Mootori kolb on üks olulisemaid osi ning loomulikult sõltub mootori edukas töö ning selle pikk kasutusiga kolbide materjalist ja kvaliteedist. Selles artiklis, mis on rohkem mõeldud algajatele, kirjeldatakse kõike (hästi või peaaegu kõike), mis on kolviga seotud, nimelt: kolvi eesmärk, selle struktuur, materjalid ja kolbide valmistamise tehnoloogia ning muud nüansid.
Tahan kohe hoiatada kalleid lugejaid, et kui mõnes olulises kolbide või nende valmistamise tehnoloogiaga seotud nüansis olen juba teises artiklis üksikasjalikumalt kirjutanud, siis pole mul muidugi mõtet end selles korrata. artiklit. Panen lihtsalt vastava lingi, millele klõpsates saab hea lugeja soovi korral minna mõne teise põhjalikuma artikli juurde ja selles tutvuda vajaliku infoga kolbide kohta täpsemalt.
Esmapilgul võib paljudele algajatele tunduda, et kolb on üsna lihtne detail ja selle tootmistehnoloogias, kujus ja disainis pole võimalik midagi täiuslikumat välja mõelda. Kuid tegelikkuses pole kõik nii lihtne ja vaatamata kuju välisele lihtsusele on kolvid ja nende valmistamise tehnoloogiad endiselt täiustamisel, eriti kõige kaasaegsematel (seeria- või sport-) kõrgemate pööretega sundmootoritel. Kuid ärgem astugem endast ette ja alustagem lihtsast keerulisemaks.
Alustuseks analüüsime, milleks kolb (kolvid) mootoris on, kuidas see töötab, mis kujuga kolvid on erinevate mootorite jaoks ning seejärel liigume sujuvalt edasi tootmistehnoloogiate juurde.
Mille jaoks on mootori kolb?
Kolb, tänu väntmehhanismile (ja - vt allolevat joonist), liikudes mootori silindris vastastikku, näiteks liikudes ülespoole - silindri sisse imemiseks ja põlemiskambris töösegu kokkupressimiseks, samuti silindris allapoole liikuvate põlevgaaside paisumine, see teeb tööd, muundades põleva kütuse soojusenergia liikumisenergiaks, mis aitab (ülekande kaudu) kaasa sõiduki veorataste pöörlemisele.
Mootori kolb ja sellele mõjuvad jõud: A - jõud, mis surub kolvi vastu silindri seinu; B - kolvi allapoole liigutav jõud; B on jõud, mis kantakse üle kolvist ühendusvardale ja vastupidi, G on põlemisgaaside survejõud, mis liigutab kolvi alla.
See tähendab, et ilma ühe silindrilise mootori kolvita või ilma mitme silindrilise mootori kolbita on mootori paigaldamise sõiduki liikumine võimatu.
Lisaks, nagu jooniselt näha, mõjuvad kolbile mitmed jõud (samuti ei ole samal joonisel näidatud kolvile alt üles suruvaid vastupidiseid jõude).
Ja lähtudes asjaolust, et kolvile surutakse mitu jõudu ja üsna tugevalt, peavad kolvil olema mõned olulised omadused, nimelt:
- mootori kolvi võime taluda põlemiskambris paisuvate gaaside tohutut rõhku.
- võime kokku suruda ja taluda kokkusurutud kütuse kõrget rõhku (eriti sees).
- võime seista vastu gaaside läbimurdele ballooni seinte ja selle seinte vahel.
- võime kolvi tihvti kaudu katkematult üle kanda ühendusvardale tohutut survet.
- võime mitte pikka aega kuluda silindri seinte hõõrdumisest.
- võime mitte kiiluda silindrisse selle materjali soojuspaisumise tõttu, millest see on valmistatud.
- mootori kolb peab vastu pidama kütuse kõrgele põlemistemperatuurile.
- on suure tugevusega ja väikese kaaluga, et kõrvaldada vibratsioon ja inerts.
Ja need pole veel kõik nõuded kolbidele, eriti kaasaegsetel kõrgetel pööretel mootoritel. Räägime lähemalt kaasaegsete kolbide kasulikest omadustest ja nõuetest, kuid kõigepealt vaatame kaasaegse kolvi seadet.
Nagu jooniselt näha, saab kaasaegse kolvi jagada mitmeks osaks, millest igaüks on oluline ja millel on oma funktsioonid. Kuid allpool kirjeldatakse mootori kolvi peamisi kõige olulisemaid osi ja alustame kõige olulisema ja kriitilisema osaga - kolvi põhjast.
Mootori kolvi põhi (alumine).
See on kõrgeim ja kõige enam koormatud kolvipind, mis on suunatud otse mootori põlemiskambrisse. Ja mis tahes kolvi põhi ei ole koormatud mitte ainult tohutul kiirusel paisuvate gaaside suure survejõuga, vaid ka töösegu kõrge põlemistemperatuuriga.
Lisaks määrab kolvi põhi koos oma profiiliga põlemiskambri enda alumise pinna ja määrab ka sellise olulise parameetri nagu. Muide, kolvi põhja kuju võib sõltuda mõnest parameetrist, näiteks küünalde või pihustite asukohast põlemiskambris, klapi ava asukohast ja suurusest, klapi läbimõõdust plaadid - vasakpoolsel fotol on selgelt näha kolvi põhjas olevate klapiplaatide süvendid, mis välistavad põhjaga kohtumisventiilid.
Samuti sõltub kolvi põhja kuju ja suurus mootori põlemiskambri mahust ja kujust või kütuse-õhu segu sellesse söötmise iseärasustest - näiteks mõnel vanal kahetaktilisel mootoril. kolvi põhjale tehti iseloomulik harja eend, mis täidab reflektori rolli ja juhib läbipuhumisel põlemisproduktide voolu. See eend on näidatud joonisel 2 (põhja eend on näha ka ülaltoodud joonisel, kus on näidatud kolvi paigutus). Muide, joonisel 2 on näidatud ka iidse kahetaktilise mootori töövoog ja see, kuidas kolvi põhjas olev eend mõjutab tööseguga täitmist ja heitgaaside eraldumist (see tähendab, et parandada puhumist).
Kahetaktiline mootorratta mootor - töövoog
Kuid mõnel mootoril (näiteks mõnel diiselmootoril) on kolvi põhjas keskel vastupidi ümmargune sälk, mille tõttu suureneb põlemiskambri maht ja vastavalt ka kompressioon. suhe väheneb.
Kuid kuna väikese läbimõõduga süvend põhja keskel ei ole tööseguga soodsaks täitmiseks soovitav (tekivad soovimatud keerised), siis paljudel mootoritel ei ole kolvipõhjade keskele süvendeid tehtud.
Ja põlemiskambri mahu vähendamiseks on vaja teha niinimetatud nihkeid, see tähendab teha teatud mahuga materjaliga põhja, mis asub veidi üle kolvipõhja põhitasapinna.
Noh, teine oluline näitaja on kolvi põhja paksus. Mida paksem see on, seda tugevam on kolb ja seda suurem on soojus- ja võimsuskoormus, mis talub üsna pikka aega. Ja mida õhem on kolvi põhja paksus, seda suurem on läbipõlemise või põhja füüsilise hävimise tõenäosus.
Kuid kolvi põhja paksuse suurenemisega suureneb vastavalt ka kolvi mass, mis on sunnitud kõrgete pööretega mootorite puhul väga ebasoovitav. Ja seetõttu teevad disainerid kompromissi ehk "püüavad kinni" kuldse keskmise tugevuse ja kaalu vahel ning loomulikult püüavad nad pidevalt täiustada tänapäevaste mootorite jaoks mõeldud kolbide tootmise tehnoloogiaid (tehnoloogiatest lähemalt hiljem).
Kolvipealne maa.
