ลูกสูบไอซ์ อุปกรณ์และวัตถุประสงค์

ส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ในกระบอกสูบเครื่องยนต์จะปล่อยพลังงานความร้อนออกมา จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นกลไกที่ทำให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนได้ องค์ประกอบสำคัญของกระบวนการนี้คือลูกสูบ

รายละเอียดนี้ไม่ดั้งเดิมเท่าที่ควรในแวบแรก มันคงเป็นความผิดพลาดครั้งใหญ่ที่จะถือว่าเขาเป็นคนเร่งรีบ

ลูกสูบตั้งอยู่ในกระบอกสูบซึ่งจะตอบสนอง

ขณะที่เคลื่อนไปทางจุดศูนย์ตายบน (TDC) ลูกสูบจะบีบอัดส่วนผสมเชื้อเพลิง ในเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบน้ำมันเบนซิน จะจุดระเบิดในเวลาใกล้กับแรงดันสูงสุด ในเครื่องยนต์ดีเซล การจุดระเบิดเกิดขึ้นโดยตรงเนื่องจากมีกำลังอัดสูง

แรงดันที่เพิ่มขึ้นของก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้จะดันลูกสูบไปในทิศทางตรงกันข้าม เมื่อรวมกับลูกสูบแล้ว ก้านสูบที่ประกบกับมันเคลื่อนที่ ซึ่งทำให้หมุนได้ ดังนั้นพลังงานของก๊าซอัดจะถูกแปลงเป็นแรงบิด โดยส่งผ่านระบบส่งกำลังไปยังล้อรถ

ในระหว่างการเผาไหม้ อุณหภูมิของก๊าซจะสูงถึง 2 พันองศา เนื่องจากการเผาไหม้เป็นการระเบิด ลูกสูบจึงต้องรับแรงกระแทกอย่างแรง

การบรรทุกหนักและสภาพการทำงานที่ใกล้ถึงขีดสุดต้องการข้อกำหนดพิเศษสำหรับการออกแบบและวัสดุที่ใช้ในการผลิต

เมื่อออกแบบลูกสูบ มีประเด็นสำคัญหลายประการที่ควรพิจารณา:

• ความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีอายุการใช้งานยาวนานและเพื่อลดการสึกหรอของชิ้นส่วน
• ป้องกันความเหนื่อยหน่ายของลูกสูบในการทำงานที่อุณหภูมิสูง
• รับรองการปิดผนึกสูงสุดเพื่อป้องกันการพัฒนาของก๊าซ
• ลดการสูญเสียอันเนื่องมาจากแรงเสียดทาน
• ให้ความเย็นอย่างมีประสิทธิภาพ

วัสดุลูกสูบต้องมีคุณสมบัติเฉพาะหลายประการ:

• ความแข็งแกร่งที่สำคัญ
• การนำความร้อนสูงสุดที่เป็นไปได้
• ทนความร้อนและความสามารถในการทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างกะทันหัน
• ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนควรมีขนาดเล็กและใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์ที่สอดคล้องกันของกระบอกสูบมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกที่ดี
• ต้านทานการกัดกร่อน;
• คุณสมบัติต้านการเสียดสี
• ความหนาแน่นต่ำเพื่อให้ชิ้นส่วนไม่หนักเกินไป

เนื่องจากยังไม่มีการสร้างวัสดุที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้ทั้งหมด เราจึงต้องใช้ตัวเลือกการประนีประนอม ลูกสูบสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในทำจากเหล็กหล่อสีเทาและโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีซิลิกอน (ซิลูมิน) ในลูกสูบคอมโพสิตสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ส่วนหัวทำจากเหล็ก

เหล็กหล่อค่อนข้างแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอ ทนความร้อนได้ดี มีคุณสมบัติต้านการเสียดสีและการขยายตัวทางความร้อนเพียงเล็กน้อย แต่เนื่องจากค่าการนำความร้อนต่ำ ลูกสูบเหล็กหล่อจึงสามารถให้ความร้อนสูงถึง 400 °C สำหรับเครื่องยนต์เบนซินนั้นเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้เนื่องจากอาจทำให้เกิดการจุดระเบิดล่วงหน้าได้

