Материал: 2466

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

При использовании для фиксации пальца заглушек зазор между стенками цилиндра и крайними точками заглушек должен составлять

0,5 мм, а радиус грибовидной сферы заглушки 0,9 D2 .

Основным показателем, характеризующим поршневой палец, является отношение его диаметра к диаметру цилиндра Dd . Для дви-

гателей различного назначение это отношение изменяется в пределах от 0,25 до 0,40.

Конструкции поршневых пальцев представлена на рис. 3.11.

 

 

 

 

 

 

 

 

Наиболее простыми являются пальцы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

трубчатой формы с прямыми цилиндрическими

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

поверхностями. Обработка пальцев с кониче-

 

 

 

 

 

 

 

скими внутренними поверхностями затруднена,

 

 

 

 

 

 

 

но при этом палец приобретает форму бруса

 

 

 

 

 

 

 

равного сопротивления изгибу. Это уменьшает

 

 

 

 

 

 

 

вес пальца, но и жёсткость концов также

 

 

 

 

 

 

 

уменьшается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Длина пальца равняется (0,85…0,90) D.

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

 

Отношения наружногоДи внутреннего диаметров

 

 

 

 

 

 

 

пальца

dн

изменяются в пределах от 0,52 до 0,72.

Рис. 3.11. Конструкц

и

А

 

 

 

dв

 

поршневых пальцев [6]

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Поршневые кольца

Поршневые кольца во время работы двигателя совершают воз- вратно-поступательное движение при высокой скорости и значительной нагрузке. Возможность смазки колец при этом затруднена. Тепло из уплотняющей части поршня передаётся стенкам цилиндра через кольца. Поэтому поршневые кольца, особенно верхние, работают в условиях высоких температур. Это снижает механические свойства колец и вызывает закокосовывание масла. Вследствие этого потери на трение поршневых колец и поршня составляют 50…60 % от всей работы трения двигателя.

Выбор параметров поршневых колец – форма, размеры – зависит от назначения последних: уплотнения пространства над поршнем или удаление масла со стенок цилиндра и отвод от поршня теплоты. В

66

связи с этим поршни подразделяются соответственно на компрессионные и маслосъёмные.

3.4.1. Компрессионные кольца

Первое компрессионное кольцо работает в наиболее сложных условиях: высокая температура – до 200…250 ºС (в зоне замка до 300 ºС) и давление близкое к давлению в цилиндре. В канавке второго ко м- прессионного кольца давление составляет примерно до 30 % от давления в канавке первого кольца. В связи с этим второе и последующие компрессионные кольца можно назвать компрессионномаслосъёмными. Поэтому форма поперечных сечений первого (рис. 3.12) и последующих компрессионных колец (рис. 3.13) различны.

а)

б)

И

в)

 

 

 

г)

д)

Д

е)

Рис. 3.12. Формы поперечного сеченияАпервых компрессионных колец [11] : а – прямое с пор стым хромированием; б – прямое с молибденом

в канавке; в

– с мметр чная

очкообразная поверхность;

С

 

 

г – несимметр чнаяббочкообразная поверхность; д – закручива-

ние с помощью угловой фаски; е – закручивание с помощью про-

 

иточки на внутренней поверхности

а)

б)

в)

 

 

 

 

 

г) д)

Рис. 3.13. Формы поперечного сечения вторых компрессионных колец [11] :

а– простое скребковое; б – скребковое минутное; в – минутное;

г– прямого закручивания; д – обратного закручивания

67

Температурная стабильность масла около – 300 ºС. Такая температура в зоне первого кольца, из-за чего смазка первого кольца затруднена и трение кольца о стенки цилиндра гидродинамическое (полусухое). Это вызывает повышенный износ кольца и участка цилиндра в зоне действия первого кольца.

Кольца должны прилегать без просвета к стенкам цилиндра и к канавкам в поршне. Иначе рабочее тело (газы) отожмёт кольцо и газы поступят в картер. Уплотняющее действие колец происходит за счёт рабочего тела (газов), так как оно прижимает кольца, заполняя уплотняемое пространство (рис. 3.14). Прорвавшиеся через замки и неплотности газы при движении через лабиринт из-за многократного расширения теряют давление и скорость.

