ICE पिस्टन. डिव्हाइस आणि उद्देश

इंजिन सिलेंडरमध्ये जळणारे इंधन मिश्रण उष्णता ऊर्जा सोडते. मग ते यांत्रिक क्रियेत बदलते ज्यामुळे क्रँकशाफ्ट फिरते. या प्रक्रियेचा मुख्य घटक म्हणजे पिस्टन.

हा तपशील पहिल्या दृष्टीक्षेपात दिसतो तितका आदिम नाही. त्याला साधा पुशर मानणे ही मोठी चूक ठरेल.

पिस्टन सिलिंडरमध्ये स्थित आहे, जिथे ते परस्पर बदलते.

जसजसे ते टॉप डेड सेंटर (TDC) कडे जाते, पिस्टन इंधन मिश्रण दाबते. गॅसोलीन अंतर्गत ज्वलन इंजिनमध्ये, ते जास्तीत जास्त दाबाच्या जवळ असलेल्या क्षणी प्रज्वलित होते. डिझेल इंजिनमध्ये, प्रज्वलन थेट उच्च कम्प्रेशनमुळे होते.

ज्वलनाच्या वेळी तयार झालेल्या वायूंचा वाढलेला दाब पिस्टनला उलट दिशेने ढकलतो. पिस्टनसह, त्याच्याशी जोडलेला कनेक्टिंग रॉड हलतो, ज्यामुळे तो फिरतो. त्यामुळे संकुचित वायूंची उर्जा टॉर्कमध्ये रूपांतरित होते, ट्रान्समिशनद्वारे कारच्या चाकांमध्ये प्रसारित केली जाते.

दहन दरम्यान, वायूंचे तापमान 2 हजार अंशांपर्यंत पोहोचते. ज्वलन स्फोटक असल्याने, पिस्टनला जोरदार शॉक लोड केले जाते.

अत्यंत लोडिंग आणि जवळ-अत्यंत ऑपरेटिंग परिस्थितींना त्याच्या निर्मितीसाठी वापरल्या जाणार्‍या डिझाइन आणि सामग्रीसाठी विशेष आवश्यकता आवश्यक आहे.

पिस्टन डिझाइन करताना, अनेक महत्त्वाचे मुद्दे विचारात घेतले पाहिजेत:

• दीर्घ सेवा आयुष्य सुनिश्चित करण्याची आवश्यकता आणि म्हणूनच, भागाचा पोशाख कमी करणे;
• उच्च-तापमान ऑपरेशनमध्ये पिस्टनच्या बर्नआउटला प्रतिबंध करा;
• गॅस ब्रेकथ्रू टाळण्यासाठी जास्तीत जास्त सीलिंग सुनिश्चित करा;
• घर्षणामुळे होणारे नुकसान कमी करा;
• कार्यक्षम कूलिंग सुनिश्चित करा.

पिस्टन सामग्रीमध्ये अनेक विशिष्ट गुणधर्म असणे आवश्यक आहे:

• लक्षणीय शक्ती;
• जास्तीत जास्त संभाव्य थर्मल चालकता;
• उष्णता प्रतिकार आणि तापमानात अचानक बदल सहन करण्याची क्षमता;
• थर्मल विस्ताराचे गुणांक लहान असावे आणि चांगले सीलिंग सुनिश्चित करण्यासाठी सिलेंडरच्या संबंधित गुणांकाच्या शक्य तितक्या जवळ असावे;
• गंज प्रतिकार;
• antifriction गुणधर्म;
• कमी घनता जेणेकरून भाग जास्त जड होणार नाही.

आदर्शपणे या सर्व गरजा पूर्ण करणारी सामग्री अद्याप तयार केलेली नसल्यामुळे, एखाद्याला तडजोडीचे पर्याय वापरावे लागतील. अंतर्गत ज्वलन इंजिनसाठी पिस्टन सिलिकॉन (सिल्युमिन) सह राखाडी कास्ट लोह आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातुंनी बनलेले असतात. डिझेल इंजिनसाठी संयुक्त पिस्टनमध्ये, असे घडते की डोके स्टीलचे बनलेले असते.

