Поршневая группа (Часть 1).
Поршень. Давление газов во время рабочего хода воспринимает поршень и передает его через палец и шатун коленчатому валу. В цилиндре поршень движется неравномерно; в крайних положениях (в ВМТ и НМТ) его скорость равна нулю, а вблизи середины хода она достигает максимального значения. В результате этого возникают большие силы инерци, на величину которых влияют масса поршня и угловая скорость коленчатого вала. Кроме механических нагрузок, поршень подвергается действию высоких температур в период сгорания ТОШIИва и расширения образовавшихся газов. Он нагревается также вследствие трения его боковой поверхности о съёмке цилиндра.
В автомобильных двигателях чаще устанавливают поршни, изготовленные из алюминиевого сплава, так как они достаточно прочные, легкие, имеют высокую теплопроводность и хорошие антифрикционные свойства. Для повышения прочности, надежности и обеспечения постоянства размеров и формы поршни из алюминиевого сплава подвергают термической обработке — старению.
Поршень состоит из трех основных частей (рис. 29, а): днища 6, головки 7 и юбки 8. На внешний поверхности головки поршня И юбке проточены канавки для установки компрессионных колец 4 и маслосъемных колец 3. Верхнюю часть поршня называют уплотнительным поясом, так как размещенные здесь поршневые кольца предотвращают прорыв газов через зазоры между поршнем и цилиндром. Число колец, устанавливаемых на поршне, зависит от типа двигателя и частоты вращения коленчатого вала. По окружности канавок, в которых размещены маслосъемные кольца, просверлены сквозные отверстия для отвода масла в картер двигателя. Юбка 8 является направляющей частью поршня при движении его в цилиндре и передает боковую силу от шатуна стенкам цилиндра. На внутренней стороне юбки имеются два массивных прилива, называемых бобышками. Они соединены ребрами с днищем, увеличивая прочность поршня. При этом улучшается отвод теплоты к поршневым кольцам, в цилиндр и охлаждающую жидкость. В бобышках сделаны отверстия для установки пальца 2 и проточены кольцевые канавки для стопорных колец 1. В карбюраторных двигателя, применяют поршни с плоским днищем, получившие широкое распространение вследствие простоты изготовления и меньшего нагрева при работе. Форма днища, как правило, зависит от типа камеры сгорания.
Рис. 29 - Шатунно-поршневая группа:
а — дизелей семейства ЯМЗ; б и в — двигателей автомобилей Г АЗ-53А и Г АЗ-53-12 (даны поршни в сборе с шатуном, устанавливаемые соответственно в первый, второй, третий и четвертый цилиндры правого блока и в пятый, шестой, седьмой и восьмой цилиндры левого блока); 1 — стопорное кольцо; 2 — поршневой палец; 3 — маслосъемные кольца; 4 — компрессионные кольца; 5 — камера сгорания в днище поршня; 6 — днище поршня; 7 — головка поршня; 8 — юбка; 9 — поршень; 10 - распылитель масла (форсунка); 11 — шатун; 12 — вкладыши; 13 — замковая шайба; 14 — длинный болт; 15 — короткий болт; 16 — крышка шатуна; 17 — втулка в головке шатуна; 18 — надпись на поршне; 19 — номер на шатуне; 20 — метка на крышке шатуна; 21 — шатунный болт.