Поршневая группа

Двигатели внутреннего сгорания – это основная часть автомобиля, которая и позволяет ему перемещаться. Этот основной узел автотранспортного средства представляет тепловую машину. Внутри него химическая реакция сгорания топлива превращается в механическую энергию. Реализуется переход при освобождении энергии в процессе воспламенения. И все это происходит в камере сгорания топлива, с передачей газа через систему цилиндров с вращением коленчатого вала. А, чтобы детально разобраться в основе получения движения, важно рассмотреть работу таких частей, как цилиндро-поршневая группа, которая и выполняет нужную трансформацию.

ЦПГ двигателя: что это

ЦПГ – это цилиндро-поршневая группа. Ее назначение – выполнение вращения коленчатого вала с передачей вращающего движения на ходовую часть автотранспортного средства. А отсюда усилие (движение) распространяется на ведущие колеса. Но, первоначально движение образуется именно в данной группе, где поршень, двигающийся по гильзе, передает движение далее по основным узлам.

В ЦПГ энергия сжатого газа трансформируется в поступательное движение. Далее оно преобразуется в крутящий момент, приводя в движение элементы кривошипно-шатунного механизма.

Состав поршневой группы

ЦПГ включает:

• Поршни. Эта деталь совершает возвратно-поступательное движение в направлении вверх-вниз.
• Гильзы. Это цилиндрическая полая деталь, внутри которой выполняется движение. Второе название этой детали – цилиндры.
• Компрессионные кольца. Они исключают зазор между поршнем и гильзой. Это важно, так как образование люфтов в этой части конструкции двигателя приводит к прорыванию горючих смесей и газов в картер. Конструктивно есть 2 компрессионных кольца.
• Маслосъемные кольца. По своему воздействию на гильзу эти кольца снимают излишки масла со внутренних стенок цилиндра (гильзы). Так они предотвращают образование сажи из-за возможного сгорания масла в камере. Присутствует чаще всего одно маслосъемное кольцо. Хотя, встречаются и другие конструкции с точки зрения количества разных видов колец.
• Поршневые пальцы. Они соединяют основную деталь и шатун. Фиксация выполняется опрессовкой в точке соприкосновения с шатуном. Там где палец крепится с поршнем, обеспечивается подвижное соединение, которое дает качающее движение.
• Юбка поршня. Она придает необходимую высоту цилиндрической части, которая соприкасается с внутренней поверхностью цилиндрического отверстия гильзы. Она является направляющей и может иметь цилиндрическую бочкообразную форму, либо коническую с небольшим углом уклона. Чтобы снизить потери на трении в этой части механизма, на эту поверхность наносится тонкий слой антифрикционного состава.
• Бобышка – конструктивный выступающий элемент, который обеспечивает необходимое зацепление.
• Шатунный механизм. Дает передачу поступательного движения на элемент коленчатого вала.

Читайте также: Мочевина для дизеля

Что такое поршень

Поршень мощного быстроходного дизеля со вставкой под верхнее кольцо. Фото из Википедии

Поршневая группа имеет один ключевой элемент. Состоит он из цилиндра с клапанами и самого поршня, который связан другими деталями с коленчатым валом. Суть его работы в цилиндре (гильзе), можно описать так:

• При его перемещении вниз, открывает впускной клапан, через который происходит впрыск ТВС – топливно-воздушной смеси.
• Поршень поднимается с одновременным закрытием клапана. Происходит сжатие ТВС. Он перемещается в верхнюю (мертвую) точку.
• В этот момент свеча зажигания образует искру. Происходит сгорание ТВС с выделением большого количества газов.
• Они оказывают давление. Это вызывает резкое перемещение поршня вниз.
• Открывается выпускной клапан, который позволяет отвести выхлопные газы через выпускной коллектор.

Так осуществляется работа с преобразованием и передачей сначала энергии сгорания с возвратно-поступательное движение. А потом с его трансформацией во вращательное.

Из чего состоит поршень

Поршень бензинового двигателя. Фото из Википедии

Поршни двигателя по своему конструктивному устройству объединяют 3 основные части, которые выполняют следующие функции:

• Днище поршня берет на себя усилие от газового воздействия и на эту часть приходится максимальная тепловая нагрузка.
• Уплотняющая часть исключает прорыв газа, а также передает максимальную часть тепла непосредственно к цилиндру.
• Тронк или направляющий элемент. Его функционал – это передача бокового усилия на стенку цилиндра, что позволяет поддержать корректное положение узла.

Если условно объединить днище и уплотняющую часть, то образуется так называемая головка поршня.

Чертёж поршня

Устройство поршня можно детально изучить на чертеже. Тут становится понятным, в каком направлении осуществляется перемещение и какие основные такты может совершать этот узел. Чертеж позволяет изучить, как выглядит поршень и какие размеры в мм имеют основные детали.

Как работает поршень

После того, как становится понятным принцип впрыска топлива, его сгорания и воздействия газов на детали основного узла, стоит изучить более подробно, как это линейное движение трансформируется во вращательное.

Чтобы передать усилия непосредственно от цилиндра к дальнейшим узлам двигателя, могут использоваться:

• Кривошипно-ползунный механизм со штоком. Такое сочетание узлов характерно для крейцкопфных двигателей.
• Шатун. Он соединяется с основным узлом при помощи сплошного или полого цилиндрического стержня, который называется пальцем.

