Hầu hết ô tô được dẫn động bằng động cơ đốt trong piston (viết tắt là ICE) với cơ cấu tay quay. Thiết kế này đã trở nên phổ biến do chi phí thấp và khả năng sản xuất, kích thước và trọng lượng tương đối nhỏ.
Theo loại nhiên liệu sử dụng, động cơ đốt trong có thể được chia thành xăng và diesel. Tôi phải nói rằng động cơ xăng hoạt động rất tốt. Sự phân chia này ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế của động cơ.
Cách hoạt động của động cơ đốt trong piston
Cơ sở thiết kế của nó là khối xi lanh. Đây là một cơ thể được đúc từ gang, nhôm hoặc đôi khi hợp kim magiê. Hầu hết các cơ cấu và bộ phận của các hệ thống động cơ khác được gắn riêng vào khối xi lanh, hoặc nằm bên trong nó.
Một bộ phận chính khác của động cơ là đầu của nó. Nó nằm ở trên cùng của khối hình trụ. Đầu cũng chứa các bộ phận của hệ thống động cơ.
Một pallet được gắn vào đáy của khối trụ. Nếu bộ phận này mang tải khi động cơ hoạt động, nó thường được gọi là chảo dầu, hoặc cacte.
Tất cả các hệ thống động cơ
- cơ cấu tay quay;
- cơ cấu phân phối khí;
- hệ thống cung cấp;
- hệ thống làm mát;
- hệ thống bôi trơn;
- hệ thống đánh lửa;
- hệ thống quản lý động cơ.
cơ chế tay quay bao gồm một piston, ống lót xi lanh, thanh truyền và trục khuỷu.
Cơ chế quây:
1. Bộ giãn nở vòng gạt dầu. 2. Vòng piston gạt dầu. 3. Vòng nén, thứ ba. 4. Vòng nén, thứ hai. 5. Vòng nén trên. 6. Pít tông. 7. Vòng giữ. 8. Chốt piston. 9. Ống lót thanh nối. 10. Thanh nối. 11. Nắp thanh kết nối. 12. Chèn đầu dưới của thanh kết nối. 13. Kết nối bu lông nắp thanh, ngắn. 14. Bu lông để nối nắp thanh truyền, dài. 15. Bánh răng dẫn động. 16. Phích cắm của kênh dẫn dầu của nhật ký thanh kết nối. 17. Vỏ ổ trục trục khuỷu, trên. 18. Vương miện là bánh răng. 19. Bu lông. 20. Bánh đà. 21. Ghim. 22. Bu lông. 23. Bộ lệch dầu, phía sau. 24. Nắp ổ trục sau trục khuỷu. 25. Ghim. 26. Lực đẩy nửa vòng. 27. Vỏ ổ trục trục khuỷu, hạ thấp. 28. Đối trọng trục khuỷu. 29. Vít. 30. Nắp ổ trục trục khuỷu. 31. Khớp nối bu lông. 32. Bu lông giữ nắp ổ trục. 33. Trục khuỷu. 34. Đối trọng, phía trước. 35. Bộ tách dầu, phía trước. 36. Đai ốc khóa. 37. Ròng rọc. 38. Bu lông.
Piston nằm bên trong ống lót xi lanh. Với sự trợ giúp của chốt piston, nó được kết nối với thanh kết nối, đầu dưới của nó được gắn với nhật ký thanh truyền của trục khuỷu. Ống lót xi lanh là một lỗ trong khối, hoặc một ống lót bằng gang lắp vào khối.
Xi lanh lót với khối
Ống lót xi lanh được đóng từ trên cao bằng một đầu. Trục khuỷu cũng được gắn vào khối ở phía dưới. Cơ cấu chuyển chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay của trục khuỷu. Cùng một độ quay cuối cùng làm cho các bánh xe của ô tô quay.
Cơ chế phân phối khí chịu trách nhiệm cung cấp hỗn hợp hơi nhiên liệu và không khí vào không gian phía trên piston và loại bỏ các sản phẩm cháy thông qua các van đóng mở chặt chẽ tại một thời điểm nhất định.
Hệ thống năng lượng chịu trách nhiệm chính trong việc chuẩn bị một hỗn hợp dễ cháy của thành phần mong muốn. Các thiết bị của hệ thống lưu trữ nhiên liệu, làm sạch, trộn với không khí để đảm bảo điều chế được hỗn hợp có thành phần và số lượng cần thiết. Hệ thống này cũng có nhiệm vụ loại bỏ các sản phẩm cháy ra khỏi động cơ.
