Поршневая группа (часть 7) |
Динамика и конструирование |
Одним из наиболее уязвимых элементов конструкции поршня являются стенки канавки верхнего компрессионного кольца, которые разрушаются в результате механического, эрозионного и коррозионного их износа. Срок службы элемента поршня в некоторых случаях определяет моторесурс всего двигателя. Для устранения данного дефекта практика двигателестроения использует ряд конструктивных мероприятий, основными из которых являются следующие. ■ Размещение в головке поршня из алюминиевого сплава вставки из износостойкого материала (рис. 5.9, а). В качестве материала вставок используются аустенитный чугун (нирезист) (15... 17% Ni, 5% Сг, до 3% Си) и слаболегированные стали. Монтаж вставки производится с использованием альфин-процесса, суть которого заключается в алитировании ее наружных поверхностей, установке в кокиль и заливке основным металлом. В результате образуется диффузионная металлургическая связь между вставкой и телом поршня в виде алюмида железа толщиной 0,02...0,03 мм. Данный метод позволяет увеличить износостойкость канавки в 3...4 раза. Однако при этом резко возрастают трудозатраты на производство, связанные с необходимостью контроля качества ее установки с помощью ультразвукового дефектоскопа (неспай не должен превышать 7% ее периметра). В целом трудоемкость изготовления поршня повышается на 50...60% при возрастании его массы на 7...10%. В поршнях, заготовки которых изготовляются методом горячего прессования, вставку делают в виде бандажа и приваривают к головке поршня электронно-лучевой сваркой (рис. 5.9, б). При этом одновременно технологически рационально решается проблема формирования в поршне охлаждающих каналов для циркуляции масла.
Одной из важных проблем конструирования поршней является необходимость ограничения температуры в зоне верхнего компрессионного кольца. При температуре выше 200 °С для ряда масел с низкой температурой коксования возможно закоксовывание первой кольцевой канавки с потерей подвижности кольца. Данная проблема решается либо увеличением высоты огневого пояса, что ухудшает массогабаритные характеристики поршня, либо организацией каналов для охлаждения этой зоны маслом. Однако это связано с усложнением конструкции поршня и приводит к сокращению срока службы моторного масла. Для этих же целей используются специальные самоочищающиеся компрессионные кольца. Newer news items:
Older news items:
|