Поршневая группа (часть 5) |
Динамика и конструирование |
Уплотняющему поясу головки поршня по его образующей придается одна из следующих форм: ступенчатая, коническая, переменная по лекальной кривой. Учитывая характер распределения температуры по высоте уплотняющего пояса (верхняя кромка — 280...320 °С, нижняя — 120...140 °С), такая его конфигурация позволяет при достижении штатного теплового состояния придать головке поршня цилиндрическую форму. Юбке поршня в современных конструкциях придается бочкообразная форма. Это позволяет избежать кромочного удара при перекладках поршней, облегчить условия формирования масляного клина в сопряжении юбка поршня — зеркало цилиндра, а также учесть особенности ее термической деформации вследствие неравномерности распределения температуры по высоте (от 120...140°С в верхней до 95...100°С в нижней зонах). Применение поршней с оптимальной формой его образующей (рис. S.6) обеспечивает уменьшение (до 20%) их термонагруженности, а также способствует улучшению экологических характеристик и снижению расхода масла на угар. При нагружении юбки поршня боковой силой N происходит ее овализация, что является следствием неравномерности распределения нагрузки по ее периметру (зона нагрузки ограничена в поперечном сечении дугой с углом 80... 100°) (рис. 5.7). Это обстоятельство, а также неравномерность деформации конструкции поршня от давления газов на днище и при тепловом расширении приводят к тому, что рабочая часть юбки приобретает форму овала с большей осью в направлении оси пальца. Для нейтрализации этого явления при изготовлении поршня предусматривается технологическая овализация его юбки с меньшим диаметром по оси поршневого пальца (см. рис. 5.6). В этом случае при штатном тепловом состоянии форма юбки приближается к цилиндрической. Лимитировать величину тепловой деформации юбки возможно за счет ограничения поступающих в нее тепловых потоков от головки поршня с помощью одной или двух симметрично расположенных поперечных прорезей по днищу канавки маслосъемного кольца (см. рис. 5.3). Однако при этом затрудняется теплоотвод от элементов головки, а также уменьшается жесткость конструкции поршня. Термостабилизацию зазора между цилиндром и юбкой поршня при изменении режима работы ДВС в ряде конструкций осуществляют вертикальными прорезями, располагаемыми на той ее стороне, которая не прижимается к цилиндру во время рабочего хода поршня (см. рис. 5.3). При этом в холодном состоянии зазор создается достаточно малым, что способствует устранению стуков поршня и шума. По мере прогрева двигателя юбка расширяется, но заклинивания поршня при выборке зазора не происходит, так как увеличение диаметра юбки компенсируется уменьшением ширины прорезей. В поршнях ДсИЗ используют комбинированные П- и Т-образные прорези. Следует заметить, что данные мероприятия значительно снижают механическую прочность конструкции поршня, вследствие чего не применяются в современных форсированных двигателях. Newer news items:
Older news items:
|