ICE klip. Uređaj i namjena

Smjesa goriva koja gori u cilindru motora oslobađa toplinsku energiju. Zatim se pretvara u mehaničku akciju koja čini da se radilica okreće. Ključni element ovog procesa je klip.

Ovaj detalj nije tako primitivan kao što se na prvi pogled čini. Bila bi velika greška smatrati ga jednostavnim guračem.

Klip se nalazi u cilindru, gde se uzvraća.

Kako se kreće prema gornjoj mrtvoj točki (TDC), klip komprimira smjesu goriva. U benzinskom motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, on se pali u trenutku blizu maksimalnog pritiska. Kod dizel motora paljenje se događa direktno zbog visoke kompresije.

Povećani pritisak gasova koji nastaju tokom sagorevanja gura klip u suprotnom smeru. Zajedno s klipom, klipnjača spojena s njim pomiče se, zbog čega se okreće. Tako se energija komprimiranih plinova pretvara u obrtni moment, koji se prenosi preko prijenosa na kotače automobila.

Tokom sagorevanja, temperatura gasova dostiže 2 hiljade stepeni. Pošto je sagorevanje eksplozivno, klip je podvrgnut jakim udarnim opterećenjima.

Ekstremno opterećenje i skoro ekstremni radni uslovi zahtevaju posebne zahteve za dizajn i materijale koji se koriste za njegovu proizvodnju.

Prilikom dizajniranja klipova, postoji nekoliko važnih točaka koje treba uzeti u obzir:

• potreba da se osigura dug radni vijek, a time i da se trošenje dijela minimizira;
• spriječiti izgaranje klipa u radu na visokim temperaturama;
• osigurati maksimalno zaptivanje kako bi se spriječilo probijanje plina;
• minimizirati gubitke zbog trenja;
• osigurati efikasno hlađenje.

Materijal klipa mora imati niz specifičnih svojstava:

• značajna snaga;
• maksimalna moguća toplotna provodljivost;
• otpornost na toplinu i sposobnost da izdrže nagle promjene temperature;
• koeficijent toplinskog širenja treba biti mali i biti što je moguće bliži odgovarajućem koeficijentu cilindra kako bi se osiguralo dobro zaptivanje;
• otpornost na koroziju;
• antifrikciona svojstva;
• niske gustine tako da dio nije pretežak.

Budući da materijal koji idealno ispunjava sve ove zahtjeve još nije stvoren, potrebno je koristiti kompromisne opcije. Klipovi za motore sa unutrašnjim sagorevanjem izrađeni su od sivog livenog gvožđa i legura aluminijuma sa silicijumom (silumin). Kod kompozitnih klipova za dizel motore dešava se da je glava napravljena od čelika.

Lijevano željezo je prilično čvrsto i otporno na habanje, dobro podnosi jaku toplinu, ima svojstva protiv trenja i malo toplinsko širenje. Ali zbog niske toplotne provodljivosti, klip od livenog gvožđa može da se zagreje do 400°C. U benzinskom motoru to je neprihvatljivo, jer može uzrokovati predpaljenje.

Stoga se u većini slučajeva klipovi za automobilske motore s unutarnjim sagorijevanjem izrađuju štancanjem ili lijevanjem od silumina koji sadrži najmanje 13% silicija. Čisti aluminij nije prikladan, jer se pri zagrijavanju previše širi, što dovodi do povećanog trenja i habanja. To mogu biti lažnjaci na koje možete naići prilikom kupovine rezervnih dijelova na sumnjivim mjestima. Da se to ne dogodi, kontaktirajte pouzdane.

Klip od aluminijumske legure je lagan i dobro provodi toplotu, tako da njegovo zagrijavanje ne prelazi 250°C. Ovo je sasvim prikladno za motore sa unutrašnjim sagorevanjem koji rade na benzin. Anti-frikciona svojstva silumina su također prilično dobra.

Istovremeno, ovaj materijal nije bez nedostataka. Kako temperatura raste, postaje manje izdržljiv. A zbog značajnog linearnog širenja pri zagrijavanju, moraju se poduzeti dodatne mjere kako bi se očuvala brtva oko perimetra glave, a ne smanjila kompresija.