कास्ट आयर्न जोरदार मजबूत आणि पोशाख-प्रतिरोधक आहे, तीव्र उष्णता चांगले सहन करते, घर्षण विरोधी गुणधर्म आणि लहान थर्मल विस्तार आहे. परंतु कमी थर्मल चालकतेमुळे, कास्ट आयर्न पिस्टन 400°C पर्यंत गरम होऊ शकतो. गॅसोलीन इंजिनमध्ये, हे अस्वीकार्य आहे, कारण यामुळे प्री-इग्निशन होऊ शकते.

म्हणून, बहुतेक प्रकरणांमध्ये, ऑटोमोटिव्ह अंतर्गत ज्वलन इंजिनसाठी पिस्टन कमीतकमी 13% सिलिकॉन असलेल्या सिल्युमिनपासून स्टॅम्पिंग किंवा कास्टिंगद्वारे बनविले जातात. शुद्ध अॅल्युमिनियम योग्य नाही, कारण गरम केल्यावर ते खूप विस्तारते, ज्यामुळे घर्षण आणि स्कफिंग वाढते. संशयास्पद ठिकाणी सुटे भाग खरेदी करताना हे बनावट असू शकतात. हे होण्यापासून रोखण्यासाठी, विश्वसनीय व्यक्तींशी संपर्क साधा.

अॅल्युमिनियम मिश्र धातु पिस्टन हलके आहे आणि उष्णता चांगले चालवते, जेणेकरून त्याचे गरम तापमान 250 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त नसेल. गॅसोलीनवर चालणार्‍या अंतर्गत ज्वलन इंजिनसाठी हे अगदी योग्य आहे. सिलुमिनचे घर्षण विरोधी गुणधर्म देखील चांगले आहेत.

त्याच वेळी, ही सामग्री कमतरतांशिवाय नाही. जसजसे तापमान वाढते तसतसे ते कमी टिकाऊ होते. आणि गरम केल्यावर लक्षणीय रेखीय विस्तारामुळे, डोक्याच्या परिमितीभोवती सील टिकवून ठेवण्यासाठी आणि कॉम्प्रेशन कमी न करण्यासाठी अतिरिक्त उपाय करणे आवश्यक आहे.

या भागामध्ये काचेचा आकार असतो आणि त्यात डोके आणि मार्गदर्शक भाग (स्कर्ट) असतो. डोके मध्ये, यामधून, तळाशी आणि सीलिंग भाग वेगळे करणे शक्य आहे.

खाली

ही पिस्टनची मुख्य कार्यरत पृष्ठभाग आहे, तीच विस्तारित वायूंचा दाब ओळखते. त्याची पृष्ठभाग युनिटचा प्रकार, नोझल, मेणबत्त्या, वाल्व्ह आणि विशिष्ट सीपीजी उपकरणाच्या प्लेसमेंटद्वारे निर्धारित केली जाते. गॅसोलीन वापरणाऱ्या ICE साठी, वाल्व दोष टाळण्यासाठी ते अतिरिक्त कटआउटसह सपाट किंवा अवतल केले जाते. बहिर्वक्र तळ वाढीव शक्ती देते, परंतु उष्णता हस्तांतरण वाढवते, आणि म्हणून क्वचितच वापरले जाते. अवतल आपल्याला एक लहान दहन कक्ष आयोजित करण्यास आणि उच्च कम्प्रेशन गुणोत्तर प्रदान करण्यास अनुमती देते, जे विशेषतः डिझेल युनिट्समध्ये महत्वाचे आहे.

सीलिंग भाग

ही डोक्याची बाजू आहे. त्यामध्ये परिघाभोवती पिस्टन रिंग्जसाठी खोबणी तयार केली जातात.

कॉम्प्रेशन रिंग सीलची भूमिका बजावतात, संकुचित वायूंची गळती रोखतात आणि ऑइल स्क्रॅपर्स भिंतीमधून वंगण काढून टाकतात, ज्वलन कक्षेत प्रवेश करण्यापासून प्रतिबंधित करतात. खोबणीतील छिद्रांमधून पिस्टनच्या खाली तेल वाहते आणि नंतर तेलाच्या डब्यात परत येते.

तळाच्या काठाच्या आणि वरच्या रिंगमधील पार्श्व बाजूच्या भागाला अग्नि किंवा उष्णता क्षेत्र म्हणतात. तोच जास्तीत जास्त थर्मल इफेक्ट अनुभवतो. पिस्टनचा बर्नआउट टाळण्यासाठी, हा पट्टा पुरेसा रुंद केला जातो.