Важно обратить внимание! Существуют и другие принципы устройства ЦПГ, которые обеспечивают наличие только 2 тактов. В этом случае схема функционирования выгляди т следующим образом:

• При перемещении поршня из нижней точки вверх, происходит впуск топлива в камеру сгорания и его поджигание искрой.
• Второй такт отмечается самим горением топлива. В этот момент происходит движение ключевой детали вниз. В этом же такте реализуется выпуск выхлопных газов.

НА ЗАМЕТКУ! Поршень – это не только конструктивный узел, который обеспечивает преобразование движения. Он также служит, чтобы отвести избыток тепла от камеры сгорания и обеспечить необходимую герметизацию камеры сгорания топлива.

Виды поршней

Виды детали обусловлены несколькими параметрами:

• По конструкции – цельные и составные. Для первых используют метод литья, так как по конфигурации деталь сложная. Для второго типа – различные виды соединений отдельных деталей. Второй вариант – предпочтителен, так как удается добиться более высоких эксплуатационных показателей.
• По материалам и технологии обработки цельных деталей их классифицируют на – литые и кованные. Литье происходит под давлением. Так удается получить более точную форму, а значит совершать меньшее количество дополнительных доводок. Для штамповки применяется алюминиевый сплав с добавлением кремний. Эта присадка позволяет получить более высокую прочность. И одновременно с тем, именно кремний дает возможность уменьшить расширение детали при воздействии высоких температур.

Маркировка поршней

Маркировка позволяет судить о:

• Размерах узла.
• Материале.
• Технологии производства. Обозначение содержит номер отливки, схема сборки составного узла.
• Допустимых зазорах.
• Направлении установки.
• Производителе.

И ряде других параметров. Маркировка включает набор – букв, цифр, дополнительных знаков.

Маркировка наносится на поверхности. Дополнительные обозначения набивают на днище. В эту группу знаков входят:

• Класс. Это две маркировки – по типу отверстия под стержень в поршне и основной диаметр.
• Направление сборки, которое обозначается стрелкой.
• Размер, который нужно установить при ремонте.
• Группа по массе.

Маркировка ЗМЗ

Примеры маркировки изделия от Заволжского моторного завода:

• 53-1004015-22.
• 524.1004015.

Базовое число аналогично группе автомобилей ВАЗ.

Маркировка ВАЗ

Маркировка узла производства ВАЗ зависит от модели. Для автомобиля 2110 маркировка обозначается – 1004015. Номинальный диаметр – 82 мм. После двух ремонтов он может быть увеличен до 82,8 мм. Допустимый интервал зазора в пределах – 0,025…0,045 мм.

Маркировка Тойота

Маркировка двигателя Toyota содержит:

• Латинские буквы. Обозначают размер отверстия под палец.
• Цифры. Указывают на габарит в области юбки.
• Стрелки. Обозначают направление установки.

Поршни завода «Мотордеталь»

Маркировка двигателей, которые производит завод «Мотордеталь — Кострома» объединяет:

• Знак EAL и название страны производителя.
• Группы по массе и диаметру.
• Номер.
• Знак ОТК.
• Дата производства.
• Допустимый зазор между взаимодействующими поверхностями.

Надписи выполняют лазерной гравировкой.

Читайте также: Датчик ДМРВ

Как правильно собрать поршень

Замена узла нужна при:

• Заеданиях и заклиниваниях. Они образуются в результате воздействия многочисленных тактов перегрева и охлаждения. Это свидетельствует об износе детали. Образуется из-за нарушения циркуляции масла и охлаждающего состава; засорах; неполадках в радиаторе или вентиляторе; повреждении помпы.
• Длительном применении неподходящего топлива с низким октановым числом. Здесь происходит сбой в работе топливных форсунок или системы зажигания. Могут появляться задиры на рабочих поверхностях.
• Разрушении колец. Это состояние вызывает излишне высокая температура в цилиндро-поршневой группе.

А также ряде других условий, когда нарушается полноценная работа двигателя.

Установка поршня в двигатель

Для этой манипуляции необходимо выполнить подбор детали. Купить рекомендуется оригинал или приближенный к нему узел, который будет соответствовать размерным и иным показателям. Ремонт выполняют:

• Приобретением и сменой только блока цилиндров вместе с кривошипно-шатунным механизмом.
• Полной заменой двигателя внутреннего сгорания. Этот вариант является более затратным, но гарантирует точное соответствие всех деталей и их слаженную работу в дальнейшем. Особенно в том случае, если приобретен оригинал завода производителя.

Если выполняется установка только нового узла, то выполняют следующие действия:

• Сливают остатки масла. Демонтируют головку вместе с прокладкой.
• Снимают нагар с верхней части гильзы. Вытаскивают поршень. Определяют причину сбоев.
• Замеряют диаметр. Это важно выполнить тщательно, чтобы верно подобрать габарит.
• Снимают поддон и спускают остатки масла.
• Осматривают дно на отсутствие обломков и металлических сломанных частей.
• Масляную пленку анализируют на просвет. Если в ней наблюдаются искринки, это указывает на износ вкладышей.
• Основную часть вытаскивают вместе с кольцами и шатуном. При наличии на нем задиров, трещин, посинения в области юбки и прочих дефектах, его меняют на новый. Чаще всего это происходит вместе с бронзовой втулки с головки, шатуном и пальцем, так как эти детали работают вместе.

Чтобы обеспечить корректное функционирование автомобиля, за этой услугой лучше обратиться к мастерам. И, хотя цена ремонта в этом случае существенно увеличивается, но зато обеспечивает бесперебойность и гарантию.