Поршневая группа (часть 4) |
Динамика и конструирование |
Высота юбки должна быть минимально достаточной для обеспечения движения поршня в цилиндре без перекосов. В этом случае поршень при его перекладке должен контактировать с зеркалом цилиндра нижней и верхней кромками юбки, что гарантирует отсутствие кромочного контакта с цилиндром в зоне его головки. Таким образом, рациональная величина зависит от высоты головки поршня, величины диаметральных зазоров между поршнем и цилиндром в зоне головки и юбки, от их профилей по высоте. Положение оси пальца h2выбирают из условия обеспечения равномерного распределения давления силы по высоте юбки, достаточного для недопущения разрыва масляной пленки на зеркале цилиндра. С этой целью ось пальца стремятся максимально приблизить к центру масс поршня, что позволяет также минимизировать интенсивность его перекладки. Достигается это при размещении пальца примерно в середине высоты юбки поршня. Уменьшению энергии удара при перекладке способствует также смещение оси отверстия под палец относительно продольной оси симметрии поршня в сторону наиболее нагруженной его боковой поверхности на величину, равную (0,02...0,03)Z). При этом в зоне ВМТ момент начала движения поршня от одной стенки цилиндра к другой не будет совпадать с моментом резкого нарастания давления сгорания. Опорная длина kотверстий в бобышках при заданном диаметре пальца должна обеспечивать приемлемый уровень удельных давлений и, следовательно, достаточную износостойкость сопряжения. Величина данного параметра должна согласовываться с минимально необходимой длиной поршневой головки шатуна. При проектировании поршня в качестве исходных параметров используются статистические данные по конструктивным размерам его элементов (см. рис. 5.4, табл. 5.1). Зазоры между элементами поршня и зеркалом цилиндра при прогретом двигателе являются одним из наиболее важных параметров, влияющих как на работоспособность поршневой группы, так и на потребительские качества двигателя в целом. Наличие зазоров и их величина зависят от уровней механической и тепловой нагруженности элементов цилиндропоршневой группы, соотношения конструктивных параметров и теплофизических свойств материалов их элементов. Проблема стабилизации величины зазоров в сопряжении поршень — цилиндр для всего многообразия эксплуатационных режимов работы осложняется тем, что коэффициент линейного расширения поршней из алюминиевых сплавов в 1,5...2 раза превышает коэффициент линейного расширения стальной или чугунной гильзы цилиндра. Тепловое состояние поршня на различных режимах работы ДВС существенно варьируется. Его температура изменяется от минимальной при пуске и прогреве холодного двигателя до максимальной на режимах наибольших нагрузок. На фоне относительно стабильного теплового состояния цилиндра это обстоятельство предопределяет существенные изменения величин зазоров по режимам работы ДВС. Стабилизация зазора в сопряжении юбка поршня — зеркало цилиндра является одной из ключевых и трудно решаемых проблем конструирования поршней из алюминиевых сплавов. Newer news items:
Older news items:
|