Khi động cơ hoạt động, nhiệt năng sinh ra với một lượng lớn hơn khả năng chuyển hóa thành cơ năng của động cơ. Thật không may, cái gọi là hiệu suất nhiệt của ngay cả những ví dụ tốt nhất của động cơ hiện đại cũng không vượt quá 40%. Do đó, cần phải tản một lượng lớn nhiệt lượng “phụ trội” ra không gian xung quanh. Đây chính là công dụng của nó, loại bỏ nhiệt và duy trì nhiệt độ hoạt động ổn định của động cơ.
Hệ thống bôi trơn . Đây chỉ là trường hợp: "Nếu bạn không bôi mỡ, bạn sẽ không đi." Động cơ đốt trong có nhiều đơn vị ma sát và gọi là ổ trượt: có một lỗ, một trục quay trong đó. Sẽ không có dầu bôi trơn, thiết bị sẽ hỏng do ma sát và quá nhiệt.
Hệ thống đánh lửa được thiết kế để đốt cháy, tại một thời điểm nhất định, một hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong không gian phía trên piston. không có hệ thống như vậy. Ở đó, nhiên liệu tự bốc cháy trong những điều kiện nhất định.
Video:
Hệ thống quản lý động cơ, sử dụng bộ điều khiển điện tử (ECU), điều khiển và điều phối hệ thống động cơ. Trước hết, đây là việc chuẩn bị một hỗn hợp của thành phần mong muốn và sự đánh lửa kịp thời của nó trong xi lanh động cơ.
- đảm bảo truyền lực cơ học lên thanh truyền;
- có nhiệm vụ làm kín buồng đốt nhiên liệu;
- đảm bảo loại bỏ kịp thời nhiệt thừa ra khỏi buồng đốt
Hoạt động của piston diễn ra trong những điều kiện khó khăn và nguy hiểm theo nhiều cách - ở nhiệt độ cao và tải trọng tăng lên, do đó điều đặc biệt quan trọng là piston cho động cơ phải được phân biệt bằng hiệu suất, độ tin cậy và khả năng chống mài mòn. Đó là lý do tại sao, để sản xuất của họ, vật liệu nhẹ nhưng siêu bền được sử dụng - hợp kim nhôm hoặc thép chịu nhiệt. Piston được chế tạo bằng hai phương pháp - đúc hoặc dập.
Thiết kế piston
Piston của động cơ có thiết kế khá đơn giản, bao gồm các bộ phận sau:
Volkswagen AG
- Đầu piston ICE
- Chốt piston
- Vòng giữ
- Ông chủ
- Thanh kết nối
- Thép chèn
- Vòng nén đầu tiên
- Vòng nén thứ hai
- Vòng gạt dầu
Đặc điểm thiết kế của piston trong hầu hết các trường hợp phụ thuộc vào loại động cơ, hình dạng của buồng đốt và loại nhiên liệu được sử dụng.
Dưới cùng
Đáy có thể có các hình dạng khác nhau tùy thuộc vào các chức năng mà nó thực hiện - phẳng, lõm và lồi. Phần đáy lõm giúp buồng đốt hoạt động hiệu quả hơn, nhưng nó góp phần tạo ra nhiều cặn bẩn hơn trong quá trình đốt cháy. Hình dạng lồi của đáy giúp cải thiện hiệu suất của piston, nhưng đồng thời làm giảm hiệu quả của quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong buồng.
Vòng piston
Bên dưới đáy có các rãnh (rãnh) đặc biệt để lắp các vòng piston. Khoảng cách từ đáy đến vòng nén đầu tiên được gọi là đai lửa.
Các vòng piston có nhiệm vụ kết nối an toàn giữa xylanh và piston. Chúng cung cấp độ kín đáng tin cậy do vừa khít với thành xi lanh, đi kèm với quá trình ma sát căng thẳng. Dầu động cơ được sử dụng để giảm ma sát. Để sản xuất các vòng piston, người ta sử dụng hợp kim gang.
Số lượng vòng piston có thể được lắp vào một piston phụ thuộc vào loại động cơ được sử dụng và mục đích của nó. Thường lắp đặt các hệ thống có một vòng gạt dầu và hai vòng nén (thứ nhất và thứ hai).
