WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Поршні - Реферат

Поршні - Реферат

Реферат на тему: Поршні Одна з самих таємничих і, поза сумнівом, значущих деталей автомобільного двигуна - його величність поршень. Дійсно, він займає центральне місце в процесі перетворення хімічної енергії палива спочатку в теплову, а потім в механічну. І в прямому, і у переносному розумінні. Без секретів і фантазій І від того, наскільки добре він справляється з покладеними на нього обов'язками, в значній мірі залежать характеристики мотора. Його ефективність і, що важливіше, надійність. Особливо коли ми говоримо про спортивне застосування або модифікацію автомобіля в тюнінговом ательє. Питання про застосування спеціальних поршнів у разі підвищення потужності завжди встає перед конструктором. Через безліч функцій і суперечності властивостей поршень перетворюється на одну з найскладніших і наукоємких деталей мотора. Таке привілейоване положення підтверджується тим, що рідкісні автомобілебудівні компанії проектують і виготовляють їх самостійно для своїх моторів. Найчастіше вони користуються послугами фірм, які спеціалізуються в цій області. Різноманіття форм і розмірів поршнів є однією з причин, чому так багато таємниць, секретів і небилиць розповсюджується навколо цього химерної форми шматка металу. А оскільки це ще і технологічно складно, практично нездійсненно в умовах стандартного машинобудівного виробництва, то проблема підгонки, тобто відповідності поршня вимогам модифікованого мотора, стає каменем спотикання для багатьох тюнінгових компаній і спортивних стаєнь. Крім того, штучне виробництво таких складних виробів фінансово обтяжливо. У цій ситуації часто інтуїтивні уявлення тюнера про те, що "покращуваний" двигун повинен мати "покращувані" поршні , призводить до того, що спочатку двигун оснащується чимось доступним, а потім таке рішення знаходить своє наукоподібне обгрунтування. Так давайте спробуємо розібратися, які вимоги пред'являються до поршнів і що від чого залежить. По-перше, поршень, переміщаючись в циліндрі, дозволяє розширюватися стислим газам, продукту горіння палива, і здійснювати механічну роботу. Отже, він повинен чинити опір високій температурі, тиску газів і надійно ущільнювати канал циліндра. По-друге, будучи разом з циліндром і поршневими кільцями лінійний підшипник ковзання, він повинен найкращим чином відповідати вимогам пари тертя з метою мінімізувати механічні втрати і, як наслідок, знос. По-третє, випробовуючи навантаження з боку камери згорання і реакцію від шатуна, він повинен витримувати механічну дію. По-четверте, здійснюючи зворотно-поступальний рух з високою швидкістю, повинен якомога менше навантажувати кривошипно-шатунный механізм інерційними силами. Таким чином, всі проблеми цієї важливої деталі двигуна можна розділити на дві великі групи. Перша - це теплові процеси. Друга, значно більш багатообразна - механічні. Обидві групи взаїмовліяющие, але на цей раз ми зупинимося на теплових. Отже, паливо, згораючи в надпоршневом просторі, виділяє величезну кількість тепла в кожному циклі роботи двигуна. Температура згорілих газів досягає 2000 градусів. Тільки частину своєї енергії вони передадуть рухомим деталям мотора, все інше у вигляді тепла нагріватиме двигун, а то, що залишиться, разом з відпрацьованими газами відлетить в трубу. З курсу загальної фізики відомо, що якщо два тіла передають один одному тепло, то передача тепла відбуватиметься до тих пір, поки їх температури не зрівняються. Отже, якщо ми не охолоджуватимемо поршень, він через деякий час розплавиться. Це принципово важливий момент для розуміння умов роботи поршневої групи. А особливо важливо, якщо мотор форсується. Завжди, коли ми примушуємо мотор збільшити потужність, пропорційно збільшується кількість тепла, що генерується в камері згорання в одиницю часу. Звичайно, розплавлені поршні ми бачимо надзвичайно рідко, проте в будь-яких їх проблемах завжди незримо присутня температура. Приблизно так само, як в будь-якій дорожньо-транспортній події - швидкість. Винен, звичайно, водій, але.... Якби автомобілі не рухалися, ніхто б не постраждав. Річ у тому, що із зростанням температури механічні характеристики всіх матеріалів погіршуються. Тому навантаження, яке при 100 градусах Цельсія викликає пружну деформацію матеріалу, при 300 градусах деформує виріб, а при 450 зруйнує його. Тому ми винні або приймати заходи по запобіганню зростанню температури поршня , або використовувати матеріали, здатні витримати робочі навантаження при високих температурах. Найчастіше і те і інше. Проте у будь-якому випадку конструкція поршня повинна бути така, щоб в потрібних місцях була необхідна кількість металу, здатна протистояти руйнуванню. Ще раз повторюваний відомий з курсу загальної фізики факт, що тепловий потік направлений від більш нагрітих тіл до менш нагрітим. Тоді ми зможемо побачити розподіл температур по поршню під час його роботи і визначити важливі конструктивні моменти, що впливають на його температуру, тобто зрозуміти, за рахунок чого він охолоджується. Нам відомо, що найбільш нагрітим є робоче тіло, або, іншими словами, гази в камері згорання. Абсолютно зрозуміло, що, врешті-решт, тепло буде передано повітрю, що оточує автомобіль, - найхолоднішому і в той же час при певному допущенні нескінченно тепломісткому. Повітря, омиваючи радіатор і корпус двигуна, студить рідину, що охолоджує, блок циліндрів і корпус головки. Нам залишилося знайти місток, по якому поршень віддає своє тепло в блок і антифриз. Є для цього чотири шляхи. Вони абсолютно разниє по своєму внеску, проте всі заслуговують згадки, оскільки залежно від конструктивних особливостей двигуна мають більше або менше значення. Отже, перший шлях, що забезпечує найбільший потік, - це поршневі кільця. Причому перше кільце грає головну роль, як розташоване ближче до днища. Це також найбільш короткий шлях до рідини, що охолоджує, через стінку циліндра. Кільця одночасно притиснуті і до поршневим канавкам, і до стінки циліндра. Вони забезпечують більше 50% теплового потоку. Другий шлях менш очевидний, проте важко його недооцінити. Друга рідина, що охолоджує, в двигуні - масло. Маючи безпосередній доступ до найбільш нагрітих місць мотора і не дивлячись на невеликий об'єм і слабку циркуляцію, масляний туман відносить з собою і віддає в піддон картера значну частину тепла саме від найгарячіших крапок. У разі застосування масляних форсунок, що направляють струмінь на внутрішню поверхню днища поршня , частка масла в теплообміні може досягати 30 - 40%. Зрозуміло, що, навантажуючи масло більшою мірою функцією
Loading...

 
 

Цікаве