Войти
Поршни в секционированном бензиновом двигателе 
Анимация поршневой системы. A поршень - это компонент поршневых двигателей, поршневых насосов, газовых компрессоров, гидроцилиндров и пневмоцилиндров, среди других аналогичных механизмов. Это движущийся компонент, заключенный в цилиндр и герметичный с помощью поршневых колец. В двигателе его цель - передавать усилие от расширяющегося газа в цилиндре на коленчатый вал через шток поршня и / или шатун. В насосе функция обратная, и сила передается от коленчатого вала к поршню с целью сжатия или выброса жидкости в цилиндр. В некоторых двигателях поршень также действует как клапан, закрывая и открывая отверстия в цилиндре.
Поршневые 
Двигатель внутреннего сгорания Поршневые сечения, показывающие поршневой палец.На двигатель внутреннего сгорания действует давление расширяющихся газов сгорания в пространстве камеры сгорания в верхней части цилиндра. Затем эта сила действует вниз через шатун на коленчатый вал . Шатун прикреплен к поршню с помощью поворотного поршневого пальца (США: поршневой палец). Этот штифт установлен внутри поршня: в отличие от парового двигателя, здесь нет поршневого штока или крейцкопфа (кроме больших двухтактных двигателей).
Типичная конструкция поршня представлена на картинке. Этот тип поршня широко используется в автомобильных дизельных двигателях. В зависимости от назначения, уровня наддува и условий работы двигателей форма и пропорции могут быть изменены.
Мощные дизельные двигатели работают в тяжелых условиях. Максимальное давление в камере сгорания может достигать 20 МПа, а максимальная температура некоторых поверхностей поршней может превышать 450 ° C. Улучшить охлаждение поршня можно за счет создания специальной охлаждающей полости. Инжектор подает масло в охлаждающую полость «А» по каналу подачи масла «В». Для лучшего снижения температуры конструкция должна быть тщательно рассчитана и проанализирована. Расход масла в охлаждающей полости должен составлять не менее 80% расхода масла через форсунку.
А - полость охлаждения; B - канал подачи масла Сам палец из закаленной стали закреплен в поршне, но свободно перемещается в шатуне. В некоторых конструкциях используется «полностью плавающая» конструкция, свободная от обоих компонентов. Все штифты не должны смещаться вбок, а концы штифта не врезаются в стенку цилиндра, обычно с помощью стопорных колец.
Газовое уплотнение достигается за счет использования поршневых колец. Это несколько узких железных колец, свободно вставленных в канавки поршня, чуть ниже головки. Кольца разделены в одной точке обода, что позволяет им прижиматься к цилиндру с легким давлением пружины. Используются кольца двух типов: верхние кольца имеют твердые поверхности и обеспечивают газовое уплотнение; нижние кольца имеют узкие края и U-образный профиль, служащие скребками для масла. Поршневые кольца имеют много запатентованных и конструктивных особенностей.
Поршни отлиты из алюминиевых сплавов. Для большей прочности и усталостной долговечности некоторые гоночные поршни могут быть коваными. Поршни из заготовок также используются в гоночных двигателях, поскольку они не зависят от размера и архитектуры имеющихся поковок, что позволяет вносить изменения в конструкцию в последнюю минуту. Хотя поршни обычно не видны невооруженным глазом, сами поршни имеют определенную овальность и конусность профиля, что означает, что они не идеально круглые, а их диаметр больше в нижней части юбки, чем у головки.
Ранние поршни были из чугуна, но были очевидные преимущества для балансировки двигателя, если можно было использовать более легкий сплав. Для производства поршней, способных выдержать температуры сгорания двигателя, необходимо было разработать новые сплавы, такие как Y-сплав и Hiduminium, специально для использования в качестве поршней.
Несколько ранних газовых двигателей имели цилиндры двустороннего действия, но в остальном все поршни двигателей внутреннего сгорания были одностороннего действия. Во время Второй мировой войны на американской подводной лодке Pompano был установлен прототип печально известного ненадежного двухтактного дизельного двигателя H.O.R.. Несмотря на компактность, для использования на тесной подводной лодке эта конструкция двигателя не повторялась.
СМИ, относящиеся к поршням двигателя внутреннего сгорания на Wikimedia Commons
Поршни ствола длинные относительно их диаметра. Они действуют как поршневые и цилиндрические крейцкопфы. Поскольку шатун на большей части своего вращения наклонен под углом, существует также боковая сила, которая воздействует вдоль стороны поршня на стенку цилиндра. Более длинный поршень помогает поддерживать это.
Стволовые поршни были обычной конструкцией поршней с первых дней создания поршневых двигателей внутреннего сгорания. Они использовались как для бензиновых, так и для дизельных двигателей, хотя в высокоскоростных двигателях теперь используется более легкий скользящий поршень.
. Характерной чертой большинства ствольных поршней, особенно для дизельных двигателей, является то, что они имеют канавку для масляного кольца. ниже поршневого пальца, в дополнение к кольцам между поршневым пальцем и короной.
Название «стволовый поршень» происходит от «ствольного двигателя », ранней конструкции морского парового двигателя. Чтобы сделать их более компактными, они отказались от обычного поршневого штока парового двигателя с отдельной траверсой и вместо этого были первой конструкцией двигателя, в которой поршневой палец размещался непосредственно внутри поршня. В остальном эти поршни ствольного двигателя мало походили на поршень ствола; они были чрезвычайно большого диаметра и двойного действия. Их «ствол» представлял собой узкий цилиндр, установленный в центре поршня.