Vòng gạt dầu và vòng nén
Vòng gạt dầu đảm bảo loại bỏ kịp thời lượng dầu thừa từ thành trong của xi lanh, và các vòng nén ngăn không cho khí đi vào cacte.
Vòng nén đầu tiên hấp thụ hầu hết các lực quán tính trong quá trình hoạt động của piston.
Để giảm ứng suất trong nhiều động cơ, một thanh chèn bằng thép được lắp vào rãnh hình khuyên để tăng độ bền và tỷ số nén của vòng. Vòng nén có thể được chế tạo dưới dạng hình thang, hình thùng, hình nón, có vết cắt.
Vòng gạt dầu trong hầu hết các trường hợp được trang bị nhiều lỗ để thoát dầu, đôi khi có bộ phận giãn nở lò xo.
Chốt piston
Đây là bộ phận hình ống có nhiệm vụ kết nối tin cậy của piston với thanh nối. Làm bằng hợp kim thép. Khi lắp chốt pít-tông vào các chốt, nó được cố định chặt chẽ bằng các vòng giữ đặc biệt.
Pít-tông, chốt gudgeon và các vòng cùng tạo thành cái gọi là nhóm pít-tông động cơ.
Váy
Bộ phận dẫn hướng của thiết bị piston, có thể được chế tạo dưới dạng hình nón hoặc thùng. Váy piston được trang bị hai con trùm để kết nối với chốt piston.
Để giảm tổn thất do ma sát, một lớp mỏng chất chống ma sát được phủ lên bề mặt của váy (thường sử dụng graphit hoặc molypden disulfide). Phần dưới của váy được trang bị một vòng cạp dầu.
Quá trình bắt buộc của hoạt động thiết bị piston là làm mát nó, có thể được thực hiện bằng các phương pháp sau:
- phun dầu qua các lỗ trên thanh nối hoặc vòi phun;
- sự chuyển động của dầu dọc theo cuộn dây trong đầu piston;
- cung cấp dầu cho khu vực của các vòng thông qua kênh hình khuyên;
- sương dầu
Phần niêm phong
Phần làm kín và núm vặn được nối với nhau dưới dạng đầu piston. Trong bộ phận này của thiết bị có các vòng piston - gạt dầu và nén. Các đường vòng có các lỗ nhỏ mà qua đó dầu đã sử dụng đi vào piston và sau đó chảy vào cacte động cơ.
Nhìn chung, piston của động cơ đốt trong là một trong những bộ phận chịu tải nặng nhất, chịu tác dụng động lực mạnh và đồng thời chịu tác dụng nhiệt. Điều này đặt ra các yêu cầu gia tăng cả về vật liệu được sử dụng trong sản xuất pít-tông và chất lượng chế tạo chúng.
Piston động cơ là một mảnh hình trụ chuyển động qua lại bên trong một xi lanh. Nó là một trong những bộ phận đặc trưng nhất của động cơ, vì việc thực hiện quá trình nhiệt động học xảy ra trong động cơ đốt trong xảy ra chính xác với sự trợ giúp của nó. Pít tông:
- nhận biết áp suất của chất khí, chuyển lực tạo thành;
- làm kín buồng đốt;
- loại bỏ nhiệt dư thừa từ nó.
Ảnh trên cho thấy bốn hành trình của piston động cơ.
Điều kiện khắc nghiệt quyết định vật liệu piston
Piston hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt, các tính năng đặc trưng của nó là cao: áp suất, tải quán tính và nhiệt độ. Đó là lý do tại sao các yêu cầu chính đối với vật liệu để sản xuất nó bao gồm:
- độ bền cơ học cao;
- dẫn nhiệt tốt;
- mật độ thấp;
- hệ số mở rộng tuyến tính không đáng kể, đặc tính chống ma sát;
- chống ăn mòn tốt.
Piston có thể là:
- dàn diễn viên;
- rèn.
Các tính năng thiết kế của piston được xác định bởi mục đích của nó
Các điều kiện chính quyết định thiết kế của piston là loại động cơ và hình dạng của buồng đốt, các tính năng của quá trình cháy diễn ra trong đó. Về mặt cấu tạo, piston là một phần tử một mảnh, bao gồm:
- đầu (đáy);
- phần niêm phong;
- váy (phần hướng dẫn).