Ovaj dio ima oblik čaše i sastoji se od glave i dijela vodilice (suknje). U glavi je, pak, moguće razlikovati dno i brtveni dio.

Bottom

To je glavna radna površina klipa, ona percipira pritisak plinova koji se šire. Njegova površina je određena tipom jedinice, smještajem mlaznica, svijeća, ventila i specifičnog CPG uređaja. Za ICE-ove koji koriste benzin, napravljen je ravan ili konkavan s dodatnim izrezima kako bi se izbjegli defekti ventila. Konveksno dno daje povećanu čvrstoću, ali povećava prijenos topline i stoga se rijetko koristi. Concave vam omogućava da organizirate malu komoru za sagorijevanje i osigurate visok omjer kompresije, što je posebno važno kod dizelskih jedinica.

Brtveni dio

Ovo je strana glave. U njemu su po obodu napravljeni žljebovi za klipne prstenove.

Kompresijski prstenovi igraju ulogu brtve, sprječavajući curenje komprimiranih plinova, a strugači za ulje uklanjaju mazivo sa zida, sprječavajući ga da uđe u komoru za izgaranje. Ulje teče ispod klipa kroz rupe u žljebu i zatim se vraća u korito za ulje.

Presjek bočne strane između ruba donjeg i gornjeg prstena naziva se požarna ili toplinska zona. On je taj koji doživljava maksimalni termalni efekat. Da bi se spriječilo izgaranje klipa, ovaj remen je napravljen dovoljno širok.

Vodič dio

Ne dozvoljava da se klip iskrivi tokom povratnog kretanja.

Kako bi se kompenziralo toplinsko širenje, suknja je napravljena zakrivljeno ili u obliku konusa. Sa strane se obično nanosi premaz protiv trenja.

Unutar se nalaze boci - dva uljeva s rupama za klip, na koje se stavlja glava.

Na bočnim stranama, u predjelu bokova, napravljena su mala udubljenja kako bi se spriječile termičke deformacije i pojava bodova.

Budući da je temperaturni režim klipa veoma stresan, pitanje njegovog hlađenja je veoma važno.

Klipni prstenovi su glavni način uklanjanja topline. Preko njih se uklanja najmanje polovina viška toplotne energije, koja se prenosi na zid cilindra, a zatim na rashladni plašt.

Drugi važan kanal hladnjaka je podmazivanje. Koriste se uljna magla u cilindru, podmazivanje kroz otvor na klipnjači, prisilno prskanje uljnom mlaznicom i druge metode. Više od jedne trećine topline može se ukloniti kruženjem ulja.

Osim toga, dio toplinske energije se troši na zagrijavanje svježeg dijela zapaljive smjese koja je ušla u cilindar.

Prstenovi održavaju željenu količinu kompresije u cilindrima i uklanjaju lavovski dio topline. I oni čine oko četvrtinu svih gubitaka zbog trenja u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem. Stoga se teško može precijeniti važnost kvaliteta i stanja klipnih prstenova za stabilan rad motora s unutrašnjim sagorijevanjem.

Obično postoje tri prstena - dva kompresiona na vrhu i jedan strugač za ulje na dnu. Ali postoje opcije s različitim brojem prstena - od dva do šest.

Utor gornjeg prstena u siluminu Dešava se da se radi sa čeličnim umetkom koji povećava otpornost na habanje.

Prstenovi se izrađuju od specijalnih vrsta livenog gvožđa. Takvi prstenovi karakteriziraju visoka čvrstoća, elastičnost, otpornost na habanje, nizak koeficijent trenja i zadržavaju svoja svojstva dugo vremena. Dodatak molibdena, volframa i nekih drugih metala daju klipnim prstenovima dodatnu toplotnu otpornost.

Nove treba brusiti. Ako ste zamenili prstenove, obavezno neka vreme radi motor sa unutrašnjim sagorevanjem, izbegavajući intenzivne uslove rada. U suprotnom, nesklopljeni prstenovi mogu se pregrijati i izgubiti elastičnost, au nekim slučajevima čak i puknuti. Rezultat može biti kvar zaptivke, gubitak snage, ulazak maziva u komoru za sagorijevanje, pregrijavanje i izgaranje klipa.