ดังนั้น ในกรณีส่วนใหญ่ ลูกสูบสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในรถยนต์จะทำโดยการปั๊มหรือหล่อจากซิลูมินที่มีซิลิกอนอย่างน้อย 13% อะลูมิเนียมบริสุทธิ์ไม่เหมาะสม เนื่องจากจะขยายตัวมากเกินไปเมื่อถูกความร้อน ซึ่งทำให้เกิดการเสียดสีและการขูดขีดเพิ่มขึ้น สิ่งเหล่านี้อาจเป็นของปลอมที่คุณสามารถพบได้เมื่อซื้ออะไหล่ในสถานที่ที่น่าสงสัย เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น โปรดติดต่อผู้ที่เชื่อถือได้

ลูกสูบอลูมิเนียมอัลลอยด์มีน้ำหนักเบาและนำความร้อนได้ดีเพื่อให้ความร้อนไม่เกิน 250 ° C เหมาะสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซิน คุณสมบัติต้านการเสียดสีของ Silumin ก็ค่อนข้างดีเช่นกัน

ในเวลาเดียวกัน วัสดุนี้ไม่มีข้อบกพร่อง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความคงทนน้อยลง และเนื่องจากการขยายตัวเชิงเส้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อถูกความร้อน จึงต้องดำเนินมาตรการเพิ่มเติมเพื่อรักษาซีลรอบปริมณฑลของส่วนหัวและไม่ลดแรงอัด

ส่วนนี้มีรูปร่างเหมือนแก้วและประกอบด้วยส่วนหัวและส่วนไกด์ (กระโปรง) ในหัวก็เป็นไปได้ที่จะแยกความแตกต่างด้านล่างและส่วนการปิดผนึก

ก้น

เป็นพื้นผิวการทำงานหลักของลูกสูบซึ่งรับรู้ถึงความดันของก๊าซที่ขยายตัว พื้นผิวถูกกำหนดโดยประเภทของหน่วย ตำแหน่งของหัวฉีด เทียน วาล์ว และอุปกรณ์ CPG เฉพาะ สำหรับ ICE ที่ใช้น้ำมันเบนซิน จะทำแบบแบนหรือเว้าพร้อมช่องเจาะเพิ่มเติมเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องของวาล์ว ก้นนูนช่วยเพิ่มความแข็งแรง แต่เพิ่มการถ่ายเทความร้อน ดังนั้นจึงไม่ค่อยได้ใช้ เว้าช่วยให้คุณสามารถจัดระเบียบห้องเผาไหม้ขนาดเล็กและให้อัตราส่วนการอัดสูง ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในหน่วยดีเซล

ส่วนปิดผนึก

นี่คือด้านข้างของศีรษะ ร่องสำหรับแหวนลูกสูบทำขึ้นรอบเส้นรอบวง

วงแหวนอัดทำหน้าที่เป็นซีล ป้องกันการรั่วซึมของก๊าซอัด และเครื่องขูดน้ำมันจะขจัดสารหล่อลื่นออกจากผนัง ป้องกันไม่ให้เข้าไปในห้องเผาไหม้ น้ำมันไหลใต้ลูกสูบผ่านรูในร่องแล้วกลับสู่บ่อน้ำมัน

ส่วนด้านข้างระหว่างขอบด้านล่างและวงแหวนบนเรียกว่าโซนไฟหรือความร้อน เป็นผู้ที่มีประสบการณ์ความร้อนสูงสุด เพื่อป้องกันความเหนื่อยหน่ายของลูกสูบ สายพานนี้จึงกว้างเพียงพอ

ส่วนคู่มือ

ไม่ให้ลูกสูบบิดเบี้ยวระหว่างการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ

เพื่อชดเชยการขยายตัวทางความร้อน กระโปรงทำเป็นทรงโค้งหรือทรงกรวย ด้านข้างมักจะเคลือบสารกันเสียดสี

ข้างในมีผู้บังคับบัญชา - สองไหลเข้าพร้อมรูสำหรับพินลูกสูบซึ่งสวมหัว

ด้านข้างในพื้นที่ของผู้บังคับบัญชามีการเยื้องเล็ก ๆ เพื่อป้องกันการเปลี่ยนรูปจากความร้อนและการให้คะแนน

เนื่องจากระบบอุณหภูมิของลูกสูบนั้นกดดันมาก ปัญหาของการระบายความร้อนจึงมีความสำคัญมาก

แหวนลูกสูบเป็นวิธีหลักในการระบายความร้อน พลังงานความร้อนส่วนเกินจะถูกลบออกอย่างน้อยครึ่งหนึ่งซึ่งถูกส่งไปยังผนังกระบอกสูบแล้วส่งไปยังแจ็คเก็ตระบายความร้อน

ช่องระบายความร้อนที่สำคัญอีกช่องหนึ่งคือการหล่อลื่น ละอองน้ำมันในกระบอกสูบ การหล่อลื่นผ่านรูในก้านสูบ การฉีดแบบบังคับด้วยหัวฉีดน้ำมัน และวิธีการอื่นๆ สามารถขจัดความร้อนได้มากกว่าหนึ่งในสามโดยการหมุนเวียนน้ำมัน

นอกจากนี้ ส่วนหนึ่งของพลังงานความร้อนยังถูกใช้ไปเพื่อให้ความร้อนกับส่วนที่สดใหม่ของส่วนผสมที่ติดไฟได้ซึ่งเข้าไปในกระบอกสูบ

วงแหวนรักษาปริมาณการบีบอัดที่ต้องการในกระบอกสูบและขจัดความร้อนออกจากสิงโต และคิดเป็นประมาณหนึ่งในสี่ของการสูญเสียความเสียดทานทั้งหมดในเครื่องยนต์สันดาปภายใน ดังนั้นความสำคัญของคุณภาพและสภาพของแหวนลูกสูบสำหรับการทำงานที่มั่นคงของเครื่องยนต์สันดาปภายในจึงแทบจะไม่สามารถประเมินค่าสูงไปได้เลย

โดยปกติแล้วจะมีวงแหวนสามวง - วงแหวนบีบอัดสองอันที่ด้านบนและที่ขูดน้ำมันหนึ่งอันที่ด้านล่าง แต่มีตัวเลือกที่มีจำนวนวงแหวนต่างกันตั้งแต่สองถึงหก

ร่องของวงแหวนด้านบนเป็นซิลูมิน มันเกิดขึ้นที่ทำด้วยเหล็กแทรกที่เพิ่มความต้านทานการสึกหรอ

แหวนทำจากเหล็กหล่อเกรดพิเศษ วงแหวนดังกล่าวมีความแข็งแรงสูง ยืดหยุ่น ทนต่อการสึกหรอ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ และคงคุณสมบัติไว้เป็นเวลานาน การเติมโมลิบดีนัม ทังสเตน และโลหะอื่นๆ ช่วยเพิ่มความต้านทานความร้อนให้กับแหวนลูกสูบ

ของใหม่ต้องเข้ากรุครับ. หากคุณเปลี่ยนแหวนแล้ว ต้องแน่ใจว่าได้ใช้งานเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นระยะเวลาหนึ่ง เพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะการทำงานที่รุนแรง มิฉะนั้น แหวนที่ไม่ได้ทับอาจร้อนเกินไปและสูญเสียความยืดหยุ่น และในบางกรณีอาจแตกหักได้ ผลลัพธ์อาจเป็นความล้มเหลวของซีล, การสูญเสียพลังงาน, น้ำมันหล่อลื่นเข้าสู่ห้องเผาไหม้, ความร้อนสูงเกินไปและความเหนื่อยหน่ายของลูกสูบ