, jo mazāka berze un zemāks kompresijas augstums).

Dzinēja virzuļa apvalks.

Svārki tiek saukti par virzuļa apakšējo daļu (to sauc arī par virzošo daļu). Apvalkos ir virzuļu uzgaļi ar caurumiem, kuros tiek ievietota virzuļa tapa. Virzuļa apmales ārējā virsma ir virzuļa vadošā (balsta) virsma, un šī virsma, tāpat kā virzuļa gredzeni, berzē pret cilindra sienām.

Apmēram virzuļa apmales vidusdaļā ir izciļņi, kuros ir caurumi virzuļa tapai. Un tā kā virzuļa materiāla svars plūdmaiņu laikā ir smagāks nekā citās svārku daļās, deformācijas no temperatūras ietekmes priekšgalu plaknē būs lielākas nekā citās virzuļa daļās.

Tāpēc, lai samazinātu temperatūras ietekmi (un spriegumus) uz virzuli abās pusēs, daļa materiāla tiek noņemta no svārku virsmas, apmēram līdz 0,5-1,5 mm dziļumam, un tiek iegūtas nelielas ieplakas. Šie padziļinājumi, ko sauc par dzesētājiem, ne tikai palīdz novērst temperatūras efektus un deformācijas, bet arī novērš skrāpējumu veidošanos, kā arī uzlabo virzuļa eļļošanu, pārvietojoties cilindrā.

Jāņem vērā arī tas, ka virzuļa apmalei ir konusa forma (augšpusē šaurāka apakšā, platāka apakšā), un plaknē, kas ir perpendikulāra virzuļa tapas asij, tai ir ovāla forma. Šīs novirzes no ideālās cilindriskās formas ir minimālas, tas ir, tām ir tikai daži simti mm (šīs vērtības ir dažādas - jo lielāks diametrs, jo lielāka novirze).

Konuss ir vajadzīgs, lai virzulis vienmērīgi izplešas no karsēšanas, jo augšpusē virzuļa temperatūra ir augstāka, un
un lielāka termiskā izplešanās. Un tā kā virzuļa diametrs apakšā ir nedaudz mazāks nekā apakšā, tad, kad tas izplešas no sildīšanas, virzulis iegūs ideālam cilindram tuvu formu.

Nu, ovāls ir paredzēts, lai kompensētu ātru nodilumu uz svārku sieniņām, kuras ātrāk nolietojas tur, kur ir lielāka berze, un tas ir augstāks klaņa kustības plaknē.

Pateicoties virzuļa apmalei (precīzāk, tā sānu virsmai), tiek nodrošināts vēlamais un pareizais virzuļa ass novietojums pret motora cilindra asi. Ar svārku sānu virsmas palīdzību uz motora cilindru tiek pārnesti šķērsspēki no sānspēka A darbības (skat. tekstā augšējo attēlu, kā arī attēlu labajā pusē), kas periodiski iedarbojas uz virzuļi un cilindri, kad virzuļi tiek pārvietoti kloķvārpstas griešanās laikā (kloķa-klaņa mehānisms).

Tāpat, pateicoties svārku sānu virsmai, siltums tiek noņemts no virzuļa uz cilindru (kā arī no virzuļa gredzeniem). Jo lielāka ir apmales sānu virsma, jo labāka ir siltuma izkliede, mazāka gāzes noplūde, mazāks virzuļa sitiens ar nelielu savienojošā stieņa augšējās galvas bukses nodilumu (vai ar neprecīzu bukses apstrādi - skatiet attēlu uz pa kreisi, tomēr tāpat kā ar trim kompresijas gredzeniem, nevis diviem (es par to rakstīju vairāk).

Bet, ja virzuļa apmale ir pārāk gara, tā masa ir lielāka, lielāka berze rodas uz cilindra sieniņām (moderniem virzuļiem uz apmales tiek uzklāts pretberzes pārklājums, lai samazinātu berzi un nodilumu), un liekā masa un berze ir ļoti liela. nav vēlams ātrgaitas piespiedu modernajos (vai sporta) motoros un tāpēc šādiem dzinējiem svārki pamazām sāka veidot ļoti īsus (tā sauktie minisvārki) un pamazām gandrīz atbrīvojās no tiem - tā parādījās T veida virzulis , parādīts fotoattēlā labajā pusē.

Bet T veida virzuļiem ir arī trūkumi, piemēram, tiem atkal var rasties problēmas ar berzi pret cilindra sienām, jo ​​ļoti īsu svārku (un pie maziem apgriezieniem) nepietiekami ieeļļota virsma.