Nagu on näha ülaltoodud jooniselt, mis näitab mootori kolvi konstruktsiooni, on pea maa kaugus kolvi põhjast selle ülemise surverõngani. Tuleb märkida, et mida väiksem on kolvi põhja ja ülemise rõnga vaheline kaugus, st mida õhem on ülemine tsoon, seda suuremat termilist pinget kogevad kolvi alumised elemendid ja seda kiiremini. kuluma.
Seetõttu on suure pinge all olevate sundmootorite puhul soovitav muuta ülemine tsoon paksemaks, kuid seda ei tehta alati, kuna see võib suurendada ka kolvi kõrgust ja massi, mis on sunnitud ja kõrgetel pööretel mootorite jaoks ebasoovitav. Siin, nagu ka kolvipõhja paksuse puhul, on oluline leida kuldne kesktee.
Kolvi tihendusosa.
See sektsioon algab ülemise maa põhjast kuni kõige madalama kolvirõnga soone lõpuni. Kolvirõngaste sooned asuvad kolvi tihendussektsioonil ja rõngad ise (suru- ja õlieemaldatavad) on sisestatud.
Rõngade sooned mitte ainult ei hoia kolvirõngaid paigal, vaid tagavad ka nende liikuvuse (tingituna teatud vahedest rõngaste ja soonte vahel), mis võimaldab tänu nende elastsusele (mis on väga suur) kolvirõngaid vabalt kokku suruda ja laiendada. oluline, kui silinder on kulunud ja silindri kujuga) ... See aitab kaasa ka kolvirõngaste surumisele vastu silindri seinu, mis välistab gaasi väljapuhumise ja aitab kaasa heale isegi siis, kui silinder on veidi kulunud.
Nagu on näha jooniselt kolbseadmega, on õlikaabitsa rõnga jaoks mõeldud soon(te)s mootoriõli tagasivoolu jaoks avad, mille õlikaabitsa rõngas (või rõngad) eemaldab silindri seintelt, kui kolb liigub silindris.
Lisaks tihendusala põhifunktsioonile (gaasi läbimurde vältimine) on sellel veel üks oluline omadus - see on osa soojuse eemaldamine (täpsemalt jaotamine) kolvist silindrisse ja kogu mootorisse. Loomulikult on soojuse tõhusaks jaotamiseks (eemaldamiseks) ja gaasi läbimurdmise vältimiseks oluline, et kolvirõngad sobituksid parajalt tihedalt oma soonte, aga eriti silindri seina pinnaga.
Mootori kolvipea.
Kolvipea on ühine ala, mis hõlmab kolvi põhja ja selle ja minu poolt juba eespool kirjeldatud tihendusala. Mida suurem ja võimsam on kolvipea, seda suurem on selle tugevus, parem soojuse hajumine ja vastavalt ka pikem ressurss, kuid suurem on ka mass, mis, nagu eespool mainitud, on kõrgetel pööretel mootorite puhul ebasoovitav. Ja kaalu vähendamiseks, ilma ressurssi vähendamata, on võimalik tootmistehnoloogiat täiustades suurendada kolvi tugevust, kuid sellest kirjutan hiljem üksikasjalikumalt.
Muide, ma peaaegu unustasin öelda, et mõne kaasaegse alumiiniumisulamitest valmistatud kolbide konstruktsiooni puhul on kolvipeas tehtud nirezisti sisestus, see tähendab, et nirezistist (spetsiaalne vastupidav ja korrosioonikindel malm) on velg. valatakse kolvipeasse.
Sellesse veljesse on lõigatud soon kõige ülemise ja enim koormatud survekolvirõnga jaoks. Ja kuigi tänu sisestusele suureneb kolvi mass veidi, kuid selle tugevus ja kulumiskindlus suurenevad oluliselt (näiteks meie kodumaistel Tutajevi kolbidel, mis on toodetud TMZ-s, on ni-resist sisetükk).
Survekolvi kõrgus.
Survekõrgus on kaugus millimeetrites kolvi põhjast kolvipoldi teljeni (või vastupidi). Erinevatel kolbidel on erinev survekõrgus ja loomulikult, mida suurem on kaugus tihvti teljest põhjani, seda suurem see on ja mida suurem see on, seda parem on kokkusurumine ja väiksem on gaasi läbimurde tõenäosus, aga ka suurem kolvi hõõrdejõud ja kuumenemine.
Vanematel madalatel ja madalatel pööretel mootoritel oli kolvi survekõrgus kõrgem, kaasaegsetel suurematel mootoritel aga vähem. Ka siin on oluline leida kuldne kesktee, mis sõltub mootori forsseerimisest (mida kõrgem pööre, seda väiksem peaks olema hõõrdumine ja väiksem survekõrgus).
Mootori kolvi seelik.
Seelikut nimetatakse kolvi alumiseks osaks (seda nimetatakse ka juhtosaks). Seelik sisaldab avadega kolvipead, millesse kolvitihvt sisestatakse. Kolviäärise välispind on kolvi juhtiv (tugi)pind ja see pind, nagu kolvirõngad, hõõrub vastu silindri seinu.
Kolvi seeliku keskosa ümber on klambrid, millel on augud kolvi tihvti jaoks. Ja kuna kolvimaterjali kaal loodete juures on raskem kui seeliku muudes osades, on temperatuuri mõjul tekkivad deformatsioonid ülemuste tasapinnas suuremad kui kolvi muudes osades.
Seetõttu eemaldatakse kolvile avalduvate temperatuurimõjude (ja pingete) vähendamiseks osa materjali mõlemalt küljelt seelikupinnast ligikaudu 0,5-1,5 mm sügavusele ja tekivad väikesed lohud. Need süvendid, mida nimetatakse külmikuteks, aitavad mitte ainult kõrvaldada temperatuurimõjusid ja deformatsioone, vaid takistavad ka punktide moodustumist ning parandavad ka kolvi määrimist silindris liikudes.
Samuti tuleb märkida, et kolviseelik on koonuse kujuga (ülaosas allosas on see kitsam, alt on laiem) ja kolvi tihvti teljega risti asetseval tasapinnal on see kuju ovaalist. Need kõrvalekalded ideaalsest silindrilisest kujust on minimaalsed, see tähendab, et neil on vaid mõnisada mm (need väärtused on erinevad - mida suurem on läbimõõt, seda suurem on kõrvalekalle).
Koonust on vaja selleks, et kolb paisuks kuumutamisel ühtlaselt, sest ülaosas on kolvi temperatuur kõrgem ja 
Samuti on soojuspaisumine suurem. Ja kuna põhjas on kolvi läbimõõt veidi väiksem kui põhjas, siis soojenemisest paisudes võtab kolb ideaalse silindri lähedase kuju.
Noh, ovaal on mõeldud kompenseerima seeliku seinte kiiret kulumist, mis kuluvad kiiremini seal, kus hõõrdumine on suurem, ja kõrgemal ühendusvarda liikumise tasapinnal.
Tänu kolvile (täpsemalt selle külgpinnale) on tagatud kolvi telje soovitud ja õige asend mootorisilindri telje suhtes. Seeliku külgpinna abil kanduvad mootori silindrile külgjõud A mõjul (vt teksti ülemist joonist, samuti parempoolset joonist), mis perioodiliselt mõjuvad kolvid ja silindrid, kui kolvid nihkuvad väntvõlli pöörlemise ajal (vända ühendusvarda mehhanism).
Samuti eemaldatakse tänu seeliku külgpinnale soojust kolvist silindrisse (nagu ka kolvirõngastelt). Mida suurem on seeliku külgpind, seda parem on soojuse hajumine, väiksem gaasileke, vähem kolvi koputamist koos ülemise ühendusvarda pea puksi kulumisega (või puksi ebatäpse töötlemisega - vt joonist vasakul) , aga nagu kolme tihendusrõngaga, mitte kahega (kirjutasin sellest lähemalt).
