Презентация на тему: "Презентация на тему "Конструкция ДВС". Поршень."

Поршень.
ДЕТАЛИ ДВИЖЕНИЯ
Составитель Мочалов Ю.Г.

Назначение
передача силы давления газов на шатун или на поршневой шток
передача нормальной силы на стенку цилиндра;
образование камеры сгорания и обеспечение ее герметичности,
управление открытием и закрытием окон.

КЛАССИФИКАЦИЯ
Поршни
Тронковых дизелей
Крейцкопфных дизелей
Цельные
Составные
Неохлаждаемые
Охлаждаемые

Механические нагрузки возникают под действием силы давлений газов и силы инерции. Сила давления газов Рг вызывает цикличес­ки повторяющуюся деформацию днища и стенки поршня (см. рис. а), а сила инерции Рj стремится разорвать шпильки крепления головки или днища (в составных поршнях).
Термические нагрузки обусловлены непосредственным соприкосновением головки поршня с горячими газами (через поршень отводится 8-10% теплоты, выделяющейся при сгорании топлива в цилиндре), тепловая нагрузка поршня резко возрастает при увеличении диаметра цилиндра D (квадратичная зависимость) и при переходе от четырехтактного (m = 2) к двухтактному (m = 1) циклу.

Условия работы, нагрузки

наименьшая теплонапряженность;
меньшая при достаточной прочности и жесткости масса;
жаропрочность и жаростойкость;
износостойкость;
иметь хорошие антифрикционные свойства и малый коэффициент линейного расширения

Требования к конструкции поршня

Очертания поршня тронко­вого двигателя
а - конусная головка; б - сту­пенчатая головка; в - конические головка и юбка поршня; г - боковая поверхность поршня имеет криволинейный профиль с максималь­ным диаметром в районе оси поршневого пальца; д - поперечное сечение поршня по оси поршневого пальца
Неравномерное распределение темпера­тур и масс определяют сложную геомет­рию поршня тронкового двигателя. Для компенсации относительно большого ли­нейного расширения головки поршня, свя­занного с более высокой температурой на­грева, образующую поверхность головки делают меньшего диаметра, чем у тронка, придавая поршню ступенчатую, конусную или бочкообразную форму.

Днище, форма
3 - рёбра жёсткости (рис. д)
1 - карманы (рис. а, б)
2 - отверстия для рымов (рис. б, в)
1 – кожух (рис. д)
Расположение колец
2, 3, 1 - «тепловые дамбы»
2 и 5 (рис. а), 3 и 4 (рис. б) –отверстия для отвода масла
4 - «карманы»-холодильники (рис. а)
2 – вставка для пальца (рис. г).

Элементы конструкции

ПОРШНИ
Составной поршень 4-х тактного быстроходного двигателя «Катерпиллер»
Конструкция поршней крейцкопфных дизелей: А,б- «Бурмейстер и Вайн»;
в,г- «МАН»; е,ж- «Зульцер»

Конструкции поршней тронковых дизелей

Поршни судовых средне- и высокооборотных двигателей
а - общий вид поршня четырехтактного двигателя L16/24 фирмы MAN;
б - поршень двигателя L23/30 фирмы MAN;
в - поршень двигателя 46 серии фирмы Wartsila;
г - поршень двигателя Z40 фирмы Sulzer;
д - схема механизма для проворачивания поршня двигателя Z40;
е - поршень четырехтактного дизеля М32, фирмы МаК.
1 - тронк; 2 - поршневой палец;
3 - бобышки;
4 - канал подвода масла на втулку ци­линдра;
5 - кепы с поршневыми кольцами;
6 - головка поршня;
7 - полость охлаждения;
8 - тепловой экран,
9 - резьбовое отверстие для рема;
10 - храповое колесо; 11 - собачки;
12 - выступ храпового колеса;
13 - кольцевая пружина;
14 - прорезь в пружине;
15 - штуцер подвода охлаждающего масла;
16 - стопорное кольцо.

Поршневые пальцы
Требования:
- высокая радиальная жесткость (для предотвращения деформации, заедания в поршневом подшипнике);
- хорошая сопротивляемость ударной нагрузке (мягкая сердцевина);
- высокая износостойкость (твердый поверхностный слой).

Масляное охлаждение.
Преимущество:
возможность применения в тронковых и крейцкопфных дизелях.
Недостаток - вероятность коксования масла на донышке, резко ухудшающего теплоотвод.
Водяное охлаждение.
Преимущества :
высокая теплоемкость воды и большой коэффициент теплоотдачи от стенок поршня к воде.
Недостатки:
возможность применения только в крейцкопфных дизелях,
необходимость тщательного изготовления и изоляции системы подвода и отвода воды во избежание ее попадания в масло.

Охлаждение поршней

Струйное, (рис. а)
Проточное, (рис. б,в)

Способы охлаждения поршней.
Взбалтыванием (рис. а, б)
Циркуляционное (рис. а, д)

Повреждения поршней в эксплуатации

Причины перегрева головок поршней:
Длительная работа двигателя с перегрузкой.
- Нарушение распыливания топлива, подтекание распылителя.
Недостаточное поступление воздуха в цилиндры.
Слишком поздняя подача топлива, большое догорание на линии расширения, нарушение в регулировке ТНВД - чрезмерно большая подача топлива в рассматриваемый цилиндр.
Недостаточное охлаждение двигателя и поршня.

Вопросы
1. Назначение поршня
2. Основные элементы конструкции поршней
3. Отличие поршня тронкового и крейцкопфного двигателя
4. Материалы для изготовления поршней
5. Возможные очертания поршня
6. Назначение поршневого пальца
7. Способы охлаждения поршней
Литература:
Возницкий И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания. Том 1. / И.В.Возницкий, А.С.Пунда – М.:МОРКНИГА, 2010.- 260 с. Стр.62-80