Piston của động cơ xăng có gì khác với động cơ diesel? Bề mặt của đầu piston của động cơ xăng và động cơ diesel có cấu trúc khác nhau. Trong động cơ xăng, bề mặt đầu bằng phẳng hoặc gần với nó. Đôi khi các rãnh được tạo ra trong đó, góp phần vào việc mở hoàn toàn các van. Đối với các piston của động cơ được trang bị hệ thống phun nhiên liệu trực tiếp (SNVT), hình dạng phức tạp hơn là đặc trưng. Đầu piston trong động cơ diesel khác biệt đáng kể so với động cơ xăng - do buồng đốt có hình dạng nhất định nên tạo ra sự hỗn loạn và tạo hỗn hợp tốt hơn.
Ảnh chụp sơ đồ piston của động cơ.
Vòng piston: loại và thành phần
Phần làm kín của piston bao gồm các vòng piston đảm bảo sự liên kết chặt chẽ giữa piston và xylanh. Tình trạng kỹ thuật của động cơ được xác định bởi khả năng làm kín của nó. Tùy thuộc vào loại và mục đích của động cơ, số lượng vòng và vị trí của chúng được chọn. Sơ đồ phổ biến nhất là sơ đồ có hai vòng nén và một vòng gạt dầu.
Vòng piston được làm chủ yếu bằng gang dẻo màu xám đặc biệt, có:
- các chỉ số ổn định cao về sức mạnh và độ đàn hồi ở nhiệt độ hoạt động trong suốt thời gian sử dụng của vòng;
- khả năng chống mài mòn cao trong điều kiện ma sát mạnh;
- đặc tính chống ma sát tốt;
- khả năng chạy vào bề mặt xi lanh nhanh chóng và hiệu quả.
Mục đích chính của vòng nén là ngăn các khí từ buồng đốt đi vào cacte động cơ. Tải trọng đặc biệt nặng rơi vào vòng nén đầu tiên. Do đó, trong sản xuất vòng đệm cho piston của một số động cơ xăng và động cơ diesel công suất lớn, người ta lắp đặt một miếng chèn bằng thép, làm tăng độ bền của các vòng và cho phép bạn đảm bảo tỷ số nén tối đa. Về hình dạng, các vòng nén có thể là:
- hình thang;
- cephalic;
- mang tính biểu tượng.
Vòng gạt dầu có nhiệm vụ loại bỏ dầu thừa bám trên thành xylanh và ngăn không cho nó lọt vào buồng đốt. Nó được phân biệt bởi sự hiện diện của nhiều lỗ thoát nước. Một số vòng được thiết kế với bộ mở rộng lò xo.
Hình dạng của phần dẫn hướng của piston (nếu không, váy) có thể hình côn hoặc hình thùng, giúp nó có thể bù đắp sự giãn nở của nó khi đạt đến nhiệt độ hoạt động cao. Dưới ảnh hưởng của chúng, hình dạng của piston trở thành hình trụ. Để giảm tổn thất do ma sát, bề mặt bên của piston được phủ một lớp vật liệu chống ma sát; cho mục đích này, graphit hoặc molypden disulfide được sử dụng. Các lỗ vấu trên váy piston được sử dụng để cố định chốt piston.
Một bộ phận bao gồm piston, nén, vòng gạt dầu và chốt piston thường được gọi là nhóm piston. Chức năng kết nối của nó với thanh kết nối được gán cho một chốt piston bằng thép, có dạng hình ống. Các yêu cầu được đặt ra đối với nó:
- biến dạng tối thiểu trong quá trình hoạt động;
- độ bền cao dưới tải trọng thay đổi và khả năng chống mài mòn;
- khả năng chống sốc tốt;
- nhẹ cân.
- được cố định trong các ông chủ piston, nhưng quay trong đầu thanh kết nối;
- được cố định trong đầu thanh truyền và quay trong các trục piston;
- quay tự do trong các trục piston và trong đầu thanh truyền.
Các ngón tay được cài đặt theo tùy chọn thứ ba được gọi là nổi. Chúng là phổ biến nhất vì nhẹ và đều theo chiều dài và chu vi. Khi sử dụng chúng, nguy cơ kẹt giấy được giảm thiểu. Ngoài ra, chúng rất dễ cài đặt.