Sīkāk par šīm problēmām, kā arī par to, kādos gadījumos dažiem dzinējiem ir nepieciešami T veida virzuļi ar minisvārkiem un kuros nav, es uzrakstīju atsevišķu detalizētu rakstu. Tur arī rakstīts par motora virzuļa formas evolūciju - iesaku izlasīt. Es domāju, ka mēs jau esam izdomājuši virzuļu izvietojumu un vienmērīgi pārejam pie virzuļu ražošanas tehnoloģijām, lai saprastu, kādi virzuļi tiek ražoti Dažādi ceļi labāki un kuri ir sliktāki (mazāk izturīgi).

Dzinēju virzuļi - ražošanas materiāli.

Izvēloties materiālu virzuļu ražošanai, tiek izvirzītas stingras prasības, proti:

• Virzuļa materiālam jābūt ar lieliskām pretberzes (pretsaķeres) īpašībām.
• Dzinēja virzuļa materiālam jābūt ar diezgan augstu mehānisko izturību.
• virzuļa materiālam jābūt ar zemu blīvumu un labu siltumvadītspēju.
• Virzuļa materiālam jābūt izturīgam pret koroziju.
• virzuļa materiālam jābūt ar zemu lineārās izplešanās koeficientu, un tam jābūt pēc iespējas tuvākam cilindra sieniņu materiāla izplešanās koeficientam vai vienādam ar to.

Čuguns.

Iepriekš, dzinēju būves rītausmā, kopš pašiem pirmajiem automobiļiem, motocikliem un lidmašīnām (lidmašīnām), virzuļu materiālam (starp citu, arī kompresoru virzuļiem) tika izmantots pelēkais čuguns. Protams, tāpat kā jebkuram materiālam, čugunam ir gan priekšrocības, gan trūkumi.

No priekšrocībām jāatzīmē laba nodilumizturība un pietiekama izturība. Bet lielākā daļa svarīga cieņačuguna virzuļi, kas uzstādīti dzinējos ar čuguna blokiem (vai starplikām) - tas ir tāds pats termiskās izplešanās koeficients kā čuguna motora cilindram. Tas nozīmē, ka termiskās spraugas var padarīt minimālas, tas ir, daudz mazākas nekā alumīnija virzulim, kas darbojas čuguna cilindrā. Tas ļāva ievērojami palielināt virzuļu grupas kompresiju un resursus.

Vēl viens būtisks čuguna virzuļu pluss ir neliela (tikai par 10%) mehāniskās stiprības samazināšanās, virzulim uzkarsējot. Alumīnija virzulim mehāniskās izturības samazināšanās karsēšanas laikā ir ievērojami lielāka, bet vairāk par to tālāk.

Bet, parādoties dzinējiem ar lielāku apgriezienu skaitu, izmantojot čuguna virzuļus, lielā ātrumā sāka atklāties to galvenais trūkums - diezgan liela masa salīdzinājumā ar alumīnija virzuļiem. Un pamazām viņi pārgāja uz virzuļu ražošanu no alumīnija sakausējumiem, pat dzinējos ar čuguna bloku vai uzmavu, lai gan alumīnija virzuļi bija jāizgatavo ar daudz lielākām termiskām spraugām, lai novērstu alumīnija virzuļa ķīli lējumā. - dzelzs cilindrs.

Starp citu, agrāk dažu dzinēju virzuļiem tika izveidots slīps apmales griezums, kas nodrošināja alumīnija virzuļa apmales atsperīgās īpašības un izslēdza to no iesprūšanas čuguna cilindrā - šāda virzuļa piemērs var būt redzams uz motocikla IZH-49 dzinēja).

Un līdz ar modernu cilindru jeb cilindru bloku parādīšanos, kas pilnībā izgatavoti no alumīnija un kuros vairs nav čuguna uzliku (tas ir, pārklāti ar niķeli vai), kļuva iespējams ražot arī alumīnija virzuļus ar minimālām termiskām spraugām. , jo sakausējuma cilindra termiskā izplešanās ir kļuvusi gandrīz tāda pati kā un sakausējuma virzuļa.

alumīnija sakausējumi. Gandrīz visi mūsdienu sērijveida dzinēju virzuļi tagad ir izgatavoti no alumīnija (izņemot plastmasas virzuļus uz lētiem ķīniešu kompresoriem).

