ลูกสูบเครื่องยนต์ - มันคืออะไรและมีไว้เพื่ออะไร

เครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่มีการออกแบบที่ซับซ้อนเมื่อเทียบกับอะนาล็อกที่ผลิตในช่วงเช้าของอุตสาหกรรมยานยนต์ นี่เป็นเพราะผู้ผลิตติดตั้งระบบอิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติมบนชุดจ่ายไฟเพื่อให้มั่นใจในเสถียรภาพเศรษฐกิจและประสิทธิภาพ

แม้จะมีความละเอียดอ่อนของระบบไฟฟ้า แต่อุปกรณ์ ICE ก็ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ องค์ประกอบหลักของหน่วยคือ:

• กลไกข้อเหวี่ยง
• กลุ่มลูกสูบกระบอกสูบ
• ท่อร่วมไอดีและไอเสีย
• กลไกการจ่ายก๊าซ
• ระบบหล่อลื่นเครื่องยนต์

ต้องมีการซิงโครไนซ์กลไกต่างๆเช่นข้อเหวี่ยงและแก๊ส สิ่งนี้สำเร็จได้ด้วยไดรฟ์ สามารถเป็นเข็มขัดหรือโซ่

หน่วยเครื่องยนต์แต่ละตัวทำหน้าที่สำคัญโดยที่การทำงานที่มั่นคง (หรือโดยทั่วไปจะทำงานได้) ของหน่วยกำลังนั้นเป็นไปไม่ได้ พิจารณาว่าลูกสูบทำหน้าที่อะไรในมอเตอร์รวมถึงโครงสร้างของมัน

ลูกสูบเครื่องยนต์คืออะไร?

ชิ้นส่วนนี้ติดตั้งในเครื่องยนต์สันดาปภายในทั้งหมด หากไม่มีก็เป็นไปไม่ได้ที่จะมั่นใจได้ว่าเพลาข้อเหวี่ยงหมุนได้ โดยไม่คำนึงถึงการปรับเปลี่ยนหน่วย (สองหรือสี่จังหวะ) การทำงานของลูกสูบจะไม่เปลี่ยนแปลง

ชิ้นส่วนทรงกระบอกนี้ติดอยู่กับก้านสูบซึ่งจะถูกยึดเข้ากับข้อเหวี่ยงของเพลาข้อเหวี่ยง ช่วยให้คุณสามารถแปลงพลังงานที่ปล่อยออกมาอันเป็นผลมาจากการเผาไหม้

ช่องว่างเหนือลูกสูบเรียกว่าห้องทำงาน จังหวะทั้งหมดของเครื่องยนต์เกิดขึ้นในนั้น (ตัวอย่างของการปรับเปลี่ยนสี่จังหวะ):

• วาล์วทางเข้าจะเปิดขึ้นและอากาศที่ผสมกับน้ำมันเชื้อเพลิง (ในรุ่นคาร์บูเรเตอร์บรรยากาศ) หรืออากาศถูกดูดเข้าไป (เช่นอากาศถูกดูดในเครื่องยนต์ดีเซลและเชื้อเพลิงจะถูกจ่ายหลังจากที่ปริมาตรถูกบีบอัดจนถึงระดับที่ต้องการ)
• เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นวาล์วทั้งหมดจะปิดส่วนผสมไม่ไปไหนมันจะถูกบีบอัด
• ที่จุดสูงสุด (เรียกอีกอย่างว่าตาย) ประกายไฟจะถูกส่งไปยังส่วนผสมของเชื้อเพลิงอัดอากาศ การปลดปล่อยพลังงานที่คมชัดเกิดขึ้นในโพรง (ส่วนผสมจะลุกเป็นไฟ) เนื่องจากการขยายตัวเกิดขึ้นซึ่งจะเคลื่อนลูกสูบลง
• ทันทีที่ถึงจุดต่ำสุดวาล์วไอเสียจะเปิดขึ้นและก๊าซไอเสียจะถูกกำจัดออกทางท่อร่วมไอเสีย

รอบที่เหมือนกันจะดำเนินการโดยองค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มลูกสูบของเครื่องยนต์โดยมีการกระจัดที่แน่นอนเท่านั้นซึ่งช่วยให้การหมุนเพลาข้อเหวี่ยงเป็นไปอย่างราบรื่น

เนื่องจากความหนาแน่นระหว่างผนังกระบอกสูบและโอริงของลูกสูบความดันจึงถูกสร้างขึ้นเนื่องจากองค์ประกอบนี้เคลื่อนที่ไปยังจุดศูนย์กลางตายด้านล่าง เนื่องจากลูกสูบของกระบอกสูบที่อยู่ติดกันยังคงหมุนเพลาข้อเหวี่ยงการเคลื่อนที่ครั้งแรกในกระบอกสูบไปยังศูนย์ตายด้านบน นี่คือวิธีที่เกิดการเคลื่อนไหวแบบลูกสูบ

การออกแบบลูกสูบ

บางคนอ้างถึงลูกสูบเป็นชุดของชิ้นส่วนที่ยึดกับเพลาข้อเหวี่ยง ในความเป็นจริงนี่เป็นองค์ประกอบที่มีรูปทรงกระบอกซึ่งรับภาระทางกลระหว่างการระเบิดของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศในช่วงท้ายของจังหวะการบีบอัด

อุปกรณ์ลูกสูบประกอบด้วย:

• ด้านล่าง;
• ร่องโอริง;
• กระโปรง.