Kuid kui kolviäär on liiga pikk, on selle mass suurem, silindri seinte vastu tekib rohkem hõõrdumist (kaasaegsetel kolbidel hakati hõõrdumise ja kulumise vähendamiseks kandma hõõrdumist takistavat katet) ning liigne kaal ja hõõrdumine on kõrgetel pööretel sundmoodsates (või sportlikes) mootorites väga ebasoovitav ja seetõttu muudeti sellistel mootoritel seelik järk-järgult väga lühikeseks (nn miniseelik) ja järk-järgult said nad sellest peaaegu lahti - nii on T. -ilmus paremal fotol näidatud kujuga kolb.
Kuid T-kujulistel kolbidel on ka miinuseid, näiteks võib neil jällegi tekkida probleeme hõõrdumisega vastu silindri seinu, mis on tingitud väga lühikese seeliku ebapiisavast määritud pinnast (ja madalatel pööretel).
Nendest probleemidest ja ka sellest, millistel juhtudel on mõnel mootoril vaja miniseelikuga T-kujulisi kolbe ja millistel mitte, kirjutasin eraldi üksikasjaliku artikli. See räägib ka mootori kolvi kuju arengust - soovitan teil seda lugeda. Noh, ma arvan, et oleme kolviseadme juba välja mõelnud ja liigume sujuvalt edasi kolvi valmistamise tehnoloogiate poole, et aru saada, millised erineval viisil valmistatud kolvid on paremad ja millised halvemad (vähem vastupidavad).
Mootorite kolvid - tootmismaterjalid.
Kolbide valmistamiseks materjali valimisel kehtestatakse ranged nõuded, nimelt:
- kolvi materjalil peavad olema suurepärased hõõrdumise (kinnijäämisvastased) omadused.
- mootori kolvi materjal peab olema üsna suure mehaanilise tugevusega.
- kolvi materjal peab olema madala tihedusega ja hea soojusjuhtivusega.
- kolvi materjal peab olema korrosioonikindel.
- kolvi materjalil peaks olema madal joonpaisumistegur ja see peaks olema võimalikult lähedane või võrdne silindri seinte materjali paisumisteguriga.
Malm.
Varem, mootoriehituse koidikul, alates esimeste autode, mootorrataste ja lennukite (lennukite) aegadest, kasutati kolvimaterjaliks (muide, ka kompressorkolbide jaoks) hallmalmi. Muidugi, nagu igal materjalil, on malmil nii eelised kui ka puudused.
Eelistest tuleb märkida head kulumiskindlust ja piisavat tugevust. Kuid malmist plokkidega (või vooderdistega) mootoritesse paigaldatud malmkolvide kõige olulisem eelis on sama soojuspaisumistegur kui malmist mootorisilindril. See tähendab, et termilisi vahesid saab minimeerida, see tähendab palju vähem kui malmist silindris töötava alumiiniumkolvi omad. See võimaldas oluliselt suurendada survet ja kolvirühma ressurssi.
Teine oluline malmkolbide pluss on väike (ainult 10%) mehaanilise tugevuse langus kolvi kuumutamisel. Alumiiniumkolvi puhul on mehaanilise tugevuse vähenemine kuumutamisel märgatavalt suurem, kuid sellest allpool.
Kuid suurema pöördega mootorite tulekuga hakkas malmist kolbide kasutamisel ilmnema nende peamine puudus suurtel kiirustel - alumiiniumkolbidega võrreldes üsna suur mass. Ja järk-järgult läksid nad üle alumiiniumsulamitest kolbide valmistamisele, isegi malmploki või voodriga mootorites, kuigi alumiiniumkolvi kiilu kõrvaldamiseks pidid nad valmistama palju suurema termilise vahega alumiiniumkolbid. malmist silinder.
Muide, varem tehti mõne mootori kolbidele äärise kaldus lõige, mis andis alumiiniumkolvi äärise vedruomadused ja välistas selle kinnikiilumise malmist silindrisse - sellise kolvi näide võib näha mootorratta IZH-49 mootoril).
Ja kaasaegsete, täielikult alumiiniumist valmistatud silindrite või silindriplokkide tulekuga, milles enam pole malmist vooderdusi (st kaetud nikasiliga või), sai võimalikuks minimaalse termilise vahega alumiiniumkolbide tootmine, kuna sulamist silindri soojuspaisumine on muutunud peaaegu samaks kui sulamist kolvi ja peal.
Alumiiniumsulamid. Peaaegu kõik kaasaegsed seeriamootorite kolvid on nüüd valmistatud alumiiniumist (välja arvatud odavate Hiina kompressorite plastkolvid).
Ka alumiiniumisulamitest valmistatud kolbidel on nii eeliseid kui ka puudusi. Peamistest eelistest tuleb märkida kergsulamist kolvi väike kaal, mis on tänapäevaste kiirete mootorite jaoks väga oluline. Alumiiniumkolvi kaal oleneb muidugi sulami koostisest ja kolvi valmistamise tehnoloogiast, sest sepistatud kolb kaalub tunduvalt vähem kui samast sulamist valamisel tehtu, aga tehnoloogiatest kirjutan veidi hiljem.
Veel üks kergete legeeritud kolbide eelis, millest teavad vähesed, on üsna kõrge soojusjuhtivus, mis on umbes 3-4 korda suurem kui hallmalmi soojusjuhtivus. Aga miks see on väärikas, sest kõrge soojusjuhtivuse ja soojuspaisumine pole päris väike ja peate ja peate tegema rohkem soojusvahesid, välja arvatud muidugi malmist silinder (aga kaasaegsete alumiiniumsilindrite puhul pole see midagi kauem vajalik).
Ja tõsiasi on see, et kõrge soojusjuhtivus ei võimalda kolvi põhja kuumenemist üle 250 ° C ja see aitab kaasa mootori silindrite palju paremale täitmisele ja loomulikult võimaldab veelgi suurendada surveastet. bensiinimootoreid ja seeläbi suurendada nende võimsust.
Muide, kergsulamist valatud kolbide kuidagi tugevdamiseks lisavad insenerid nende disaini erinevaid tugevduselemente - näiteks muudavad need kolvi seinad ja põhja paksemaks ning kolvi tihvti all olevaid ülaseid valatakse rohkem. massiivne. Noh, või teevad nad samast malmist sisestusi, kirjutasin sellest juba eespool. Ja loomulikult suurendavad kõik need tugevdused kolvi massi ja selle tulemusel selgub, et iidsem ja vastupidavam malmist kolb kaotab kergsulamist kolvi kaalust üsna vähe, umbes 10-15 protsenti.
Ja siin tekib küsimus, kas see on küünalt väärt? See on seda väärt, sest alumiiniumisulamitel on veel üks suurepärane omadus - need hajutavad soojust kolm korda paremini kui sama malm. Ja see oluline omadus on hädavajalik tänapäevastes kõrgetel pööretel (sunnitud ja kuumad) mootorites, millel on üsna kõrge surveaste.
Lisaks suurendavad kaasaegsed tehnoloogiad sepistatud kolbide tootmiseks (neist veidi hiljem) oluliselt osade tugevust ja vähendavad kaalu ning pole vaja selliseid kolbe tugevdada erinevate sisetükkide või massiivsemate valanditega.
Alumiiniumisulamitest valmistatud kolbide puudused on järgmised: alumiiniumisulamite joonpaisumise koefitsient, milles see on ligikaudu kaks korda suurem kui malmist valmistatud kolbidel.