मार्गदर्शक भाग

रेसिप्रोकेटिंग मोशन दरम्यान पिस्टनला विरघळू देत नाही.

थर्मल विस्ताराची भरपाई करण्यासाठी, स्कर्ट वक्र किंवा शंकूच्या आकाराचा बनविला जातो. बाजूला, एक घर्षण विरोधी कोटिंग सहसा लागू केले जाते.

आतमध्ये बॉस आहेत - पिस्टन पिनसाठी छिद्र असलेले दोन प्रवाह, ज्यावर डोके ठेवले जाते.

बाजूला, बॉसच्या क्षेत्रात, थर्मल विकृती आणि स्कोअरिंगची घटना टाळण्यासाठी लहान इंडेंटेशन केले जातात.

पिस्टनची तापमान व्यवस्था खूप तणावपूर्ण असल्याने, त्याच्या थंड होण्याचा मुद्दा खूप महत्वाचा आहे.

पिस्टन रिंग ही उष्णता काढून टाकण्याचा मुख्य मार्ग आहे. त्यांच्याद्वारे, अतिरिक्त थर्मल उर्जेचा किमान अर्धा भाग काढून टाकला जातो, जो सिलेंडरच्या भिंतीवर आणि नंतर कूलिंग जॅकेटमध्ये हस्तांतरित केला जातो.

आणखी एक महत्त्वाची उष्णता सिंक वाहिनी म्हणजे स्नेहन. सिलिंडरमध्ये तेलाचे धुके, कनेक्टिंग रॉडच्या छिद्रातून वंगण घालणे, ऑइल नोजलसह जबरदस्तीने फवारणी करणे आणि इतर पद्धती वापरल्या जातात. तेल फिरवून एक तृतीयांशपेक्षा जास्त उष्णता काढून टाकली जाऊ शकते.

याव्यतिरिक्त, थर्मल ऊर्जेचा काही भाग सिलेंडरमध्ये प्रवेश केलेल्या दहनशील मिश्रणाचा ताजा भाग गरम करण्यासाठी खर्च केला जातो.

रिंग सिलेंडर्समध्ये इच्छित प्रमाणात कॉम्प्रेशन राखतात आणि उष्णतेचा सिंहाचा वाटा काढून टाकतात. आणि ते अंतर्गत ज्वलन इंजिनमधील सर्व घर्षण नुकसानांपैकी एक चतुर्थांश आहेत. म्हणून, अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या स्थिर ऑपरेशनसाठी पिस्टन रिंगची गुणवत्ता आणि स्थिती यांचे महत्त्व फारसे मोजले जाऊ शकत नाही.

सहसा तीन रिंग असतात - वरच्या दोन कॉम्प्रेशन रिंग आणि तळाशी एक तेल स्क्रॅपर. परंतु रिंगच्या भिन्न संख्येसह पर्याय आहेत - दोन ते सहा पर्यंत.

सिलुमिनमधील वरच्या रिंगचा खोबणी असे घडते की ते स्टीलच्या इन्सर्टने केले जाते ज्यामुळे पोशाख प्रतिरोध वाढतो.

कास्ट लोहाच्या विशेष ग्रेडपासून रिंग बनविल्या जातात. अशा रिंग उच्च सामर्थ्य, लवचिकता, पोशाख प्रतिरोध, कमी घर्षण गुणांक आणि त्यांचे गुणधर्म दीर्घकाळ टिकवून ठेवतात. मॉलिब्डेनम, टंगस्टन आणि इतर काही धातू जोडल्याने पिस्टनच्या रिंगांना अतिरिक्त उष्णता प्रतिरोधकता मिळते.

नवीन पीसणे आवश्यक आहे. जर तुम्ही रिंग बदलल्या असतील तर, तीव्र ऑपरेटिंग परिस्थिती टाळून, काही काळ अंतर्गत ज्वलन इंजिन चालवण्याचे सुनिश्चित करा. अन्यथा, न लावलेल्या रिंग जास्त गरम होऊ शकतात आणि लवचिकता गमावू शकतात आणि काही प्रकरणांमध्ये ते तुटतात. परिणामी सील अपयश, शक्ती कमी होणे, वंगण दहन कक्षात प्रवेश करणे, ओव्हरहाटिंग आणि पिस्टन बर्नआउट असू शकते.