ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТУ ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА

FACTORS AFFECTING THE OPERATION OF THE PISTON RING

Рузиматов М.А.

27.05.2022 240

5(98)

Цитировать:

Рузиматов М.А. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТУ ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13814 (дата обращения: 22.12.2024).

Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

Мы знаем, что цилиндро-поршневая группа является основным элементом двигателя внутреннего сгорания, и срок службы и работоспособность двигателя определяются техническим состоянием этой группы. На эффективность этой группы влияют несколько факторов. В карбюраторных двигателях через цилиндро-поршневую группу теряется 60-70% всей механической мощности. У дизелей эта величина составляет до 75%. Это увеличивает спрос на них. Учитывая это, компрессионное кольцо имеет особое значение во внешнем виде поршня. Основным показателем при выборе внешней формы поршня должна быть поверхность соприкосновения его направляющей части с цилиндром и канавка цилиндр-поршень.

В статье описаны методы повышения прочности цилиндропоршневой группы автомобильных двигателей, т. е. ресурса и надежности, а также снижения температуры первого кольца.

ABSTRACT

We know that the cylinder-piston group is the main element of the internal combustion engine, and the service life and performance of the engine is determined by the technical condition of this group. Several factors affect the performance of this group. In carburetor engines, 60-70% of the total mechanical power lost is lost through the cylinder-piston group. In diesels, this value is up to 75%. This increases the demand for them. With this in mind, the compression ring is of particular importance in the appearance of the piston. The main indicator in choosing the external shape of the piston should be the surface of its guide part touching the cylinder and the cylinder-piston groove.

The article describes the methods of increasing the strength of the cylinder-piston group of car engines, ie the service life and reliability, and reducing the temperature of the first ring.

Ключевые слова: двигатель, цилиндр, поршень, поршневое кольцо, компрессионное кольцо, маслосъемное кольцо, юбка поршня, камера сгорания, давление газов, температура.

Keywords: engine, cylinder, piston, piston ring, compression ring, oil absorber ring, piston skirt, combustion chamber, gas pressure, temperature.

Рисунок 1. Зазор между цилиндром и поршнем

Рисунок 2. Зазор между валом поршня и кольцом

Надежная и долговременная работа двигателей внутреннего сгорания зависит от их технического состояния. Расход топлива и масла, чистота выхлопных газов, своевременный выход на заданную мощность и хороший пуск – параметры, определяющие техническое состояние двигателя. Нахождение этих размеров в заданном диапазоне во многом определяется поршневыми кольцами. Основной частью технического обслуживания двигателя является замена поршневых колец [1-2]. Это вызывает зазор между поршневыми кольцами и цилиндром, и давление в камере сгорания снижается. В результате двигатель не может обеспечить требуемую мощность. Кроме того, увеличится расход топлива и масла.

Поэтому исследование влияния зазора между поршневыми кольцами и цилиндром на работу двигателя и выработка необходимых рекомендаций является одной из самых необходимых и актуальных задач на сегодняшний день.

Цель данной статьи - обосновать влияние зазора между кольцом и цилиндром на работу двигателя и найти конструктивные решения проблемы. В качестве таких показателей были выбраны мощность двигателя, расход топлива и расход масла (рисунок 1,2).

Давайте проведем эксперимент в разделе Advanced Simulation NX.10. Это связано с тем, что на практике невозможно измерить газы, проходящие через отверстие. Тесты, проводимые в этой программе, часто соизмеримы с практическим опытом. По литературным данным на первое кольцо действует 70-75% давления в камере сгорания, а на второе кольцо - 20-25% давления. Как видно на Рисунке 3, 20% общего давления приходится на 2-е кольцо. Тестовый запуск был выполнен в обычном режиме. Результаты были такими, как мы ожидали. Это 20,3% давления за вторым кольцом [3-4].

Первое компрессионное отверстие было открыто под углом 450°С для увеличения давления за вторым компрессионным кольцом. Высота отверстия, открытого для эксперимента 2, была установлена равной 50% расстояния между первым и вторым кольцами. Радиус кривизны задается для внутреннего угла отверстия. Это направит поток газа[5-6].

По тесту давление за кольцом составило 22%. В третьем эксперименте высота отверстия была получена равной 80 % расстояния между кольцами.

Открытие этих отверстий на втором кольце не влияет на непрерывную работу двигателя. Если начинает образовываться трещина, то большая часть давления, которое проходит через кольцо, будет использоваться для удержания его в натянутом состоянии.

В случае 3 давление за кольцом составило 24,7%. Это означает, что большая часть давления на 2-е кольцо приходится на кольцо.

Для анализа приведенных выше результатов поместим в них величины давлений в таблицу. Как видно из таблицы, давление в эксперименте 3 намного выше, чем в других экспериментах (рисунок 3).

Рисунок 3. Результаты экспериментов

В связи с этим необходимо будет изучить теории, связанные с износом колец, и выбрать общую методологию теории износа колец. Зазор между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами отрицательно влияет на работу двигателя. Повышенный расход топлива, повышенный расход масла и снижение мощности двигателя являются признаками негерметичности кольцевого цилиндра.

В ходе изучения темы были изучены все элементы, которые могли потерять герметичность, в частности были собраны и проанализированы данные из литературы по поршневым и цилиндровым, кольцево-поршневым и кольцево-цилиндровым трещинам. По ним можно сделать следующие общие выводы.

Если первоначальная утечка сведена к минимуму эффективными методами, утечка, превышающая износ цилиндра и поршня во время работы двигателя, не будет существенно угрожать сроку службы двигателя. Форма цилиндра, несомненно, будет зависеть от формы цилиндра. Это снизит производительность двигателя. Если принять меры, чтобы цилиндры не стали овальными, или использовать овальные поршни, закрывающие овал, то характеристики кольца будут улучшены.

Список литературы:

Худойбердиев Т.С. – Уличшение ресурсных показателей дизелей сельскохозяйственных тракторов с воздушным охлаждением в условиях Средиазиатского региона путем повышения герметичности камеры сгорания. Диссертация на соискание ученой степ. док. тех. наук. С.Петербург. 1992 г.
М.А.Рўзиматов. УЛУЧШЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МАСЛЯНОГО ФИЛЬТРА. Universum технические науки № 2(83), Часть 1, 25 февраль, 2021 https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11321
М.А.Рўзиматов. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОЙ РАБОТЫ КОМПРЕССИОННОГО КОЛЬЦА. Universum технические науки № 3(84), 25 март, 2021 https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11384
М.А.Рўзиматов. УЛУЧШЕНИЕ ЭКОЛОГИИ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН). Universum технические науки № 5(86), 25 май, 2021 https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11702
Cotton stalk remover MX Mamadaliyev, MM Halilov, MAO Rozimatov, XNO Raxmonov ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal 11 (9), 515-519 https://www.indianjournals.com/ijor.aspx?target=ijor:aca&volume=11&issue=9&article=089
Кinematic analysis of a new gear-lever differential transmission mechanism with symmetrical displacement of the centers of rotation of the driven and driving gears // Universum: технические науки : электрон. научн. журн.
Rakhmonov K. [и др.]. 2021. 5(86). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11730

Информация об авторах