Alumiiniumkolbide teine oluline puudus on mehaanilise tugevuse üsna suur vähenemine, kui kolvi temperatuur tõuseb. Näiteks: kui sulamikolvi kuumutatakse kolmsada kraadini, vähendab see selle tugevust koguni poole võrra (umbes 55–50 protsenti). Ja malmist kolvi puhul väheneb tugevus selle kuumenemisel oluliselt vähem - vaid 10–15%. Kuigi kaasaegsed kolvid on valmistatud alumiiniumisulamitest sepistamise, mitte valamise teel, kaotavad need kuumutamisel palju vähem tugevust.
Paljude kaasaegsete alumiiniumkolbide puhul välistavad mehaanilise tugevuse vähenemise ja liigse soojuspaisumise arenenumad tootmistehnoloogiad, mis on asendanud traditsioonilise valamise (sellest lähemalt allpool), aga ka spetsiaalsed kompenseerivad sisetükid (näiteks ni- seisma vastu, mida ma eespool mainisin), mis mitte ainult ei suurenda tugevust, vaid vähendavad oluliselt ka kolvi äärise seinte soojuspaisumist.
Mootori kolb - tootmistehnoloogia.
Pole saladus, et aja jooksul hakati mootorite võimsuse suurendamiseks järk-järgult suurendama surveastet ja mootori pöörlemiskiirust. Ja selleks, et suurendada võimsust ilma kolbide eluiga palju kahjustamata, täiustati järk-järgult nende valmistamise tehnoloogiaid. Aga alustame järjekorras – tavapärastest valatud kolbidest.
Tavavalamisel valmistatud kolvid.
See tehnoloogia on kõige lihtsam ja iidsem, seda on kasutatud auto- ja mootoriehituse ajaloo algusest peale, isegi uue aasta algusest peale. 
lahtised malmist kolvid.
Peaaegu enam ei kasutata tehnoloogiat, mis valmistab kõige kaasaegsematele mootoritele tavapärase valuga kolvid. Lõppude lõpuks on väljund toode, millel on puudused (poorid jne), mis vähendavad oluliselt detaili tugevust. Kusjuures tavalise vormi valamise (chill mold) tehnoloogia on üsna iidne, see on laenatud meie iidsetelt esivanematelt, kes sajandeid tagasi valasid pronkskirveid.
Ja jahutusvormi valatud alumiiniumisulam kordab jahutusvormi (maatriksi) kuju ja siis tuleb osa veel termiliselt ja masinatel töödelda, eemaldades liigse materjali, mis võtab palju aega (isegi CNC masinatel) .
Survevalu.
Lihtsa valamismeetodiga valmistatud kolvi tugevus ei ole detaili poorsuse tõttu suur ning järk -järgult eemaldusid paljud ettevõtted sellest meetodist ja hakkasid kolvi surve all valama, mis parandas oluliselt tugevust, kuna peaaegu puudub poorsus.
Survevalu tehnoloogia erineb oluliselt pronksiaegsest telgede tavavalamise tehnoloogiast ja loomulikult on tulemuseks täpsem ja vastupidavam detail, millel on veidi parem struktuur. Muide, valades alumiiniumisulameid surve all vormi (seda tehnoloogiat nimetatakse ka vedelaks tembeldamiseks), valatakse mitte ainult kolvid, vaid ka mõne kaasaegse mootorratta ja auto raamid.
Kuid ikkagi pole see tehnoloogia täiuslik ja isegi kui võtate survevormitud kolvi kätte ja uurite seda, ei leia te selle pinnalt midagi, kuid see ei tähenda, et sees oleks kõik täiuslik. Tõepoolest, valuprotsessis on isegi surve all võimalik, et tekivad sisemised tühimikud ja õõnsused (pisikesed mullid), mis vähendavad detaili tugevust.
Kuid ikkagi on kolvi survevalu (vedelik stantsimine) palju parem kui tavaline valamine ja seda tehnoloogiat kasutatakse endiselt paljudes tehastes autode ja mootorrataste kolbide, raamide, šassii osade ja muude osade valmistamisel. Ja kellel on huvi lugeda täpsemalt, kuidas vedelik stantsitud kolvid valmivad ja millised on nende eelised, siis loeme nende kohta.
Auto (mootorratta) sepistatud kolvid.
Koduautode sepistatud kolvid.
See on hetkel kõige arenenum tehnoloogia kaasaegsete kergsulamist kolbide tootmiseks, millel on palju eeliseid valatud kolbide ees ja mis paigaldatakse kõige kaasaegsematele kõrgetel pööretel ja kõrge surveastmega mootoritele. Mainekate firmade valmistatud sepistatud kolbidel pole praktiliselt mingeid negatiivseid külgi.
Kuid mul pole mõtet selles artiklis sepistatud kolbidest üksikasjalikult kirjutada, kuna kirjutasin nende kohta kaks väga üksikasjalikku artiklit, mida kõik saavad lugeda, klõpsates allolevatel linkidel.
See näib olevat kõik, kui ma mäletan veel midagi nii olulisest detailist nagu mootorikolb, siis lisan kindlasti edu kõigile.
„Kaasaegne sisepõlemismootor ei ole oma olemuselt tehnoloogia poolest kõige silmapaistvam toode. See tähendab, et seda saab piiramatult parandada. ”- Matt Trevitnik, Rockefellerite perekonna Venrocki riskikapitalifondi president.
Vaba kolbmootor on ühendusvarrasteta lineaarne sisepõlemismootor, milles kolvi liikumist ei määra mitte mehaanilised ühendused, vaid paisuvate gaaside jõudude ja koormuse suhe.
Tänavu novembris siseneb Ameerika turule elektrisõiduk Chevrolet Volt, millel on elektrigeneraator. Volti jõuallikaks on võimas elektrimootor, mis keerab rattaid ja kompaktne sisepõlemismootor, mis laeb ainult tühjenenud liitiumioonakut. See seade töötab alati kõige tõhusamal kiirusel. Selle ülesandega saab hõlpsasti hakkama tavaline sisepõlemismootor, mis on harjunud palju suurema koormaga. Peagi võidakse see aga asendada palju kompaktsemate, kergemate, tõhusamate ja odavamate seadmetega, mis on spetsiaalselt loodud töötama elektrigeneraatorina.
Kui rääkida põhimõtteliselt uutest sisepõlemismootorite konstruktsioonidest, hakkavad skeptikud nina kirtsutama, noogutavad sadade riiulitel tolmu koguvate pseudorevolutsiooniliste projektide peale ning raputavad nelja poti ja nukkvõlli püha reliikviaid. Sada aastat klassikalise sisepõlemismootori domineerimist veenab kõiki uuenduste mõttetuses. Kuid mitte termodünaamika valdkonna professionaalid. Nende hulgas on professor Peter Van Blarigan.
Energia lukus
Üks ajaloo radikaalsemaid sisepõlemismootorite kontseptsioone on vaba kolbmootor. Esimesed mainimised teda erikirjanduses pärinevad 1920. aastatest. Kujutage ette pimedate otstega metalltoru, mille sees libiseb silindriline kolb. Toru mõlemas otsas on pihusti kütuse sissepritse, sisse- ja väljalaskeavade jaoks. Süüteküünlaid saab lisada olenevalt kütuseliigist. Ja see on kõik: vähem kui tosin lihtsamaid osi ja ainult üks - liikuv. Hiljem ilmusid keerukamad vaba kolvi (FPE) ICE mudelid - kahe või isegi nelja vastandkolviga, kuid see ei muutnud olemust. Selliste mootorite tööpõhimõte jäi samaks - kolvi lineaarne edasi-tagasi liikumine silindris kahe põlemiskambri vahel.