Loại bỏ nhiệt dư thừa từ piston
Ngoài ứng suất cơ học đáng kể, piston cũng bị ảnh hưởng tiêu cực bởi nhiệt độ cực cao. Nhiệt được loại bỏ khỏi nhóm piston:
- hệ thống làm mát từ thành xi lanh;
- khoang bên trong của piston, sau đó - chốt piston và thanh kết nối, cũng như dầu lưu thông trong hệ thống bôi trơn;
- một phần không khí lạnh hỗn hợp nhiên liệu được cung cấp cho các xi lanh.
- bắn dầu qua vòi phun đặc biệt hoặc lỗ trên thanh nối;
- sương dầu trong khoang xylanh;
- bơm dầu vào vùng vòng, vào một kênh đặc biệt;
- tuần hoàn dầu trong đầu piston qua ống xoắn.
Video về động cơ bốn thì - cách hoạt động:
Các thiết bị cơ khí nổi tiếng và được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn thế giới là động cơ đốt trong (sau đây gọi là ICE). Phạm vi hoạt động của chúng rất rộng và chúng khác nhau về một số tính năng, ví dụ, số lượng xi lanh, số lượng có thể thay đổi từ 1 đến 24, được sử dụng bởi nhiên liệu.
Hoạt động của động cơ đốt trong pittông
Động cơ đốt trong xi lanh đơn có thể được coi là nguyên thủy nhất, không cân bằng và có hành trình không đều, mặc dù thực tế nó là điểm khởi đầu trong việc tạo ra động cơ nhiều xi lanh thế hệ mới. Ngày nay chúng được sử dụng trong mô hình máy bay, sản xuất nông cụ, gia dụng và công cụ làm vườn. Đối với ngành công nghiệp ô tô, động cơ bốn xi lanh và các loại xe đặc hơn được sử dụng rộng rãi.
Nó hoạt động như thế nào và nó bao gồm những gì?
Động cơ đốt trong pittông có cấu trúc phức tạp và bao gồm:
- Là phần thân bao gồm khối hình trụ, đầu hình trụ;
- Cơ cấu phân phối khí;
- Cơ cấu tay quay (sau đây gọi là KShM);
- Một số hệ thống phụ trợ.
KShM là liên kết kết nối giữa năng lượng được giải phóng trong quá trình đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu - không khí (sau đây gọi là FA) trong xi lanh và trục khuỷu, đảm bảo chuyển động của xe. Hệ thống phân phối khí có nhiệm vụ trao đổi khí trong quá trình hoạt động của tổ máy: tiếp cận khí oxy trong khí quyển và cụm nhiên liệu vào động cơ, đồng thời loại bỏ kịp thời các khí hình thành trong quá trình cháy.
Thiết bị của động cơ piston đơn giản nhất
Hệ thống phụ trợ được trình bày:
- Cửa hút, cung cấp oxy cho động cơ;
- Nhiên liệu, đại diện bởi hệ thống phun nhiên liệu;
- Đánh lửa cung cấp tia lửa và đánh lửa cụm nhiên liệu cho động cơ chạy bằng xăng (động cơ diesel được phân biệt bằng sự đốt cháy hỗn hợp tự phát từ nhiệt độ cao);
- Hệ thống bôi trơn làm giảm ma sát và mài mòn của các bộ phận kim loại giao phối sử dụng dầu máy;
- Hệ thống làm mát ngăn ngừa quá nhiệt các bộ phận làm việc của động cơ, tuần hoàn các chất lỏng đặc biệt như chất chống đông;
- Hệ thống xả đảm bảo loại bỏ khí vào một cơ chế thích hợp, bao gồm các van xả;
- Hệ thống điều khiển giám sát hoạt động của động cơ đốt trong ở cấp độ điện tử.
Phần tử làm việc chính trong nút được mô tả được coi là động cơ đốt trong piston, bản thân nó là một bộ phận đúc sẵn.
Thiết bị piston động cơ đốt trong
Sơ đồ từng bước hoạt động
Công của động cơ đốt trong dựa vào năng lượng của các chất khí nở ra. Chúng là kết quả của quá trình đốt cháy các cụm nhiên liệu bên trong cơ cấu. Quá trình vật lý này buộc piston chuyển động trong xi lanh. Nhiên liệu trong trường hợp này có thể là:
- Chất lỏng (xăng, nhiên liệu diesel);
- Các chất khí;
- Carbon monoxide do đốt cháy nhiên liệu rắn.