 

 

Р

 

0

 

 

20

 

 

 

40

 

 

И

100 %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

Рис. 3.14

. Схема уплотнения

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

просвета

компрессионными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кольцами

[6, 8, 10] : Р – дав-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ление в

надпоршневом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пространстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 3.15 показаныизамки компрессионных колец. Форма замка

может быть прямой, косой, ступенчатой. Наиболее распространённым

является кольцо с прямым замком.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30…45º

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

г)

 

 

д)

Рис. 3.15. Формы замков [7, 8, 10]:

а – прямая; б – косая; в – ступенчатая; г – со штифтом; д – сложная

Компрессионные кольца по форме поперечного сечения делятся на (рис. 3.16) :

1)с цилиндрической наружной поверхностью– 1, 2,3, 4,5, 6,7, 9, 10, 11;

2)«минутные» с конической наружной поверхностью – 8;

3)с антифрикционными наполнителями канавок колец– 9, 10, 11, 12;

68

D

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

15…25'

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

6

7

 

8

9

10

11

 

12

 

 

 

 

 

 

 

2…10º

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Рис. 3.16. Конструкция компрессионных колец [4 – 10, 15]

 

 

 

 

И

4) с пониженной склонностью к заеданию в канавках поршня– 4, 5;

5)скребковые с повышенным воздействием на масляную плён-

ку – 6, 7, 13.

 

 

Д

 

 

 

 

Кольца с прямоугольным сечением плотно прилегают к поверх-

ности цилиндра

 

А

 

в результате хорошо отводят тепло от головки

поршня, просты в

зготовлен , но трудно прирабатываются к рабо-

 

б

 

 

чей поверхности ц л ндра.

 

 

 

«Минутные» кольца быстро прирабатываются и далее становят-

 

и

 

 

 

ся по качеству равносильными кольцам с прямоугольным сечением.

Кольца с несимметричным поперечным сечением из-за цилинд-

рического илиСконического внутреннего подреза представляют конст-

рукцию скручивающихся (торсионных) колец. По приработке такие

кольца аналогичны «минутным», однако площадь контакта со стенками цилиндра меньше, чем у колец первых двух групп, что ухудшает отвод тепла от поршня.

Кольца с пониженным заеданием в канавках поршня из-за трапециевидной формы хорошо выводят нагар из поршневой канавки и предотвращают застой масла. Кроме того, кольца с односторонней трапецией работают как скручивающиеся. Наружная поверхность колец может быть прямоугольной или бочкообразной.

69

У скребковых колец уменьшена площадь нижней части рабочей поверхности, что увеличивает радиальное давление кольца на стенки цилиндра, поэтому такие кольца частично выполняют функцию маслосъёмных.

В некоторых случаях нижнее компрессионное кольцо выполняют с обратным скручиванием (рис. 3.14,д). Во время работы такое кольцо близко по выполняемым функциям к скребковым.

3.4.2. Маслосъёмные кольца

Конструкции маслосъёмных колец представлены на рис. 3.17.

а)

 

 

 

б)

И

в)

 

 

 

 

 

1

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

А

1

 

г)

 

 

 

е)

 

б

д)

 

 

4

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

ж)

1

 

 

з)

 

и)

Рис. 3.17. Конструкции маслосъёмных колец [4 – 10, 15] : 1 – кольцевая пластина; 2 – осевой расширитель; 3 – радиальный расширитель; 4 – тангенциальный

расширитель

Маслосъёмные кольца делятся на (см. рис. 3.17) :

1)скребковые (рис. 3.17,а, б);

2)коробчатые (шлицованные) (рис. 3.17,в, г, д);

3)состоящие из нескольких элементов (рис. 3.17,д, е, ж, з).

2

3

Для увеличения давления на стенки цилиндра используют расширители в виде пластин (см. рис. 3.17,е, ж, з) или цилиндрических пружин (см. рис. 3.17,д).

Составные кольца содержат две кольцевые пластины(см. рис. 3.17,е, ж, з, поз. 1) и расширители – осевой (см. рис. 3.17,е, поз. 2), радиальный (см. рис. 3.17,е, поз. 3) или тангенциальный (см. рис. 3.17,ж, з, поз. 4).

70