Teoreetiliselt ületab FPE efektiivsus 70%. Need võivad töötada mis tahes vedelal või gaasilisel kütusel ning on äärmiselt töökindlad ja täiuslikult tasakaalustatud. Lisaks on ilmne nende kergus, kompaktsus ja valmistamise lihtsus. Ainus probleem on selles, kuidas selliselt mootorilt, mis on mehaaniliselt suletud süsteem, vool eemaldada? Kuidas saduldada sagedusega kuni 20 000 tsüklit minutis siplevat kolvi? Heitgaasi rõhku saab kasutada, kuid tõhusus langeb järsult. See probleem jäi pikka aega lahendamatuks, kuigi katseid tehti regulaarselt. General Motorsi insenerid murdsid viimastel aastatel selle eest hambad katselise gaasiturbiiniauto kompressori väljatöötamisel. FPE-põhiste laevapumpade töönäidised valmistasid 1980. aastate alguses Prantsuse firma Sigma ja Briti firma Alan Muntz, kuid seeriasse need ei läinud.
Võib-olla poleks keegi FPE-d pikka aega mäletanud, kuid juhus aitas. 1994. aastal tellis USA energeetikaministeerium Sandia riikliku labori teadlastelt erinevat tüüpi vesinikul töötavatel sisepõlemismootoritel põhinevate pardageneraatorite efektiivsuse uurimise. See töö usaldati Peter Van Blarigani meeskonnale. Projekti käigus suutis FPE kontseptsiooni hästi tundnud Van Blarigan leida geniaalse lahenduse kolvi mehaanilise energia elektriks muundamise probleemile. Disaini keerulisemaks muutmise asemel, mis tähendab sellest tuleneva efektiivsuse vähendamist, läks Van Blarigan lahutamise teel, kutsudes appi magnetkolvi ja silindri vaskmähise. Vaatamata oma lihtsusele poleks selline lahendus 1960. või 1970. aastatel võimalik olnud. Sel ajal polnud veel piisavalt kompaktseid ja võimsaid püsimagneteid. See kõik muutus 1980. aastate alguses neodüümi, raua ja boori baasil põhineva sulami leiutamisega.
Üks tükk ühendab kaks kolvi, kütusepumba ja klapisüsteemi.
Selle töö eest anti 1998. aastal Van Blariganile ja tema kolleegidele Nick Paradisole ja Scott Goldsborole SAE ülemaailmsel autoinseneride kongressil auhinnaks Harry Lee Van Horning. Vaba kolb-lineaarse generaatori (FPLA) näiline lubadus, nagu Van Blarigan oma leiutist nimetas, veenis energeetikaministeeriumi jätkama projekti rahastamist kuni katsetehase etapini.
Elektrooniline pingpong
Blarigani kahetaktiline lineaarne generaator on toru, mis on valmistatud elektrotehnilisest räniterasest, mille pikkus on 30,5 cm, läbimõõt 13,5 cm ja kaal veidi üle 22 kg. Silindri sisesein on staator, millel on 78 pööret nelinurkse vasktraadiga. Alumiiniumkolvi välispinnale on integreeritud võimsad neodüümmagnetid. Kütuselaeng ja õhk sisenevad pärast esialgset homogeniseerimist udu kujul mootori põlemiskambrisse. Süütamine toimub HCCI režiimis – kambrisse tekib korraga palju süüte mikrofookuseid. FPLA-l puudub mehaaniline gaasijaotussüsteem – selle ülesandeid täidab kolb ise.
Frank Stelseri trompet
1981. aastal demonstreeris Saksa leiutaja Frank Stelser vaba kolb-kahetaktist mootorit, mida ta oli oma garaažis arendanud alates 1970. aastate algusest. Tema arvutuste kohaselt oli mootor 30% ökonoomsem kui tavaline sisepõlemismootor. Mootori ainus liikuv osa on kaksikkolb, mis silindri sees pöörase kiirusega kihutab. 80 cm pikkune terastoru, mis on varustatud Harley-Davidsoni mootorratta madalsurvekarburaatori ja Honda süütepooliplokiga, võiks Stelzeri ligikaudsete hinnangute kohaselt toota kuni 200 hj. võimsus sagedusega kuni 20 000 tsüklit minutis. Stelser väitis, et tema mootoreid saab valmistada lihtsatest terastest ja neid saab jahutada nii õhu kui ka vedelikuga. 1981. aastal tõi leiutaja oma mootori Frankfurdi rahvusvahelisele autonäitusele, lootes tekitada huvi juhtivatele autofirmadele. Esialgu äratas idee Saksa autotootjate seas mõningast huvi. Opeli inseneride sõnul näitas prototüüp mootorit suurepärast soojusenergiat ja selle töökindlus oli üsna ilmne - seal polnud praktiliselt midagi murda. Kokku on kaheksa osa, millest üks on liikuv - keeruka kujuga topeltkolb koos tihendusrõngaste süsteemiga kogukaaluga 5 kg. Opeli laboris on Stelseri mootorile välja töötatud mitmeid teoreetilisi ülekandemudeleid, sealhulgas mehaaniline, elektromagnetiline ja hüdrauliline. Kuid ükski neist ei ole osutunud piisavalt usaldusväärseks ja tõhusaks. Pärast Frankfurdi autonäitust kadus Stelser ja tema vaimulaps autotööstuse vaateväljast. Paar aastat pärast seda ilmus ajakirjanduses aeg-ajalt teateid Stelseri kavatsustest patenteerida tehnoloogia 18 maailma riigis, varustada oma mootoritega magestamistehased Omaanis ja Saudi Araabias jne. Internetis saadaval.
FPLA maksimaalne võimsus on 40 kW (55 hobust) keskmise kütusekuluga 140 g 1 kWh kohta. Tõhususe osas ei jää mootor alla vesinikkütuseelementidele - generaatori soojuslik efektiivsus vesiniku kasutamisel kütusena ja surveastmega 30:1 ulatub 65% -ni. Propaanil veidi vähem - 56%. Lisaks neile kahele gaasile seedib isuga FPLA diislikütust, bensiini, etanooli, alkoholi ja isegi taimeõli jäätmeid.
Vähese verega ei anta aga midagi. Kui soojusenergia elektrienergiaks muundamise probleemi lahendas edukalt Van Blarigan, siis kapriisse kolvi haldamine sai tõsiseks peavaluks. Trajektoori ülemine surnud punkt sõltub surveastmest ja kütuselaengu põlemiskiirusest. Tegelikult toimub kolvi pidurdamine kambris kriitilise rõhu tekkimise ja sellele järgneva segu iseenesliku põlemise tõttu. Tavalises sisepõlemismootoris on iga järgnev tsükkel analoogne eelmisega tänu jäikadele mehaanilistele ühendustele kolbide ja väntvõlli vahel. FPLA-s on tiksumise kestus ja ülemine surnud punkt ujuvad väärtused. Väikseimgi ebatäpsus kütuse laadimise doseerimisel või põlemisrežiimi ebastabiilsus põhjustab kolvi seiskumise või löögi ühele külgseinale.
Ecomotorsi mootorit ei erista mitte ainult tagasihoidlikud mõõtmed ja kaal. Väliselt meenutab lame agregaat Subaru ja Porsche boksermootoreid, mis annavad erilisi paigutuseeliseid madala raskuskeskme ja kapotijoone näol. See tähendab, et auto pole mitte ainult dünaamiline, vaid ka hästi juhitav.
Seega on seda tüüpi mootorite jaoks vaja võimsat ja kiiretoimelist elektroonilist juhtimissüsteemi. Selle loomine pole nii lihtne, kui tundub. Paljud eksperdid peavad seda ülesannet keeruliseks. General Motorsi elektrijaama laboratooriumi teadusdirektor Harry Smythe ütleb: „Tasuta kolb -sisepõlemismootoritel on mitmeid ainulaadseid eeliseid. Kuid selleks, et luua usaldusväärne masstootmisseade, peate ikkagi palju õppima FPE termodünaamika kohta ja õppima, kuidas juhtida põlemisprotsessi. " Teda kordab MIT-i professor John Haywood: „Selles piirkonnas on veel palju tühje kohti. Pole tõsi, et FPE suudab välja töötada lihtsa ja odava juhtimissüsteemi.