Hoạt động của động cơ là một chu trình khép kín liên tục, bao gồm một số lần chạy nhất định. ICE phổ biến nhất có hai loại, khác nhau về số chu kỳ:
- Hai thì, tạo ra hành trình nén và làm việc;
- Bốn kỳ - được đặc trưng bởi bốn giai đoạn trong cùng một khoảng thời gian: nạp, nén, hành trình làm việc và cuối cùng - nhả, điều này cho thấy sự thay đổi gấp bốn lần về vị trí của phần tử làm việc chính.
Thời điểm bắt đầu hành trình được xác định bởi vị trí của piston trực tiếp trong xi lanh:
- Trung tâm chết trên (gọi tắt là TDC);
- Tâm điểm chết dưới (gọi tắt là BDC).
Nghiên cứu thuật toán của mẫu bốn thì, bạn có thể hiểu cặn kẽ nguyên lý làm việc của động cơ ô tô.
Nguyên lý của động cơ ô tô
Quá trình nạp diễn ra bằng cách đi từ tâm trên cùng qua toàn bộ khoang của xi lanh piston làm việc với sự rút lại đồng thời của cụm nhiên liệu. Dựa trên các cân nhắc về thiết kế, có thể xảy ra sự trộn lẫn các khí vào:
- Trong đường ống nạp, điều này có liên quan nếu động cơ là động cơ xăng với hệ thống phun phân phối hoặc trung tâm;
- Trong buồng đốt trong trường hợp động cơ diesel, cũng như động cơ chạy bằng xăng nhưng phun xăng trực tiếp.
Biện pháp đầu tiên mở van nạp của cơ cấu phân phối khí. Số lượng van nạp và van xả, thời gian chúng mở, kích thước và trạng thái mài mòn của chúng là những yếu tố ảnh hưởng đến công suất động cơ. Ở giai đoạn đầu của quá trình nén, piston được đặt trong BDC. Sau đó, nó bắt đầu di chuyển lên trên và nén cụm nhiên liệu tích lũy đến kích thước được xác định bởi buồng đốt. Buồng đốt là không gian trống trong xi lanh nằm giữa đỉnh của nó và piston ở tâm trên cùng.
Biện pháp thứ hai liên quan đến việc đóng tất cả các van động cơ. Độ kín khít của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nén của cụm nhiên liệu và quá trình đốt cháy sau đó của nó. Ngoài ra, chất lượng của quá trình nén của cụm nhiên liệu bị ảnh hưởng rất nhiều bởi mức độ mài mòn của các thành phần động cơ. Nó được thể hiện ở kích thước của khoảng trống giữa piston và xylanh, ở độ kín của các van. Mức độ nén của động cơ là yếu tố chính ảnh hưởng đến công suất của động cơ. Nó được đo bằng một thiết bị đặc biệt, một máy đo độ nén.
Đột quỵ làm việc bắt đầu khi quá trình được kết nối Hệ thống đánh lửatạo ra một tia lửa. Trong trường hợp này, pít tông ở vị trí trên cực đại. Hỗn hợp phát nổ, các chất khí được giải phóng, tạo ra áp suất tăng lên và piston được chuyển động. Đến lượt mình, cơ cấu tay quay sẽ kích hoạt chuyển động quay của trục khuỷu, đảm bảo chuyển động của ô tô. Lúc này tất cả các van của hệ thống đều ở vị trí đóng.
Tế nhị tốt nghiệp là sản phẩm cuối cùng trong chu kỳ đang được xem xét. Tất cả các van xả đều ở vị trí mở, cho phép động cơ "xả" các sản phẩm cháy. Piston trở lại điểm xuất phát và sẵn sàng bắt đầu một chu trình mới. Chuyển động này thúc đẩy quá trình xả khí thải vào hệ thống xả rồi ra môi trường.
Sơ đồ hoạt động của động cơ đốt trong, như đã đề cập ở trên, dựa trên tính chu kỳ. Đã xem xét chi tiết, cách hoạt động của động cơ piston, chúng ta có thể tóm tắt rằng hiệu quả của một cơ chế như vậy không quá 60%. Tỷ lệ phần trăm này là do tại một thời điểm nhất định, hành trình làm việc chỉ được thực hiện trong một xi lanh.
Không phải toàn bộ năng lượng nhận được lúc này đều hướng vào chuyển động của ô tô. Một phần trong số đó được chi để duy trì bánh đà chuyển động, nhờ quán tính đảm bảo hoạt động của ô tô trong ba lần chạy còn lại.
