Et stempel er en del af en bilmotor. Enhed, udskiftning, stempelinstallation

2024 Forfatter: Erin Ralphs | [email protected]. Sidst ændret: 2024-02-19 13:04

Stemplet er et af elementerne i krumtapmekanismen, som princippet om drift af mange forbrændingsmotorer er baseret på. Denne artikel diskuterer disse deles design og funktioner.

Definition

Et stempel er en del, der udfører frem- og tilbagegående bevægelser i en cylinder og sikrer omdannelsen af gastryksændringer til mekanisk arbejde.

Destination

Med deltagelse af disse dele realiseres motorens termodynamiske proces. Da stemplet er et af elementerne i krumtapmekanismen, opfatter det trykket produceret af gasserne og overfører kraften til plejlstangen. Derudover sikrer det forsegling af forbrændingskammeret og fjernelse af varme fra det.

Design

Stemplet er en tredelt del, det vil sige, dets design omfatter tre komponenter, der udfører forskellige funktioner, og to dele: hovedet, som kombinerer bund- og tætningsdelen, og styredelen, repræsenteret ved nederdel.

Bund

Kan have anderledesform afhængig af mange faktorer. For eksempel bestemmes konfigurationen af bunden af stemplerne i en forbrændingsmotor af placeringen af andre strukturelle elementer, såsom dyser, stearinlys, ventiler, formen af forbrændingskammeret, funktionerne i de processer, der forekommer i det, det overordnede design af motoren osv. Under alle omstændigheder bestemmer det funktionsegenskaberne.

Der er to hovedtyper af stempelkronekonfiguration: konveks og konkav. Den første giver større styrke, men forværrer konfigurationen af forbrændingskammeret. Med en konkav bund har forbrændingskammeret tværtimod en optimal form, men kulstofaflejringer aflejres mere intensivt. Mindre almindeligt (i totaktsmotorer) er der stempler med en bund repræsenteret af et reflektorfremspring. Dette er nødvendigt, når der blæses for den rettede bevægelse af forbrændingsprodukter. Dele af benzinmotorer har norm alt en flad eller næsten flad bund. Nogle gange har de riller til helt at åbne ventilerne. I motorer med direkte indsprøjtning er stemplerne kendetegnet ved en mere kompleks konfiguration. I dieselmotorer er de kendetegnet ved tilstedeværelsen af et forbrændingskammer i bunden, som giver god hvirvel og forbedrer blandingsdannelsen.

De fleste stempler er enkeltsidede, selvom der også er dobbeltsidede versioner, der har to bunde.

Afstanden mellem rillen i den første kompressionsring og bunden kaldes stemplets affyringszone. Værdien af dens højde er meget vigtig, hvilket er forskelligt for dele lavet af forskellige materialer. Under alle omstændigheder højden af ildringen ud overgrænserne for den mindst tilladte værdi kan føre til udbrænding af stemplet og deformation af sædet på den øvre kompressionsring.

Sætningsdel

Her er olieskraber og kompressionsringe. For dele af den første type har kanalerne gennemgående huller til olien, der fjernes fra cylinderens overflade, for at komme ind i stemplet, hvorfra den kommer ind i olieskålen. Nogle har en fælg i rustfrit stål med en rille til den øverste kompressionsring.

Stempelringe, lavet af støbejern, tjener til at skabe en tæt pasform mellem stemplet og cylinderen. Derfor er de kilden til den største friktion i motoren, hvorfra tabene udgør 25% af de samlede mekaniske tab i motoren. Antallet og placeringen af ringe bestemmes af motorens type og formål. De mest brugte er 2 kompressionsringe og 1 olieskrabering.

Kompressionsringe udfører opgaven med at forhindre gasser i at trænge ind i krumtaphuset fra forbrændingskammeret. De største belastninger falder på den første af dem, derfor er dens rille i nogle motorer forstærket med en stålindsats. Kompressionsringe kan være trapezformede, koniske, tøndeformede. Nogle af dem har en udskæring.

Olieskraberringen tjener til at fjerne overskydende olie fra cylinderen og forhindrer den i at trænge ind i forbrændingskammeret. Den har huller til dette. Nogle varianter har en fjederudvidelse.

Guide del (nederdel)

Har en tøndeformet (krumme) eller konisk form for at kompensere for termisk udvidelse. På hendeder er to ører til stempelstiften. I disse områder har nederdelen den største masse. Derudover er der observeret de største temperaturdeformationer under opvarmning. Forskellige foranst altninger bruges til at reducere dem. Der kan være en olieskrabering i bunden af skørtet.