Van Blarigan on oma kolleegidest optimistlikum. Ta väidab, et kolvi asendi kontrolli saab usaldusväärselt tagada sama paar - staator ja kolvi magnetkest. Veelgi enam, ta usub, et 2010. aasta lõpuks on valmis täisväärtuslik generaatori prototüüp, millel on häälestatud juhtimissüsteem ja efektiivsus vähemalt 50%. Selle projekti edusammude kaudseks kinnituseks on Van Blarigani grupi tegevuse paljude aspektide klassifitseerimine 2009. aastal.
Märkimisväärne osa tavaliste sisepõlemismootorite hõõrdekadudest tuleneb ühendusvarda pööretest kolvi suhtes. Lühikesed väntad pöörlevad rohkem kui pikad. OPOC-il on väga pikad ja suhteliselt rasked ühendusvardad, mis vähendavad hõõrdekadusid. OPOC ühendusvarraste ainulaadne disain ei nõua sisemiste kolbide jaoks kolvitihvtide kasutamist. Selle asemel kasutatakse suure läbimõõduga radiaalseid nõgusaid pesasid, mille sees libiseb kepsupea. Teoreetiliselt võimaldab selline koostu konstruktsioon muuta ühendusvarda tavapärasest 67% pikemaks. Tavalises sisepõlemismootoris tekivad töötakti ajal koormatud väntvõlli laagrites tõsised hõõrdekadud. OPOC-is pole seda probleemi üldse olemas - sisemise ja välimise kolvi lineaarsed mitmesuunalised koormused kompenseerivad üksteist täielikult. Seetõttu vajab OPOC viie väntvõlli laagri laagri asemel ainult kahte.
Konstruktiivne vastuseis
2008. aasta jaanuaris avalikustas tunnustatud riskikapitalist Vinod Khosla ühe oma viimastest projektidest EcoMotorsi, mille asutasid aasta varem kaks tunnustatud mootorigurut John Coletti ja Peter Hoffbauer. Hoffbaueri rekord sisaldab mitmeid läbimurdelisi arendusi: esimene turbodiisel Volkswageni ja Audi sõiduautodele, boksermootor Beetle'ile, esimene 6-silindriline diisel Volvole, esimene Inline-Compact-V reas 6-silindriline diisel esmakordselt. Golfis ja selle kaksik-VR6, mis on ehitatud Mercedesele. John Coletti on sama hästi tuntud ka autoinseneride seas. Ta juhtis pikka aega Ford SVT divisjoni laetud sõidukite eriseeriate väljatöötamiseks.
Hoffbaueri ja Coletti varade kogusumma on üle 150 patendi, osalemine 30 uute mootorite arendamise projektis ja 25 uute seeriasõidukite projektis. EcoMotors loodi spetsiaalselt Hoffbaueri leiutatud modulaarse kahesilindrilise kahetaktilise OPOC-tehnoloogiaga turbodiiselmootori turustamiseks.
Väike suurus, hull võimsuse ja kaalu suhe 3,25 hj. 1 kg massi kohta (250 hj 1 liitri mahu kohta) ja paagi tõukejõud 900 Nm enam kui tagasihoidliku isuga, võimalus 4-, 6- ja 8-silindrilisi plokke eraldi moodulitest kokku panna - need on peamised OPOC EM100 100-kilose mooduli eelised ... Kui kaasaegsed diiselmootorid on 20–40% tõhusamad kui bensiinipõlemismootorid, siis OPOC on 50% tõhusam kui parimad turbodiislid. Selle arvutuslik efektiivsus on 57%. Vaatamata oma fantastilisele laengule on Hoffbaueri mootor ideaalselt tasakaalustatud ja töötab väga sujuvalt.
OPOC-is on kolvid pikkade ühendusvarrastega ühendatud keskmise väntvõlliga. Kahe kolvi vaheline ruum toimib põlemiskambrina. Kütusepihusti on ülemises surnud punktis ning õhu sisse- ja väljalaskeava on alumises surnud punktis. See paigutus koos elektrilise turboülelaaduriga tagab silindrite optimaalse tühjendamise – OPOC-is puuduvad klapid ega nukkvõllid.
Turboülelaadur on mootori lahutamatu osa, ilma milleta on selle töötamine võimatu. Enne mootori käivitamist soojendab turbolaadur ühe sekundi jooksul osa õhust temperatuurini 100 ° C ja pumpab selle põlemiskambrisse. OPOC diisel ei vaja hõõgküünlaid ja külma ilmaga käivitumine pole probleem. Samal ajal suutis Hoffbauer vähendada surveastet diiselmootorite tavapäraselt 19-22:1-lt tagasihoidlikule 15-16-le. Kõik see omakorda toob kaasa põlemiskambri töötemperatuuri ja kütusekulu languse.
Trooja hobune
Juba täna on EcoMotoril kolm erineva võimsusega täiesti tootmisvalmis vastandseadet: 13,5 hj moodul. (mõõtmed - 95 mm / 155 mm / 410 mm, kaal - 6 kg), 40 hj (95 mm / 245 mm / 410 mm, 18 kg) ja moodul 325 hj (400 mm / 890 mm / 1000 mm, 100 kg). Hoffbauer ja Coletti kavatsevad sel aastal demonstreerida elektrilist viieistmelist keskklassi sedaani, millel on OPOC diiselgeneraator, mis põhineb ühel mainstream mudelil. Selle auto keskmine diislikütuse tarbimine ei ületa kombineeritud elektri- ja segarežiimides 2 liitrit saja kohta. EcoMotors avas hiljuti Troys, Michiganis oma tehnilise keskuse ja otsib juba sobivat rajatist oma mootorite seeriatootmise alustamiseks. Vaatamata projekti salastatuse kustutamisele pärineb ettevõtte sügavustest äärmiselt napp info. Ilmselt otsustas Vinod Khosla oma tapjatrumbid esialgu tagasi hoida.
Tekivad olukorrad, kui mootori võimsus kaob, väljalasketorust tuleb "troit", sinist või musta suitsu.
Selliste rikete põhjused võivad olla silindripea tihendi läbipõlemine, ventiilide või kolbide läbipõlemine. Samal ajal siseneb õli põlemiskambrisse, silindri vooderdisele ja ventiilidele tekivad süsiniku ladestused, mis kuluvad kiiremini ning klapi ajastus on häiritud. Tihendi läbipõlemine soodustab gaaside väljumist mootorist välja, millega kaasneb valju vile või kui see silindrite vahel läbi põleb, siis sisenevad gaasid teise silindrisse, mis segab segu, kuna töökäigud on silindrite vahel erinevad. Lisaks kaasneb tihendi läbipõlemisega mootoriõli segunemine mootori jahutusvedelikuga, mille tagajärjel segu vahutab ja mootor seiskub lühikese aja pärast ning kogu see vaht jääb kogu mootoris seisma. Kolvi läbipõlemise või pornorõngaste tugeva kulumise korral sisenevad heitgaasid karterisse, lahjendavad õli, mis häirib seeläbi kõigi hõõrduvate osade määrimist. Paljud teenindusjaama töötajad koos autoomanikega kontrollivad silindri survet ja kui see on normaalne, siis on silinder korras. See pole üldse nii. Hea kokkusurumine viitab ainult survekolvirõngaste töökõlblikkusele ja samas ei pruugi õlikaabitsa rõngad oma tööga hästi toime tulla, jättes silindritele õli, mis seguneb põleva seguga.
