Een zuiger is een onderdeel van een automotor. Apparaat, vervanging, zuigerinstallatie

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:12

De zuiger is een van de elementen van het krukmechanisme, waarop het werkingsprincipe van veel verbrandingsmotoren is gebaseerd. Dit artikel bespreekt het ontwerp en de kenmerken van deze onderdelen.

Definitie

Een zuiger is een onderdeel dat heen en weer gaande bewegingen in een cilinder uitvoert en zorgt voor de omzetting van gasdrukveranderingen in mechanisch werk.

Bestemming

Met de deelname van deze onderdelen wordt het thermodynamische proces van de motor gerealiseerd. Omdat de zuiger een van de elementen van het krukmechanisme is, neemt hij de druk waar die door de gassen wordt geproduceerd en brengt de kracht over op de drijfstang. Bovendien zorgt het voor de afdichting van de verbrandingskamer en de afvoer van warmte daaruit.

Ontwerp

De zuiger is een driedelig onderdeel, dat wil zeggen, het ontwerp omvat drie componenten die verschillende functies vervullen, en twee delen: de kop, die het bodem- en afdichtingsdeel combineert, en het geleidingsdeel, weergegeven door de rok.

Onder

Kan anders zijnvorm afhankelijk van vele factoren. De configuratie van de onderkant van de zuigers van een verbrandingsmotor wordt bijvoorbeeld bepaald door de locatie van andere structurele elementen, zoals sproeiers, kaarsen, kleppen, de vorm van de verbrandingskamer, de kenmerken van de processen die erin plaatsvinden, het algehele ontwerp van de motor, enz. In ieder geval bepa alt het de kenmerken van de werking.

Er zijn twee hoofdtypen zuigerkroonconfiguratie: convex en concaaf. De eerste zorgt voor meer sterkte, maar verslechtert de configuratie van de verbrandingskamer. Met een holle bodem heeft de verbrandingskamer daarentegen een optimale vorm, maar worden koolstofafzettingen intensiever afgezet. Minder vaak (bij tweetaktmotoren) zijn er zuigers met een bodem die wordt weergegeven door een reflectoruitsteeksel. Dit is nodig bij het blazen voor de gerichte beweging van verbrandingsproducten. Onderdelen van benzinemotoren hebben meestal een vlakke of bijna vlakke bodem. Soms hebben ze groeven om de kleppen volledig te openen. Bij motoren met directe injectie worden de zuigers gekenmerkt door een complexere configuratie. In dieselmotoren onderscheiden ze zich door de aanwezigheid van een verbrandingskamer in de bodem, die voor een goede werveling zorgt en de mengselvorming verbetert.

De meeste pistons zijn enkelzijdig, hoewel er ook dubbelzijdige versies zijn met twee bodems.

De afstand tussen de groef van de eerste compressiering en de bodem wordt de afvuurzone van de zuiger genoemd. De waarde van de hoogte is erg belangrijk, wat anders is voor onderdelen die van verschillende materialen zijn gemaakt. In ieder geval is de hoogte van de ring van vuur daarbuitende limieten van de minimaal toelaatbare waarde kunnen leiden tot doorbranden van de zuiger en vervorming van de zitting van de bovenste compressiering.

Seal deel

Hier zijn olieschrapers en compressieringen. Voor onderdelen van het eerste type hebben de kanalen doorlopende gaten voor de olie die van het oppervlak van de cilinder is verwijderd om de zuiger binnen te gaan, van waaruit deze de oliecarter binnenkomt. Sommige hebben een roestvrijstalen rand met een groef voor de bovenste compressiering.

Zuigerveren, gemaakt van gietijzer, dienen om een goede pasvorm tussen de zuiger en de cilinder te creëren. Daarom zijn ze de bron van de grootste wrijving in de motor, waarvan de verliezen 25% van de totale mechanische verliezen in de motor bedragen. Het aantal en de locatie van de ringen worden bepaald door het type en het doel van de motor. De meest gebruikte zijn 2 compressieringen en 1 olieschraapring.

Compressieringen dienen om te voorkomen dat gassen vanuit de verbrandingskamer het carter binnendringen. De grootste belastingen vallen op de eerste, daarom is in sommige motoren de groef versterkt met een stalen inzetstuk. Compressieringen kunnen trapeziumvormig, conisch, tonvormig zijn. Sommige hebben een uitsparing.

De olieschraapring dient om overtollige olie uit de cilinder te verwijderen en voorkomt dat deze de verbrandingskamer binnendringt. Hier zitten gaten voor. Sommige varianten hebben een veerverbreder.

Gids deel (rok)

Heeft een tonvormige (kromlijnige) of conische vorm om thermische uitzetting te compenseren. Op haarer zijn twee nokken voor de zuigerpen. In deze gebieden heeft de rok de grootste massa. Bovendien worden de grootste temperatuurvervormingen waargenomen tijdens verwarming. Om deze te verminderen worden verschillende maatregelen genomen. Er kan een olieschraapring aan de onderkant van de rok zitten.

Om kracht van of naar de zuiger over te brengen, wordt meestal een kruk of een stang gebruikt. De pistonpen dient om dit onderdeel ermee te verbinden. Het is gemaakt van staal, heeft een buisvorm en kan op verschillende manieren worden geïnstalleerd. Meestal wordt een zwevende vinger gebruikt, die tijdens bedrijf kan worden gedraaid. Om verschuiving te voorkomen, wordt deze vastgezet met borgringen. Stijve bevestiging wordt veel minder vaak gebruikt. De stang fungeert in sommige gevallen als een geleider en vervangt de zuigerrok.