СМИ, относящиеся к поршням ствола на Викискладе
Для больших тихоходных дизельных двигателей может потребоваться дополнительная поддержка боковых сил на поршне. В этих двигателях обычно используются поршни крейцкопфа. Главный поршень имеет большой шток поршня, идущий вниз от поршня к тому, что фактически является вторым поршнем меньшего диаметра. Главный поршень отвечает за газовое уплотнение и несет на себе поршневые кольца. Меньший поршень является чисто механической направляющей. Он проходит внутри небольшого цилиндра как направляющая ствола, а также несет поршневой палец.
Смазка крейцкопфа имеет преимущества по сравнению с цилиндрическим поршнем, поскольку его смазочное масло не подвержено нагреву: масло не загрязняется частицами сажи сгорания, оно не разрушается из-за тепла и можно использовать более жидкое, менее вязкое масло. Трение поршня и крейцкопфа может составлять только половину от трения ствола поршня.
Из-за дополнительного веса этих поршней они не используются для высокоскоростных двигателей.
СМИ, относящиеся к поршням крейцкопфа на Wikimedia Commons
Тапочные поршни A скользящие поршни - поршни для бензиновых двигателей, которые были уменьшены в размер и вес максимально. В крайнем случае они сводятся к днищу поршня, опоре для поршневых колец и достаточному количеству оставшейся юбки поршня, чтобы оставить две площадки для предотвращения качания поршня в отверстии. Боковые стороны юбки поршня вокруг поршневого пальца уменьшены от стенки цилиндра. Основная цель состоит в том, чтобы уменьшить возвратно-поступательную массу, тем самым облегчая балансировку двигателя и, таким образом, обеспечивая высокие скорости. В гоночных условиях юбки скользящего поршня могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы обеспечить чрезвычайно легкий вес при сохранении жесткости и прочности полной юбки. Уменьшение инерции также улучшает механический КПД двигателя: силы, необходимые для ускорения и замедления возвратно-поступательных деталей, вызывают большее трение поршня о стенку цилиндра, чем давление жидкости на головку поршня. Дополнительным преимуществом может быть некоторое уменьшение трения о стенку цилиндра, поскольку площадь юбки, которая скользит вверх и вниз в цилиндре, уменьшается вдвое. Однако наибольшее трение обусловлено поршневыми кольцами , которые на самом деле наиболее плотно прилегают к отверстию и опорным поверхностям пальца кисти, и, таким образом, выгода уменьшается.
СМИ, относящиеся к поршням тапочек на Wikimedia Commons
Двухтактный поршень дефлектора Поршни дефлектора используются в двухтактных двигатели со сжатием картера, в которых поток газа внутри цилиндра должен быть тщательно направлен для обеспечения эффективной продувки. При перекрестной продувке передаточное (впускное отверстие в цилиндр) и выпускное отверстия находятся на непосредственно обращенных сторонах стенки цилиндра. Чтобы входящая смесь не проходила прямо от одного порта к другому, на головке поршня имеется выступ. Это предназначено для отклонения поступающей смеси вверх вокруг камеры сгорания .
. На разработку улучшенной продувки было вложено много усилий и много различных конструкций днища поршня. Коронки превратились из простого ребра в большую асимметричную выпуклость, обычно с крутой гранью на входе и пологим изгибом на выпуске. Несмотря на это, перекрестная уборка никогда не была столь эффективной, как хотелось бы. Большинство современных движков вместо этого используют портирование Schnuerle. Это помещает пару отверстий для переноса по бокам цилиндра и стимулирует вращение потока газа вокруг вертикальной оси, а не горизонтальной оси.
Носители, относящиеся к поршням дефлектора на Wikimedia Commons
Ранний (ок. 1830 г.) поршень для лучевого двигателя. Поршневое уплотнение состоит из витков обернутого каната.. В гоночных двигателях прочность и жесткость поршня обычно намного выше, чем у двигателя легкового автомобиля, в то время как вес намного меньше, для достижения необходимых высоких оборотов двигателя. в гонках.
Поршни гидроцилиндров, используемых в горячем прессе Гидравлические цилиндры могут быть как одностороннего действия, так и двустороннего действия. Гидравлический привод управляет движением поршня назад и / или вперед. Направляющие кольца направляют поршень и шток и поглощают радиальные силы, действующие перпендикулярно цилиндру, и предотвращают контакт между скользящими металлическими частями.
.
.
.
Чугунные паровые машины поршневые, с металлическим поршневым кольцом, подпружиненным к стенке цилиндра. Паровые двигатели обычно используются двойного действия (т.е. давление пара действует попеременно с каждой стороны поршня), а впуск и выпуск пара регулируется золотниковыми клапанами, поршневыми клапанами или тарельчатыми клапанами. Следовательно, поршни паровых машин почти всегда представляют собой сравнительно тонкие диски: их диаметр в несколько раз превышает их толщину. (Единственным исключением является поршень магистрального двигателя, форма которого больше напоминает поршень современного двигателя внутреннего сгорания.) Еще одним фактором является то, что, поскольку почти все паровые двигатели используют крейцкопфы для передачи усилия на приводной шток, существуют действует небольшое количество боковых сил, которые пытаются «раскачать» поршень, поэтому юбка поршня цилиндрической формы не требуется.
Поршневые насосы могут использоваться для перемещения жидкостей или сжатия газов.
В пневматических пушках используются два специальных типа поршней: поршни с жесткими допусками и двойные поршни. В поршнях с жесткими допусками уплотнительные кольца служат клапаном, но уплотнительные кольца не используются в двухпоршневых типах.
 | На Викискладе есть медиафайлы, связанные с поршнями. |