Veendumaks, milles täpselt tegu, on vaja eemaldada silindripea, eemaldada nukkvõllid, kontrollida klappide, klapisääretihendite ja kolbide seisukorda ehk kõik osad tuleb visuaalselt üle vaadata. See protsess on üsna töömahukas ja aeganõudev. Kõike saab teha asjata, kui sellise rikke põhjuseks olid näiteks kulunud klapitihendid, nende vahetamisel pole silindripea demonteerimine vajalik. Sellisteks puhkudeks on kaval viis, kuidas teha ilma silindripead eemaldamata.
Auto on paigaldatud käsipidurile, veoratas tõstetakse tungraua peale. Rattakinnitused on soovitav paigaldada rataste alla, sest on suur tõenäosus, et auto võib ilma juhita lahkuda. Auto lülitab käigu otsele lähemale. Viiekäiguliste käigukastide puhul peetakse seda üldiselt kolmandaks või neljandaks käiguks. Võite muidugi lisada mis tahes muud käigud, kuid omast kogemusest ütlen, et väntvõlli on nii raske ja pikk pöörata.
Pärast käigu sisselülitamist seame mootori esimese silindri kolvi survetaktile, keerame süüteküünal lahti ja paigaldame oma kohale kompressori vooliku. Soovitatav on, et voolik sobituks tihedalt süüteküünla avasse, et tuvastada probleem, kui see on olemas. Pärast vooliku tihendamist toome silindrisse õhku ja kuulame. Kui kõik on korras, pääseb õhk läbi süüteküünla augu tagasi. Kui sisselaskeklapp põleb läbi, väljub õhk läbi õhufiltri ja väljalaskeklapi põlemisel väljalasketoru kaudu. Kolvi läbipõlemisel, mis on minu meelest kõige hullem, mis kõigest eelnevast juhtuda saab, tuleb õhk karteri ventilatsioonisüsteemi hingetõmbe kaudu välja. Et mitte segi ajada kolvi läbipõlemist sisselaskeklapi läbipõlemisega, ühendage õhutusvoolik silindriploki küljest lahti, kuna see on otse õhufiltriga ühendatud ja õlimõõtevarda on veelgi lihtsam välja tõmmata. . Kui esimene silinder on kontrollitud, liikuge teise juurde. Ja samade meetoditega kontrollime ülejäänud silindrite töökindlust.
Leitud vead kõrvaldatakse osade asendamisega uutega. Klapisääretihendite vahetus sobib kõige paremini klapijuhikute vahetamisega ja veelgi parem on, kui vahetatakse ka klapid. Odav variant oleks lihtsalt vähemalt korgid ja juhikud välja vahetada ning vana klapp süsinikuladest puhastada, sest pärast korkide vahetamist koputavad ka juhikud ja siis tuleb silindripea uuesti avada.
Kokkupanemisel tuleb kindlasti kontrollida klapivedru seisukorda, et see oleks tihe ja vajumiseta ning vajadusel asendada uuega. Õmblusrõngaste vahetamine kõrvaldab probleemi vaid lühikeseks ajaks, kuna uued rõngad hõõruvad vastu silindreid, samal ajal kaob hall suits, kuid lihvimise ajal jätavad rõngad vooderdistele ja aja jooksul mootorile palju kriimustusi. hakkab jälle "suitsetama".
Olen alati öelnud, et kui pidite silindripea eemaldama, peaksite asendama ventiilid, klapivarre tihendid ja klapijuhikud. Peske ka klapikate koos silindripeaga bensiini, diislikütuse või petrooleumiga, puhastage metalltraadiotsikuga silindripea põlemiskambrid ja lihvige klapid.
Töö lõppedes vahetage klapikaane tihend ja silindripea tihendid uute vastu, katke need hermeetikuga ja pange kõik kokku, keerates kõik poldid teatud hetkeni kinni.
Mootori ja selle osade vastupidavus sõltub 99,9% juhist. Ettevaatliku kasutamise korral suureneb mootori ressurss piisavalt ja see kestab kaua. Kui algas nagu öeldakse, esimene tung gaasijaotusmehhanismi parandada (hall heitgaasi suits), siis saab mõnda aega sõita, dünaamikas pole suurt kadu. Sellist probleemi saab veel edasi lükata, kuid kui võimsus on juba märgatav, on vaja juba tuvastatud rikked diagnoosida ja parandada.
KShM süsteemi (vändamehhanismi) lihtsustamine võib lisada oma eelised kogu mootori kui terviku tööle. Paljud tuunerid kergendavad mitte ainult ühendusvardaid ja väntvõlli, vaid ka kolvid ise. Kui lähete kaugemale, saate hõlbustada ja. Kuid tavainimese jaoks on see teave väga raskesti omastatav. Paljud on mootorikolbidest kuulnud, paljud on neid isegi otse-eetris näinud, aga milleks neid kergendada - ei saa aru! Täna proovin teile selle protseduuri kohta lihtsate sõnadega rääkida ja ka artikli lõpus on väike juhis standardsete valikute hõlbustamiseks oma kätega. Nii et lugege ...
See on osa KShM (vändamehhanism) mehhanismist, millel on ainult üks eesmärk – survestada silindrisse. See tekitab ülespoole suunatud liigutustega survet ja seda omakorda surub väntvõlliga ühendatud ühendusvarras. See disain on kõigile teada ja pole enam uus. Kas see on hea või mitte, on teine teema, kuid väärib märkimist, et see on äärmiselt väike.
Kui soovite aru saada, kuidas see toimib, siis võtke tavaline plastikust (apteegi) süstal ravimiinfektsioonide jaoks. Sellel on ka mõnikord kummeeritud kihiga kolb – see jäljendab praktiliselt meie metallversiooni tööd.
Jäi meelde – sai selgeks, tuli kerge versioon.
Miks seda vaja on ja miks see on paigaldatud?
Kui võtate riiulitel kõik lahti, saate selle teabe.
1) Valgustus võimaldab mootoril töötada suurematel pööretel, see on kasulik mootorite häälestamiseks, näiteks. Ja nagu teate, suurel kiirusel võimsus suureneb.
2) Mootor võtab kiiremini pöördeid, ei pea raiskama energiat raskete kolbide keerutamiseks.
3) Mootor töötab sujuvamalt, koputamine väheneb. Vaadake lühikest, kuid harivat videot.
4) Arvatakse, et osade ressurss suureneb. Kuna koormused vähenevad kolvi kaalu vähenemise tõttu.
Vahetulemust kokku võttes selgub - kiirem (kõrgemad pöörded), kindlam start paigalt, vähem detonatsiooni, rohkem ressurssi.
Kuidas leevendus tavaliselt toimub?
Muidugi tahan aru saada, miks kaal väheneb ja mida struktuur ohverdab?
Kui vaatate "tavalise" kolvi struktuuri, näete õõnsat silindrit, mille kõrgus on ligikaudu 80–100 mm (need on keskmised mõõtmed). Nii olid nad oma välimuse koidikul. Kui lööte selle kaalu järgi alla, saate umbes 500–600 grammi. See tähendab, et nael lendab üles ja alla, tõmmates osa energiast enda peale. Ja mida rohkem pöördeid, seda rohkem energiat peate kulutama!
Nüüd kerge versioon, kui võrrelda seda "tavalisega", siis:
Esiteks vähendatakse kõrgust, see (kui võtame jälle keskmised mõõtmed) - 50-80 mm.
Teiseks vähendavad nad kaalu, loomulikult kaob see pikkuse langusest oluliselt, kuid sellest ei piisa, ka küljed lõigatakse ära. Selgub, nn "T-kujuline" kerge kolb. "T-kujuline", sest kui vaadata seda ühelt poolt, siis see meenutab tähte "T", muide, mõned nimetavad seda "kolmnurkseks".
Ainus, mis jääb muutumatuks, on ülemine platvorm, muide, mõnda on vaja siis, kui.