ลูกสูบติดกับก้านสูบด้วยขาเหล็ก แต่ละองค์ประกอบมีหน้าที่ของตัวเอง

ก้น

ส่วนนี้รับความเครียดเชิงกลและความร้อน เป็นขอบเขตล่างของห้องทำงานซึ่งขั้นตอนทั้งหมดข้างต้นเกิดขึ้น ด้านล่างไม่เสมอกัน รูปร่างของมันขึ้นอยู่กับรุ่นของมอเตอร์ที่ติดตั้ง

ส่วนปิดผนึก

ในส่วนนี้มีการติดตั้งมีดโกนน้ำมันและแหวนบีบอัด พวกเขาให้ความหนาแน่นสูงสุดระหว่างกระบอกสูบของบล็อกกระบอกสูบเนื่องจากเมื่อเวลาผ่านไปไม่ใช่องค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์ แต่แหวนที่ถอดเปลี่ยนได้จะสึกหรอ

การดัดแปลงที่พบบ่อยที่สุดคือโอริงสามตัว: วงแหวนบีบอัดสองอันและที่ขูดน้ำมัน หลังควบคุมการหล่อลื่นของผนังกระบอกสูบ ชุดของด้านล่างและส่วนปิดผนึกมักเรียกว่าหัวลูกสูบโดยกลไกอัตโนมัติ

กระโปรง

ส่วนนี้ของชิ้นส่วนนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงตำแหน่งแนวตั้งที่มั่นคง ผนังกระโปรงนำทางลูกสูบและป้องกันไม่ให้กลิ้งไปมาซึ่งจะป้องกันไม่ให้ภาระทางกลกระจายไปตามผนังกระบอกสูบอย่างเท่าเทียมกัน

หน้าที่ลูกสูบหลัก

หน้าที่หลักของลูกสูบคือขับเคลื่อนเพลาข้อเหวี่ยงโดยการดันก้านสูบ การกระทำนี้เกิดขึ้นเมื่อส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศลุกไหม้ พื้นผิวด้านล่างเรียบรับความเค้นเชิงกลทั้งหมด

นอกจากฟังก์ชั่นนี้แล้วส่วนนี้ยังมีคุณสมบัติเพิ่มเติมอีก:

• ปิดผนึกห้องทำงานในกระบอกสูบเนื่องจากประสิทธิภาพจากการระเบิดมีเปอร์เซ็นต์สูงสุด (พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับระดับของการบีบอัดและปริมาณการบีบอัด) หากโอริงเสื่อมสภาพความรัดกุมจะลดลงและในขณะเดียวกันประสิทธิภาพของชุดจ่ายไฟจะลดลง
• ทำให้ห้องทำงานเย็นลง ฟังก์ชั่นนี้สมควรได้รับบทความแยกต่างหาก แต่ในระยะสั้นเมื่อติดไฟภายในกระบอกสูบอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วถึง 2 องศา เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนละลายสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการขจัดความร้อน ฟังก์ชั่นนี้ดำเนินการโดยวงแหวนซีลพินลูกสูบพร้อมกับก้านสูบ แต่แผงระบายความร้อนหลักคือน้ำมันและส่วนที่สดใหม่ของส่วนผสมเชื้อเพลิงอากาศ

ประเภทของลูกสูบ

จนถึงปัจจุบันผู้ผลิตได้พัฒนาการดัดแปลงลูกสูบที่แตกต่างกันจำนวนมาก งานหลักในกรณีนี้คือการเข้าถึง "ค่าเฉลี่ยสีทอง" ระหว่างการลดการสึกหรอของชิ้นส่วนผลผลิตของหน่วยและการระบายความร้อนที่เพียงพอขององค์ประกอบสัมผัส

ต้องใช้วงแหวนที่กว้างขึ้นเพื่อให้ลูกสูบเย็นลง แต่ด้วยสิ่งนี้ประสิทธิภาพของมอเตอร์จะลดลงเนื่องจากพลังงานส่วนหนึ่งจะไปเอาชนะแรงเสียดทานที่มากขึ้น

จากการออกแบบลูกสูบทั้งหมดจะแบ่งออกเป็นสองการปรับเปลี่ยน:

• สำหรับเครื่องยนต์สองจังหวะ ด้านล่างมีรูปทรงกลมซึ่งช่วยเพิ่มการกำจัดผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้และการเติมห้องทำงาน
• สำหรับเครื่องยนต์สี่จังหวะ ในการปรับเปลี่ยนดังกล่าวด้านล่างจะเว้าหรือแบน ประเภทแรกจะปลอดภัยกว่าเมื่อมีการเปลี่ยนจังหวะวาล์ว - แม้ว่าวาล์วจะเปิดอยู่ก็ตามลูกสูบจะไม่ชนกันเนื่องจากมีร่องที่สอดคล้องกันอยู่ นอกจากนี้องค์ประกอบเหล่านี้ยังให้ส่วนผสมที่ผสมในห้องทำงานได้ดีขึ้น

ลูกสูบสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลเป็นชิ้นส่วนแยกประเภท ประการแรกพวกมันแข็งแกร่งกว่าอะนาล็อกสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในน้ำมันเบนซินมาก สิ่งนี้จำเป็นเนื่องจากต้องสร้างความดันเกิน 20 บรรยากาศภายในกระบอกสูบ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงและแรงดันมหาศาลลูกสูบธรรมดาจะยุบตัวได้ง่าย

ประการที่สองลูกสูบดังกล่าวมักมีช่องพิเศษที่เรียกว่าห้องเผาไหม้ลูกสูบ พวกเขาสร้างความปั่นป่วนในจังหวะไอดีทำให้การระบายความร้อนของตัวถังร้อนดีขึ้นรวมถึงการผสมน้ำมันเชื้อเพลิง / อากาศที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ยังมีการจำแนกประเภทขององค์ประกอบเหล่านี้อีก:

• นักแสดง พวกเขาทำโดยการหล่อเป็นของแข็งว่างเปล่าซึ่งจะถูกประมวลผลด้วยเครื่องกลึง โมเดลดังกล่าวใช้ในยานพาหนะขนาดเล็ก
• ทีมชาติ. ชิ้นส่วนเหล่านี้ประกอบขึ้นจากชิ้นส่วนต่างๆซึ่งทำให้สามารถรวมวัสดุสำหรับแต่ละองค์ประกอบของลูกสูบได้ (ตัวอย่างเช่นกระโปรงสามารถทำจากอลูมิเนียมอัลลอยด์และด้านล่างสามารถทำจากเหล็กหล่อหรือเหล็กกล้า) เนื่องจากการออกแบบมีต้นทุนและความซับซ้อนสูงจึงไม่ได้ติดตั้งลูกสูบดังกล่าวในมอเตอร์ทั่วไป การประยุกต์ใช้หลักของการดัดแปลงดังกล่าวคือเครื่องยนต์สันดาปภายในขนาดใหญ่ที่ใช้น้ำมันดีเซล

ข้อกำหนดสำหรับลูกสูบของเครื่องยนต์

เพื่อให้ลูกสูบสามารถรับมือกับงานได้ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดต่อไปนี้ในระหว่างการผลิต:

1. ต้องทนต่อโหลดที่อุณหภูมิสูงในขณะที่ไม่เปลี่ยนรูปภายใต้ความเค้นเชิงกลและเพื่อให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ไม่ลดลงเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลงวัสดุจะต้องไม่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวสูง
2. วัสดุที่ใช้ทำชิ้นส่วนนั้นไม่ควรเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วอันเป็นผลมาจากการทำงานของปลอกแขน
3. ลูกสูบควรมีน้ำหนักเบาเนื่องจากเมื่อมวลเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากความเฉื่อยภาระบนก้านสูบและข้อเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นหลายครั้ง

เมื่อเลือกลูกสูบใหม่สิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องคำนึงถึงคำแนะนำของผู้ผลิตมิฉะนั้นเครื่องยนต์จะรับภาระเพิ่มเติมหรือแม้แต่สูญเสียเสถียรภาพ

คำถามและคำตอบ:

ลูกสูบทำหน้าที่อะไรในเครื่องยนต์? ในกระบอกสูบ พวกมันเคลื่อนที่แบบลูกสูบอันเนื่องมาจากการเผาไหม้ของส่วนผสมของอากาศและเชื้อเพลิง และผลกระทบต่อข้อเหวี่ยงจากลูกสูบที่อยู่ติดกันเคลื่อนลงด้านล่าง

มีลูกสูบชนิดใดบ้าง? ด้วยกระโปรงสมมาตรและไม่สมมาตรที่มีความหนาด้านล่างต่างกัน มีลูกสูบของการขยายตัวที่ควบคุมได้, ความร้อนอัตโนมัติ, ระบบอัตโนมัติ, duoterm, พร้อมแผ่นกั้น, กระโปรงเอียง, Evotec, อลูมิเนียมหลอม

คุณสมบัติการออกแบบของลูกสูบคืออะไร? ลูกสูบแตกต่างกันไม่เพียง แต่รูปร่างเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจำนวนช่องสำหรับติดตั้งโอริงด้วย กระโปรงลูกสูบสามารถเรียวหรือรูปทรงกระบอกได้