Materialen

De motorzuiger kan uit verschillende materialen zijn samengesteld. In ieder geval moeten ze eigenschappen hebben als hoge sterkte, goede thermische geleidbaarheid, antifrictie-eigenschappen, corrosieweerstand en lage lineaire uitzettingscoëfficiënt en dichtheid. Voor de productie van zuigers worden aluminiumlegeringen en gietijzer gebruikt.

Gietijzer

Het heeft een hoge sterkte, slijtvastheid en een lage lineaire uitzettingscoëfficiënt. De laatste eigenschap maakt het mogelijk dat dergelijke zuigers met nauwe spelingen werken, waardoor een goede cilinderafdichting wordt bereikt. Vanwege het aanzienlijke soortelijk gewicht worden gietijzeren onderdelen echter alleen gebruikt in die motoren waar de heen en weer bewegende massa's krachten hebbentraagheid, die niet meer dan een zesde van de drukkrachten op de bodem van de gaszuiger uitmaakt. Bovendien bereikt, vanwege de lage thermische geleidbaarheid, de verwarming van de onderkant van gietijzeren onderdelen tijdens het draaien van de motor 350-450 ° C, wat vooral ongewenst is voor carburateuropties, omdat dit leidt tot gloeiontsteking.

Aluminium

Dit materiaal wordt het meest gebruikt voor zuigers. Dit komt door het lage soortelijk gewicht (aluminium onderdelen zijn 30% lichter dan gietijzeren onderdelen), hoge thermische geleidbaarheid (3-4 keer groter dan die van gietijzer), die ervoor zorgt dat de bodem wordt verwarmd tot niet meer dan 250 ° C, wat het mogelijk maakt om de compressieverhouding te verhogen en voor een betere vulling van cilinders en hoge antifrictie-eigenschappen te zorgen. Tegelijkertijd heeft aluminium een lineaire uitzettingscoëfficiënt die 2 keer groter is dan die van gietijzer, waardoor er grote openingen met de cilinderwanden moeten worden gemaakt, dat wil zeggen dat de afmetingen van aluminium zuigers kleiner zijn dan die van gietijzer voor identieke cilinders. Bovendien hebben dergelijke onderdelen een lagere sterkte, vooral bij verhitting (bij 300 ° C neemt het af met 50-55%, terwijl voor gietijzer - met 10%).

Om de mate van wrijving te verminderen, zijn de wanden van de zuigers gecoat met een antifrictiemateriaal, dat wordt gebruikt als grafiet en molybdeendisulfide.

Verwarming

Zoals vermeld, kunnen zuigers tijdens het draaien van de motor tot 250-450 °C opwarmen. Daarom is het noodzakelijk maatregelen te nemen die gericht zijn op zowel het verminderen van de opwarming als het compenseren van de thermische uitzetting die daardoor wordt veroorzaakt.details.

Om de zuigers te koelen, wordt olie gebruikt, die op verschillende manieren in de zuigers wordt aangevoerd: ze creëren een olienevel in de cilinder, spuiten deze door een gat in de drijfstang of met een mondstuk, injecteren het in de cilinder ringvormig kanaal, circuleert door de buisvormige spoel in de zuigerbodem.

Om temperatuurvervormingen in de getijdengebieden te compenseren, zijn de rokken aan beide zijden van het metaal 0,5-1,5 mm diep gedraaid in de vorm van U- of T-vormige sleuven. Een dergelijke maatregel verbetert de smering en voorkomt het verschijnen van krassen door temperatuurvervormingen, daarom worden deze uitsparingen koelkasten genoemd. Ze worden gebruikt in combinatie met een conische of tonvormige rok. Dit compenseert de lineaire uitzetting omdat de rok bij verwarming een cilindrische vorm aanneemt. Bovendien worden compensatie-inzetstukken gebruikt, zodat de zuigerdiameter een beperkte thermische uitzetting ervaart in het zwenkvlak van de drijfstang. Ook is het mogelijk om het geleidingsdeel te isoleren van de kop die de meeste warmte ervaart. Ten slotte krijgen de wanden van de rok veerkrachtige eigenschappen door een schuine snede over de gehele lengte aan te brengen.

Productietechnologie

Volgens de fabricagemethode worden zuigers verdeeld in gegoten en gesmeed (gestempeld). Onderdelen van het eerste type worden op de meeste auto's gebruikt en het vervangen van zuigers door gesmede exemplaren wordt gebruikt bij het afstemmen. Gesmede opties worden gekenmerkt door verhoogde sterkte en duurzaamheid, evenals een lager gewicht. Daarom verhoogt de installatie van zuigers van dit type de betrouwbaarheid en prestaties van de motor. Dit is vooral belangrijk voor motoren die werken in omstandigheden met verhoogdebelast, terwijl gegoten onderdelen voldoende zijn voor dagelijks gebruik.

Toepassing

De piston is een multifunctioneel onderdeel. Daarom wordt het niet alleen in motoren gebruikt. Er is bijvoorbeeld een remklauwzuiger, omdat deze op een vergelijkbare manier werkt. Het krukmechanisme wordt ook gebruikt op sommige modellen compressoren, pompen en andere apparatuur.