Một lượng năng lượng nhiệt nhất định được sử dụng để làm nóng cơ thể và thải khí. Đó là lý do tại sao công suất của động cơ ô tô được xác định bởi số lượng xi lanh, và kết quả là, cái gọi là thể tích động cơ, được tính theo một công thức nhất định là tổng thể tích của tất cả các xi lanh làm việc.
Trong nhóm xi lanh-pít-tông (CPG), một trong những quá trình chính diễn ra, do đó động cơ đốt trong hoạt động: giải phóng năng lượng do đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí, sau đó được chuyển thành cơ năng. action - chuyển động quay của trục khuỷu. Thành phần làm việc chính của CPG là piston. Nhờ anh ta, các điều kiện cần thiết cho quá trình đốt cháy hỗn hợp được tạo ra. Piston là thành phần đầu tiên tham gia vào việc chuyển hóa năng lượng nhận được.
Piston của động cơ có dạng hình trụ. Nó nằm trong ống lót xi lanh của động cơ, nó là một phần tử chuyển động - trong quá trình hoạt động, nó chuyển động qua lại, do đó piston thực hiện hai chức năng.
- Khi chuyển động tịnh tiến, pít tông giảm thể tích buồng đốt, nén hỗn hợp nhiên liệu cần thiết cho quá trình cháy (ở động cơ diesel, hỗn hợp được bốc cháy nhờ sức nén mạnh của nó).
- Sau khi đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu không khí trong buồng đốt, áp suất tăng mạnh. Trong một nỗ lực để tăng thể tích, nó đẩy piston trở lại và nó tạo ra chuyển động quay trở lại, chuyển động này được truyền qua thanh kết nối tới trục khuỷu.
THIẾT KẾ
Thiết bị của bộ phận bao gồm ba thành phần:
- Dưới cùng.
- Phần niêm phong.
- Váy.
Các thành phần này có sẵn cả trong piston một mảnh (tùy chọn phổ biến nhất) và trong các bộ phận thành phần.
ĐÁY
Dưới cùng là bề mặt làm việc chính, vì nó, các thành lót và đầu khối tạo thành một buồng đốt trong đó hỗn hợp nhiên liệu được đốt cháy.
Thông số chính của đáy là hình dạng của nó, phụ thuộc vào loại động cơ đốt trong (ICE) và các tính năng thiết kế của nó.
Ở động cơ hai kỳ, người ta sử dụng piston có đáy hình cầu - đáy lồi, điều này làm tăng hiệu quả nạp hỗn hợp vào buồng đốt và loại bỏ khí thải.
Ở động cơ xăng bốn kỳ, đáy phẳng hoặc lõm. Ngoài ra, các hốc kỹ thuật được tạo trên bề mặt - các hốc dành cho đĩa van (loại bỏ khả năng pít-tông va chạm với van), các hốc để cải thiện sự hình thành hỗn hợp.
Trong động cơ diesel, các rãnh ở đáy có nhiều chiều nhất và có hình dạng khác. Các hốc này được gọi là bộ đốt piston và được thiết kế để tạo ra sự hỗn loạn trong dòng không khí và nhiên liệu vào xi lanh để trộn tốt hơn.
Bộ phận làm kín được thiết kế để lắp các vòng đặc biệt (nén và gạt dầu), nhiệm vụ là triệt tiêu khe hở giữa piston và thành ống lót, ngăn cản sự đột phá của khí công tác vào khoang piston và dầu nhờn vào buồng đốt ( các yếu tố này làm giảm hiệu suất của động cơ). Điều này đảm bảo truyền nhiệt từ piston sang ống lót.
PHẦN DẤU
Phần làm kín bao gồm các rãnh trên bề mặt hình trụ của piston - các rãnh nằm phía sau đáy, và cầu nối giữa các rãnh. Trong động cơ hai kỳ, các bộ phận chèn đặc biệt được đặt thêm vào các rãnh, trong đó vòng đệm sẽ khóa trụ. Những miếng chèn này là cần thiết để loại trừ khả năng các vòng xoay và khóa của chúng vào các cổng đầu vào và đầu ra, có thể khiến chúng bị gãy. 
Cú nhảy từ mép dưới đến vòng đầu tiên được gọi là đất đầu. Dây đai này chịu ảnh hưởng nhiệt độ lớn nhất, do đó chiều cao của nó được chọn dựa trên các điều kiện vận hành được tạo ra bên trong buồng đốt và vật liệu của piston.
Số lượng rãnh được tạo trên bộ phận làm kín tương ứng với số vòng piston (và chúng có thể được sử dụng từ 2 đến 6). Thiết kế phổ biến nhất là với ba vòng - hai vòng nén và một gạt dầu.
Trong rãnh của vòng gạt dầu, các lỗ được tạo để thoát dầu, lỗ này được tháo ra khỏi vòng đệm khỏi thành ống lót.
Cùng với đáy, bộ phận làm kín tạo thành đầu piston.
VÁY
Váy hoạt động như một bộ phận dẫn hướng cho piston, ngăn nó thay đổi vị trí so với xi lanh và chỉ cung cấp chuyển động qua lại của bộ phận. Nhờ bộ phận này thực hiện liên kết chuyển động của piston với thanh truyền.
Để kết nối, các lỗ được tạo trên váy để lắp chốt piston. Để tăng sức mạnh tại điểm tiếp xúc của ngón tay, các hạt lớn đặc biệt, được gọi là trùm, được làm ở bên trong váy.
Để cố định chốt pít-tông trong pít-tông, các rãnh cho các vòng giữ được cung cấp trong các lỗ lắp cho nó.
CÁC LOẠI PISTON
Trong động cơ đốt trong, hai loại piston được sử dụng, khác nhau về thiết kế - một mảnh và composite.
Các bộ phận rắn được sản xuất bằng cách đúc sau đó là gia công. Trong quá trình đúc, một mẫu trống được tạo ra từ kim loại, được tạo ra hình dạng chung của bộ phận. Hơn nữa, trên các máy gia công kim loại, trong phôi tạo ra, các bề mặt làm việc được xử lý, các rãnh cho vòng được cắt, các lỗ và hốc công nghệ được tạo ra.
Trong các bộ phận thành phần, đầu và váy được tách ra, và chúng được lắp ráp thành một cấu trúc duy nhất trong quá trình lắp đặt trên động cơ. Hơn nữa, việc lắp ráp thành một mảnh được thực hiện khi piston được kết nối với thanh truyền. Đối với điều này, ngoài các lỗ ghim piston trên váy, có các vấu đặc biệt trên đầu.
Ưu điểm của piston composite là khả năng kết hợp vật liệu chế tạo, làm tăng hiệu suất của chi tiết.
NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT
Hợp kim nhôm được sử dụng làm vật liệu cho piston rắn. Các bộ phận làm bằng hợp kim như vậy có đặc điểm là trọng lượng thấp và dẫn nhiệt tốt. Nhưng đồng thời, nhôm không phải là vật liệu có độ bền cao và chịu nhiệt nên hạn chế việc sử dụng các pít-tông làm từ nó.
Các piston đúc cũng được làm bằng gang. Chất liệu này bền và chịu được nhiệt độ cao. Nhược điểm của chúng là khối lượng lớn và khả năng dẫn nhiệt kém, dẫn đến các piston bị nóng mạnh trong quá trình vận hành động cơ. Do đó, chúng không được sử dụng trên động cơ xăng, vì nhiệt độ cao gây ra hiện tượng đánh lửa phát sáng (hỗn hợp không khí-nhiên liệu bốc cháy khi tiếp xúc với các bề mặt được nung nóng chứ không phải do tia lửa của bugi).
Thiết kế của các piston hợp chất cho phép các vật liệu cụ thể được kết hợp với nhau. Trong các yếu tố đó, váy được làm bằng hợp kim nhôm dẫn nhiệt tốt, đầu váy được làm bằng thép hoặc gang chịu nhiệt.
Nhưng các yếu tố của kiểu hỗn hợp cũng có những nhược điểm, bao gồm:
- khả năng chỉ sử dụng trong động cơ diesel;
- trọng lượng hơn so với nhôm đúc;
- nhu cầu sử dụng các vòng piston làm bằng vật liệu chịu nhiệt;
- giá cao hơn;
Do những đặc điểm này nên phạm vi sử dụng của piston composite bị hạn chế, chúng chỉ được sử dụng trên các động cơ diesel cỡ lớn.
VIDEO: PISTON. NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH CỦA ĐỘNG CƠ PISTON. THIẾT BỊ