Arī virzuļiem, kas izgatavoti no alumīnija sakausējumiem, ir gan priekšrocības, gan trūkumi. No galvenajām priekšrocībām jāatzīmē vieglā sakausējuma virzuļa mazais svars, kas ir ļoti svarīgs mūsdienu ātrgaitas dzinējiem. Alumīnija virzuļa svars, protams, ir atkarīgs no sakausējuma sastāva un no virzuļa izgatavošanas tehnoloģijas, jo kalts virzulis sver daudz mazāk nekā tas, kas izgatavots no tā paša sakausējuma ar liešanu, bet es rakstīšu par tehnoloģijām a nedaudz vēlāk.

Vēl viena vieglā sakausējuma virzuļu priekšrocība, par kuru maz cilvēku zina, ir diezgan augsta siltumvadītspēja, kas ir aptuveni 3-4 reizes augstāka nekā pelēkā čuguna siltumvadītspēja. Bet kāpēc cieņa, jo ar augstu siltumvadītspēju un siltuma izplešanos nav gluži maza, un būs un būs jātaisa vairāk siltuma spraugas, ja vien, protams, cilindrs nav čuguna (bet ar moderniem alumīnija cilindriem tas vairs nav nepieciešams).

Bet fakts ir tāds, ka augstā siltumvadītspēja neļauj virzuļa dibenam sasilt vairāk par 250 ° C, un tas dod lielu ieguldījumu labākais saturs dzinēja cilindrus un, protams, ļauj vēl vairāk palielināt kompresijas pakāpi benzīna dzinējos un tādējādi palielināt to jaudu.

Starp citu, lai kaut kādā veidā nostiprinātu no viegla sakausējuma atlietos virzuļus, inženieri to dizainam pievieno dažādus pastiprinošus elementus - piemēram, tie padara virzuļa sienas un dibenu biezākas, bet uzgaļi zem virzuļa tapas tiek izlieti vairāk. masīvs. Nu, vai arī viņi izgatavo ieliktņus no tā paša čuguna, es par to jau rakstīju iepriekš. Un, protams, visi šie pastiprinājumi palielina virzuļa masu, un rezultātā izrādās, ka vecāks un izturīgāks no čuguna izgatavots virzulis diezgan nedaudz zaudē svaru vieglā sakausējuma virzulim, kaut kur par 10- 15 procenti.

Un te nu kādam rodas jautājums, vai spēle ir sveces vērta? Tas ir tā vērts, jo alumīnija sakausējumiem ir vēl viena lieliska īpašība - tie trīs reizes labāk noņem siltumu nekā tas pats čuguns. Un šī svarīgā īpašība ir neaizstājama mūsdienu motoros ar augstu apgriezienu skaitu (paaugstinātiem un karstiem) dzinējiem, kuriem ir diezgan augsta kompresijas pakāpe.

Turklāt modernās tehnoloģijas kaltu virzuļu ražošana (par tiem nedaudz vēlāk) būtiski palielina izturību un samazina detaļu svaru un vairs nav nepieciešams šādus virzuļus pastiprināt ar dažādiem ieliktņiem, vai masīvākiem lējumiem.

No alumīnija sakausējumiem izgatavoto virzuļu trūkumi ir šādi: diezgan liels alumīnija sakausējumu lineārās izplešanās koeficients, kurā tas ir aptuveni divas reizes lielāks nekā no čuguna izgatavotiem virzuļiem.

Vēl viens būtisks alumīnija virzuļu trūkums ir diezgan liela mehāniskās izturības samazināšanās, virzuļa temperatūrai paaugstinoties. Piemēram: ja vieglā sakausējuma virzulis tiek uzkarsēts līdz trīssimt grādiem, tas novedīs pie tā izturības samazināšanās pat divas reizes (apmēram par 55–50 procentiem). Un čuguna virzulim, kad tas tiek uzkarsēts, spēks samazinās ievērojami mazāk - tikai par 10 - 15%. Lai gan mūsdienu virzuļi, kas izgatavoti no alumīnija sakausējumiem kalšanas, nevis liešanas ceļā, karsējot zaudē spēku daudz mazāk.

Daudziem mūsdienu alumīnija virzuļiem mehāniskās izturības samazināšanos un pārāk lielu termisko izplešanos novērš progresīvākas ražošanas tehnoloģijas, kas ir aizstājušas tradicionālo liešanu (vairāk par to tālāk), kā arī speciālie kompensācijas ieliktņi (piemēram, manis minētie niresta ieliktņi iepriekš), kas ne tikai palielina izturību, bet arī ievērojami samazina virzuļa apmales sienu termisko izplešanos.

Dzinēja virzulis - ražošanas tehnoloģija.

Nav noslēpums, ka laika gaitā, lai palielinātu dzinēja jaudu, viņi pamazām sāka palielināt kompresijas pakāpi un dzinēja apgriezienus. Un, lai palielinātu jaudu, nekaitējot virzuļu resursiem, pakāpeniski tika uzlabotas to izgatavošanas tehnoloģijas. Bet sāksim pēc kārtas – ar parastajiem lietiem virzuļiem.

Virzuļi izgatavoti ar parasto liešanu.

Šī tehnoloģija ir visvienkāršākā un vecākā, tā tiek izmantota jau no pašiem auto un dzinēju būves vēstures pirmsākumiem, kopš ryh čuguna virzuļi.

Tehnoloģija virzuļu ražošanai vismodernākajiem dzinējiem ar parasto liešanu gandrīz vairs netiek izmantota. Galu galā izlaide ir produkts, kuram ir trūkumi (poras utt.), Kas ievērojami samazina detaļas izturību. Jā, un parastās veidņu liešanas (chill mold) tehnoloģija ir diezgan sena, tā tika aizgūta no mūsu senajiem senčiem, kuri pirms daudziem gadsimtiem lēja bronzas cirvjus.

Un veidnē ielietais alumīnija sakausējums atkārto veidnes (matricas) formu, un tad detaļa vēl ir jāapstrādā termiski un uz mašīnām, noņemot lieko materiālu, kas aizņem daudz laika (pat CNC mašīnām).

Iesmidzināšanas formēšana.

Vienkāršā liešanā izgatavotā virzuļa izturība nav liela detaļas porainības dēļ, un pakāpeniski daudzi uzņēmumi atteicās no šīs metodes un sāka liet virzuļus zem spiediena, kas ievērojami uzlaboja izturību, jo porainības gandrīz nav.

Inžektorliešanas tehnoloģija būtiski atšķiras no bronzas laikmeta parastās cirvju liešanas tehnoloģijas un, protams, izlaide ir precīzāka un izturīgāka detaļa, kurai ir nedaudz labāka struktūra. Starp citu, liejot veidnē alumīnija sakausējumus zem spiediena (šo tehnoloģiju sauc arī par šķidro štancēšanu), tiek atlieti ne tikai virzuļi, bet arī dažu mūsdienu motociklu un automašīnu rāmji.

Bet tomēr šī tehnoloģija nav ideāla, un pat paņemot spiedienlietas virzuli un to pārbaudot, uz tā virsmas neko neatradīsit, taču tas nenozīmē, ka viss iekšā ir ideāls. Patiešām, liešanas procesā pat zem spiediena nav izslēgts iekšējo tukšumu un dobumu (sīku burbuļu) parādīšanās, kas samazina detaļas izturību.

Bet tomēr virzuļu iesmidzināšana (šķidruma štancēšana) ir ievērojami labāka nekā parastā liešana, un šī tehnoloģija joprojām tiek izmantota daudzās rūpnīcās virzuļu, rāmju, šasiju detaļu un citu automašīnu un motociklu detaļu ražošanā. Un tiem, kuriem ir interese lasīt sīkāk par to, kā tiek izgatavoti šķidrā veidā kalti virzuļi, un par to priekšrocībām, mēs par tiem lasām.

Kalti automašīnas (motocikla) ​​virzuļi.

Kalti virzuļi sadzīves automašīnām.

Šī šobrīd ir modernākā vieglā sakausējuma virzuļu ražošanas tehnoloģija, kurai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar lietiem un kuras tiek uzstādītas uz modernākajiem dzinējiem ar augstu apgriezienu skaitu ar augstu kompresijas pakāpi. Kaltiem virzuļiem, ko ražo cienījami uzņēmumi, praktiski nav nekādu trūkumu.

Bet man nav jēgas šajā rakstā detalizēti rakstīt par kaltiem virzuļiem, jo ​​es par tiem uzrakstīju divus ļoti detalizētus rakstus, kurus ikviens var izlasīt, noklikšķinot uz zemāk esošajām saitēm.

Tas šķiet arī viss, ja vēl ko atcerēšos par tik svarīgu detaļu kā motora virzulis, noteikti pielikšu klāt, veiksmi visiem.