Поршень — ключевая и самая высоконагруженная деталь двигателя, которая превращает тепловую энергию от сгорания топлива в движение автомобиля.
Принцип работы поршня
Поршень в двигателе внутреннего сгорания (ДВС) находится в цилиндре блока двигателя и имеет почти цилиндрическую форму для плотного прилегания к его стенкам.
При сгорании топливо‑воздушной смеси газы давят на поршень, заставляя его двигаться поступательно.
С помощью шатуна и коленвала это движение преобразуется во вращательное и передается через трансмиссию на колеса. Таким образом поршень переводит энергию сгорания смеси в кинетическую энергию.
Поршень двигателя состоит из корпуса и уплотняющей части. Корпус включает днище и направляющую часть.
Днище поршня (головка) — верхняя часть поршня, которая принимает на себя давление газов и тепловую нагрузку, поэтому ее металл толще остального корпуса.
Оно может быть:
- плоским;
- с выточкой для оптимальной формы камеры сгорания;
- с выемками для тарелок клапанов (на случай обрыва ремня ГРМ или перескока цепи).
В дизелях и малообъемных бензиновых моторах с высокой степенью сжатия днище часто вогнутое, а в бензиновых двигателях — выпуклое.
Направляющая (боковая) часть - юбка поршня поддерживает его положение относительно цилиндра и скользит по стенкам, поэтому обычно покрыта антифрикционными материалами.
С внутренней стороны в ней есть бобышки с отверстиями под поршневой палец (соединяет с шатуном). Палец фиксируется посадкой с натягом либо стопорными кольцами — для них в юбке предусмотрены канавки.
Уплотняющая часть — важный компонент поршня в цилиндре: она предотвращает проникновение газов из камеры сгорания в картер и масла из картера в камеру сгорания.
Для этого в поршне предусмотрены канавки для компрессионных (обычно два — верхнее и нижнее) и маслосъемных колец.
Компрессионные кольца поддерживают рабочее давление (компрессию) в цилиндре, а маслосъемные снимают излишки масла с поверхности цилиндра при движении поршня вниз.
Кроме того, поршневые кольца отводят избыток тепла от днища поршня к стенкам цилиндра, обеспечивая его охлаждение.
Из какого материала изготавливают поршни?
Поршни для двигателей делают из разных материалов. Раньше их изготавливали из чугуна, который был тяжелым и хрупким.
Затем перешли на алюминиевые сплавы. Они лучше отводят тепло и легче, что позволяет использовать их в современных высокооборотистых двигателях.
Сегодня поршни также делают из стали. Они выдерживают высокие температуры и давление в цилиндрах.
Стальные поршни обычно легче алюминиевых, так как имеют тонкие стенки и меньшую высоту при одинаковом диаметре цилиндров.
Почему изнашиваются поршни и к чему это приводит
Поршень ДВС, как и другие детали, подвержен естественному износу.
Особенно страдает его верхняя часть, расположенная ближе к камере сгорания, так как она принимает основную тепловую и механическую нагрузку.
Обычно первым выходит из строя первое поршневое кольцо и канавка под него.
Существуют факторы, которые сокращают срок службы поршня. Например, недостаток масла или его низкое качество могут привести к износу.
Поршень также может разрушиться из-за перегрева или детонации — взрывного сгорания топлива, сопровождающегося резкими скачками давления и температуры в цилиндрах.
Признаки критического износа:
- нестабильная работа двигателя;
- стуки при работе мотора;
- падение мощности;
- повышенный расход масла и сизый дым из выхлопной трубы;
- увеличенный расход топлива.
Игнорирование симптомов может привести к капитальному ремонту двигателя.
Как выбрать поршень для замены
Качественные поршни двигателя изготавливаются из прочного металла, имеют высокую точность размеров и фиксированный вес с минимальными отклонениями.
У малоизвестных производителей часто возникают проблемы с этими характеристиками.
Чтобы избежать брака, лучше выбирать оригинальные запчасти или поршни от проверенных брендов.
Важно правильно выбрать размер поршня. Для многих двигателей существуют поршни ремонтных размеров, которые немного больше стандартных (обычно на доли миллиметра).
Это компенсирует износ стенок цилиндров, которые растачивают под новый диаметр, одновременно восстанавливая их поверхность.
Размер поршня подбирают с учетом износа цилиндра. Если износ незначителен, достаточно поршней номинального размера.
Какие именно детали нужны, решают мастера сервисов после дефектовки и промеров двигателя.
Ferio упрощает процесс поиска б/у автозапчастей.
Введите запрос через форму на сайте, и профессионалы подберут для вас нужный вариант.