Sellised variatsioonid võivad korralikku kaalu vähendada, riietatud versiooni keskmine kaal on umbes 250 grammi. Mis on kaks korda lihtsam. Ja 4 tükiga kulub rohkem kui 1 kilogramm! See on mootori jaoks väga oluline.
Kuidas seda ise teha?
Ma tean, et paljusid piinab selline küsimus - kuidas teha tavalisest kerget kolvi ja kas see on üldiselt võimalik?
Muidugi on see võimalik ja mõned meistrimehed lihvivad ja lõikavad oma garaažis üleliigset maha. Siiski tahan märkida, et vajame lõigete jaoks täpseid mõõtmeid, samuti "kaalu jaotust" ja "tasakaalustamist".
Lõika ära kõrgus ja küljed nagu tavaliselt.
Töö on väga töömahukas ja täpne, kui midagi valesti teed, läheb kolb prügimäele. Seetõttu on parem kõigepealt arvutada mõõtmed arvutipaberil.
Pärast seda saab mittevajaliku osa ära lõigata spetsiaalsel masinal või lõigata ära veski või spetsiaalsete külviku tarvikutega.
Jällegi märgin ära, et lõige peab olema täpne, vastasel juhul läheb kolvi tasakaal häiritud ja mootoril on suur detonatsioon. Nii et kui te seda kunagi ei tee, peate võtma ühendust oma linna "tuuneritega". Võib -olla on nad selle juba läbi elanud.
Ja isiklikust kogemusest ütlen, et mõnikord on parem osta oma seadme jaoks valmis komplekt, neid müüakse suures koguses ka veebisaitidel.
Mootori kolb on silindrikujuline tükk, mis liigub silindri sees edasi-tagasi. See on üks mootori kõige iseloomulikumaid osi, kuna sisepõlemismootoris toimuva termodünaamilise protsessi rakendamine toimub täpselt selle abil. Kolb:
- tajudes gaaside rõhku, kannab tekkiva jõu edasi;
- tihendab põlemiskambrit;
- eemaldab sellest liigse soojuse.
Ülaltoodud foto näitab mootori kolvi nelja käiku.
Ekstreemsed tingimused määravad kolvi materjali
Kolb töötab ekstreemsetes tingimustes, mille iseloomulikud omadused on kõrged: rõhk, inertsiaalsed koormused ja temperatuurid. Seetõttu on selle valmistamise materjalide peamised nõuded järgmised:
- kõrge mehaaniline tugevus;
- hea soojusjuhtivus;
- madal tihedus;
- ebaoluline lineaarpaisumise koefitsient, hõõrdumisevastased omadused;
- hea korrosioonikindlus.
Kolvid võivad olla:
- valatud;
- võltsitud.
Kolvi disainiomadused määratakse selle eesmärgi järgi
Peamised tingimused, mis määravad kolvi konstruktsiooni, on mootori tüüp ja põlemiskambri kuju, selles toimuva põlemisprotsessi tunnused. Struktuurselt on kolb ühes tükis element, mis koosneb:
- pead (põhjad);
- tihendusosa;
- seelikud (juhtosa).
Kas bensiinimootori kolb erineb diiselmootori kolbist? Bensiini- ja diiselmootorite kolvipeade pinnad on struktuurselt erinevad. Bensiinimootoril on pea pind tasane või selle lähedal. Mõnikord tehakse sellesse sooned, mis aitavad kaasa ventiilide täielikule avanemisele. Kütuse otsesissepritsesüsteemiga (SNVT) varustatud mootorite kolbidele on iseloomulik keerulisem kuju. Diiselmootori kolvipea erineb oluliselt bensiinimootori omast - antud kujuga põlemiskambri rakendamise tõttu on tagatud parem turbulentsus ja segu moodustumine.
Fotol on näha mootori kolvi skeem.
Kolvirõngad: tüübid ja koostis
Kolvi tihendusosa sisaldab kolvirõngaid, mis tagavad tiheda ühenduse kolvi ja silindri vahel. Mootori tehnilise seisukorra määrab selle tihendusvõime. Sõltuvalt mootori tüübist ja eesmärgist valitakse rõngaste arv ja nende asukoht. Levinuim skeem on kahe surve- ja ühe õlikaabitsa rõngaga skeem.
Kolvirõngad on valmistatud peamiselt spetsiaalsest hallist kõrgtugevast malmist, millel on:
- kõrged stabiilsed tugevuse ja elastsuse näitajad töötemperatuuridel kogu rõnga kasutusea jooksul;
- kõrge kulumiskindlus intensiivse hõõrdumise tingimustes;
- head hõõrdevastased omadused;
- võimalus kiiresti ja tõhusalt silindri pinnale sisse joosta.
Surverõnga põhieesmärk on vältida põlemiskambri gaaside sattumist mootori karterisse. Esimesele surverõngale rakendatakse eriti suuri koormusi. Seetõttu paigaldatakse mõne suure võimsusega bensiini- ja kõigi diiselmootorite kolbide rõngaste valmistamisel terasest sisetükk, mis suurendab rõngaste tugevust ja võimaldab tagada maksimaalse surveastme. Kujult võivad surverõngad olla:
- trapetsikujuline;
- pea-;
- tconic.
Õli kaabitsarõngas vastutab liigse õli eemaldamise eest silindri seintelt ja selle eest, et see ei pääseks põlemiskambrisse. Seda eristab paljude äravooluavade olemasolu. Mõned rõngad on disainitud vedrulaienditega.
Kolvi juhtosa (muidu seeliku) kuju võib olla kitsenev või tünnikujuline, mis võimaldab kompenseerida selle paisumist kõrgete töötemperatuuride saavutamisel. Nende mõjul muutub kolvi kuju silindriliseks. Hõõrdekadude vähendamiseks kaetakse kolvi külgpind hõõrdumisvastase materjali kihiga, selleks kasutatakse grafiiti või molübdeendisulfiidi. Kolvi äärises olevaid avasid kasutatakse kolvitihvti kinnitamiseks.
Kolvist, surverõngastest, õlikaabitsa rõngastest ja kolvitihvtist koosnevat seadet nimetatakse tavaliselt kolvirühmaks. Selle ühendusvardaga ühendamise funktsioon on määratud terasest kolvitihvtile, millel on torukujuline kuju. Sellele esitatakse järgmised nõuded:
- minimaalne deformatsioon töö ajal;
- suur tugevus muutuva koormuse ja kulumiskindluse korral;
- hea löögikindlus;
- väike kaal.
- on kolvi ülemistes osades fikseeritud, kuid pöörlevad ühendusvarda peas;
- on fikseeritud ühendusvarda peas ja pöörlevad kolvipeades;
- vabalt pöörlev kolvipeades ja ühendusvarda peas.
Kolmanda võimaluse järgi paigaldatud sõrmi nimetatakse ujuvateks. Need on kõige populaarsemad nende väikese ja ühtlase kulumise tõttu kogu pikkuses ja ümbermõõdus. Neid kasutades on sapistumise oht minimaalne. Lisaks on neid lihtne paigaldada.
Kolvi liigse kuumuse eemaldamine
Lisaks märkimisväärsetele mehaanilistele pingetele avaldavad kolvile negatiivset mõju ka ülikõrged temperatuurid. Soojus eemaldatakse kolvirühmast:
- jahutussüsteem silindri seintest;
- kolvi sisemine õõnsus, seejärel - kolvi tihvt ja ühendusvarras, samuti määrdesüsteemis ringlev õli;
- osaliselt külm õhk-kütuse segu, mis juhitakse silindritesse.
- õli pritsimine läbi spetsiaalse düüsi või ühendusvarda augu;
- õli udu silindri õõnsuses;
- õli süstimine ringtsooni, spetsiaalsesse kanalisse;
- õli ringlemine kolvipeas läbi torupooli.
Video neljataktilisest mootorist - kuidas see töötab:
