Allt om bilmotorkolvar

Vad det är

En kolv är en cylindrisk del som rör sig fram och tillbaka inuti en bilmotorcylinder. Behövs för att ändra gastrycket till mekaniskt arbete, eller vice versa – fram- och återgående rörelse till en förändring i trycket. De där. den överför kraften som uppstår från gastrycket till vevstaken och säkerställer flödet av alla cykler i arbetscykeln.

Botten av dieselkolven är gjord med ett urtag, vilket beror på graden av blandningsbildning och placeringen av ventiler och injektorer. Med denna form av botten blandas luften bättre med bränslet som kommer in i cylindern.

Kolven utsätts för höga temperaturer och tryck. Den rör sig med hög hastighet inuti cylindern. Ursprungligen, för bilmotorer, gjuts de av gjutjärn. Med utvecklingen av tekniken började aluminium användas, eftersom. gav fördelar: ökad hastighet och kraft, mindre stress på delar, bättre värmeöverföring.

Kraften hos moderna motorer har ökat. Temperaturen och trycket i cylindrarna på motorer (särskilt diesel sådana) blev sådana att aluminium närmade sig draghållfastheten. Därför är moderna motorer utrustade med stålkolvar som med säkerhet kan motstå ökade belastningar. De är lättare än aluminium på grund av tunnare väggar och lägre kompressionshöjd, d.v.s. avstånd från botten till aluminiumstiftets axel. Och stålkolvarna är inte gjutna, utan prefabricerade.

Att minska kolvens vertikala dimensioner med samma cylinderblock gör det möjligt att förlänga vevstängerna. Detta kommer att minska sidobelastningar i kolv-cylinderparet, vilket kommer att påverka bränsleförbrukningen och motorns livslängd positivt. Eller, utan att byta vevstakar och vevaxel, kan du förkorta cylinderblocket. Lätt sedan motorn.

krav på motorkolv

• Kolven, som rör sig i cylindern, tillåter de komprimerade gaserna, produkten av bränsleförbränning, att expandera och utföra mekaniskt arbete. Den måste vara beständig mot hög temperatur, gastryck och pålitligt täta cylinderloppet.
• Uppfyll kraven för friktionsparet för att minimera mekaniska förluster och slitage.
• Upplever belastningar från förbränningskammaren och reaktion från vevstaken måste den tåla mekanisk påfrestning.
• Vid fram- och återgående rörelse i hög hastighet bör den belasta vevmekanismen med tröghetskrafter så lite som möjligt.

Hur de fungerar

Bränsle, som brinner i utrymmet ovanför kolven, frigör en enorm mängd värme i varje cykel av motorn. Temperaturen på de brända gaserna når 2000 grader. De kommer bara att överföra en del av energin till motorns rörliga delar, allt annat i form av värme kommer att värma motorn. Det som blir kvar kommer tillsammans med avgaserna att flyga in i röret. Därför, om vi inte kyler kolven kommer den att smälta efter ett tag. Detta är en viktig punkt för att förstå kolvgruppens driftsförhållanden.

Låt oss upprepa det välkända faktumet – värmeflödet riktas från mer uppvärmda kroppar till mindre uppvärmda.

Den mest uppvärmda är arbetsvätskan, eller med andra ord, gaserna i förbränningskammaren. Värmen kommer att överföras till den omgivande luften – den kallaste. Luft, som tvättar kylaren och motorhuset, kyler kylvätskan, cylinderblocket och huvudhuset. Det återstår att hitta en bro genom vilken kolven avger sin värme till blocket och frostskyddsmedel. Det finns fyra sätt.

Den första vägen som ger mest flöde är kolvringar. Dessutom spelar den första ringen en stor roll, eftersom den ligger närmare botten. Detta är den kortaste vägen till kylvätskan genom cylinderväggen. Ringarna pressas samtidigt mot kolvspåren och cylinderväggen. De ger mer än 50 % av värmeflödet.

Den andra kylvätskan i motorn är olja. Med tillgång till de mest uppvärmda delarna av motorn, transporterar oljedimma bort och ger till oljetråget en betydande del av värmen från de hetaste punkterna. Vid användning av oljemunstycken som riktar strålen mot kolvens inre yta kan andelen olja i värmeväxlingen nå 30 – 40 %.

Men när man laddar oljan med funktionen av en kylvätska, måste man se till att kyla ner den. Annars kan överhettad olja förlora sina egenskaper. Ju högre temperatur oljan har, desto mindre värme kan den bära.

Tredje vägen. En del av värmen tas bort för uppvärmning av friskluft-bränsleblandningen som kommer in i cylindern. Mängden färsk blandning och mängden värme som tas bort beror på driftsättet och graden av gasspjällsöppning. Men värmen som produceras vid förbränning är också proportionell mot laddningen. Denna kylningsväg är impulsiv. Skiljer sig i förgänglighet och är mycket effektiv, tk. värme tas bort från sidan från vilken kolven värms upp.

Uppmärksamhet måste ägnas åt överföringen av värme genom kolvringarna. Om vi ​​blockerar denna väg är det osannolikt att motorn kommer att motstå långa tvingade lägen. Temperaturen kommer att stiga, kolvmaterialet kommer att "flyta", och motorn kommer att kollapsa.

Låt oss tänka på kompression. Låt oss föreställa oss att ringen inte fäster längs hela sin längd till cylinderväggen. Då kommer de brända gaserna, som bryter igenom i gapet, att skapa en barriär som förhindrar överföring av värme från kolven genom ringen till cylinderväggen. Det är som att stänga en del av kylaren och beröva den förmågan att kylas med luft.

Bilden är mer hemsk om ringen inte har nära kontakt med skåran. På platser där gaser har möjlighet att strömma förbi ringen genom spåret, berövas kolvsektionen möjligheten att kyla. Som ett resultat, utbrändhet och flisning av delen intill läckan.

Hur många ringar behöver du till en kolv

Ur mekanisk synvinkel, ju färre ringar, desto bättre. Ju smalare de är, desto lägre blir förlusterna i kolvgruppen. Med en minskning av deras antal och höjd förvärras villkoren för att kyla kolven, vilket ökar det termiska motståndet hos botten – ring – cylinderväggen. Därför är valet av design alltid en kompromiss.