For at overføre kraft fra stemplet eller til det, bruges oftest en håndsving eller en stang. Stempelstiften tjener til at forbinde denne del med dem. Den er lavet af stål, har en rørformet form og kan monteres på flere måder. Oftest bruges en flydende finger, som kan drejes under drift. For at forhindre forskydning er den fastgjort med holderinge. Stiv fastgørelse bruges meget sjældnere. Stangen fungerer som en guide i nogle tilfælde og erstatter stempelskørtet.

Materials

Motorstemplet kan være sammensat af forskellige materialer. Under alle omstændigheder skal de have sådanne kvaliteter som høj styrke, god termisk ledningsevne, anti-friktionsegenskaber, korrosionsbestandighed og lav koefficient for lineær udvidelse og tæthed. Til fremstilling af stempler anvendes aluminiumslegeringer og støbejern.

Støbejern

Den har høj styrke, slidstyrke og lav lineær ekspansionskoefficient. Sidstnævnte egenskab gør det muligt for sådanne stempler at arbejde med små spillerum, hvorved der opnås en god cylindertætning. Men på grund af den betydelige vægtfylde anvendes støbejernsdele kun i de motorer, hvor de frem- og tilbagegående masser har kræfterinerti, der ikke udgør mere end en sjettedel af trykkræfterne på bunden af gasstemplet. På grund af lav varmeledningsevne når opvarmningen af bunden af støbejernsdele under motordrift 350-450 °C, hvilket er særligt uønsket for karburatoroptioner, da det fører til glødetænding.

Aluminium

Dette materiale bruges mest til stempler. Dette skyldes den lave egenvægt (aluminiumsdele er 30 % lettere end støbejernsdele), høj varmeledningsevne (3-4 gange større end støbejerns), som sikrer, at bunden opvarmes til ikke mere end 250° C, hvilket gør det muligt at øge kompressionsforholdet og give bedre fyldning af cylindre, og høje antifriktionsegenskaber. Samtidig har aluminium en lineær ekspansionskoefficient, der er 2 gange større end støbejerns, hvilket tvinger store mellemrum til cylindervæggene, dvs. dimensionerne på aluminiumsstempler er mindre end støbejerns for identiske cylindre. Derudover har sådanne dele lavere styrke, især ved opvarmning (ved 300 ° C falder den med 50-55%, mens den for støbejern - med 10%).

For at reducere friktionsgraden er stemplernes vægge belagt med et antifriktionsmateriale, som bruges som grafit og molybdændisulfid.

Opvarmning

Som nævnt kan stemplerne under motordrift varme op til 250-450 °C. Derfor er det nødvendigt at træffe foranst altninger, der har til formål både at reducere opvarmning og kompensere for den termiske udvidelse forårsaget af det.detaljer.

Til afkøling af stemplerne bruges olie, som tilføres inde i dem på forskellige måder: de skaber en olietåge i cylinderen, sprøjter den gennem et hul i plejlstangen eller med en dyse, sprøjter den ind i cylinderen. ringformet kanal, cirkuler gennem den rørformede spole i stempelbunden.

For at kompensere for temperaturdeformationer i tidevandsområderne drejes skørterne på begge sider af metallet 0,5-1,5 mm dybt i form af U- eller T-formede slidser. En sådan foranst altning forbedrer dens smøring og forhindrer udseendet af scoring fra temperaturdeformationer, derfor kaldes disse fordybninger køleskabe. De bruges i kombination med et konisk eller tøndeformet nederdel. Dette kompenserer for dens lineære udvidelse på grund af det faktum, at skørtet, når det opvarmes, antager en cylindrisk form. Derudover anvendes kompensationsindsatser, så stempeldiameteren oplever begrænset termisk udvidelse i plejlstangens svingplan. Det er også muligt at isolere den styredel fra hovedet, der oplever mest varme. Til sidst får nederdelens vægge fjedrende egenskaber ved at påføre et skråt snit i hele dets længde.

Produktionsteknologi

I henhold til fremstillingsmetoden er stemplerne opdelt i støbte og smedede (stemplede). Dele af den første type bruges på de fleste biler, og udskiftning af stempler med smedede bruges til tuning. Smedede muligheder er kendetegnet ved øget styrke og holdbarhed samt lavere vægt. Derfor øger installationen af stempler af denne type motorens pålidelighed og ydeevne. Dette er især vigtigt for motorer, der arbejder under forhold med øgetbelastninger, mens støbte dele er nok til hverdagsbrug.

Application

Stemplet er en multifunktionel del. Derfor bruges det ikke kun i motorer. For eksempel er der et bremsekaliperstempel, da det fungerer på samme måde. Krumtapmekanismen bruges også på nogle modeller af kompressorer, pumper og andet udstyr.