Что такое поршень в мотоцикле
Поршень мотоцикла. Каковы особенности его эксплуатации и обслуживания?
Смотрите также
Одним из основных рабочих элементов двигателя мотоцикла является поршень – деталь цилиндрической формы, двигающаяся внутри цилиндра. Она воспринимает давление газа, образующегося в результате сгорания топливно-воздушной смеси, и превращает его в механическую энергию.
Раньше поршни изготавливались из чугуна. Они были надежными, но тяжелыми, поэтому первые двигатели не обладали высокой мощностью.
В дальнейшем для производства поршней стал использоваться алюминий – легкий, но в то же время прочный материал, позволивший увеличить теплоотдачу и оборотистость двигателя.
Однако вместе с ростом мощности двигателя в разы возросла температура и давление в цилиндрах, поэтому алюминиевые детали стали заменять стальными – способными выдерживать увеличенные нагрузки. Современные стальные поршни имеют облегченную конструкцию и минимальную компрессионную высоту.
Требования к поршням
В однотактном или двухтактном двигателе мотоцикла при сгорании топливно-воздушной смеси выделяется большое количество тепла. Под его давлением поршень опускается вниз, при этом температура в цилиндре достигает экстремально высоких значений.
Детали двигателя, постоянно работающие в сложных условиях, должны быть устойчивыми к перегреву, высоким контактным нагрузкам и механическому воздействию реакции от шатуна.
Только с помощью конструкционных материалов достичь таких характеристик сложно, поэтому заводы-производители автокомпонентов используют специальные антифрикционные покрытия для поршней, стенок гильз и других деталей двигателя.
Со временем заводской защитный слой стирается и нуждается в обновлении. Для этих целей можно применять специальные составы на основе твердых смазочных веществ – антифрикционные твердосмазочные покрытия.
Одним из самых эффективных материалов, предназначенных для нанесения на юбки поршней является MODENGY Для деталей ДВС. Это покрытие снижает износ деталей в результате трения, препятствует появлению на них задиров. Состав способствует уменьшению шума при работе двигателя, увеличению его КПД и снижению расхода топлива.
Помимо поршней, данным средством можно обрабатывать вкладыши валов, шлицевые соединения, штоки клапанов, дроссельную заслонку.
Чтобы обеспечить наилучшую адгезию покрытия и долгий срок его службы, перед нанесением производитель рекомендует очистить и обезжирить поверхности Специальным очистителем‑активатором MODENGY.
Охлаждение поршней мотоцикла
Во время работы поршни мотоцикла подвергаются воздействию экстремально высоких температур, поэтому предусмотрено 4 пути их охлаждения:
Наиболее эффективным способом охлаждения поршней мотоцикла является отдача тепла посредством поршневых колец. Если этот процесс нарушается, поршни быстро разрушаются, и двигатель может выйти из строя.
Диагностика поршней и пути устранения неисправностей
Стук при работе двигателя, частый перегрев, потеря мощности, повышенное дымление, увеличение расхода топлива, резкое падение уровня масла и другие подобные явления – повод для тщательного техосмотра мотоцикла, в частности, диагностики его цилиндро-поршневой группы.
Замерить мощность двигателя в бытовых условиях практически невозможно, поэтому многие отмечают падение этого показателя по косвенным признакам: снижению максимальной скорости мотоцикла или уменьшению компрессии в цилиндре. Второй способ оценки мощности предпочтительнее, потому что снижение скорости может быть вызвано закоксовыванием выпускной системы или нарушением регулировки зажигания.
Если падение мощности действительно произошло, необходимости в срочной замене поршней или расточке цилиндров нет. Если проблемы с цилиндро-поршневой группой возникли впервые (обычно это происходит через 6-7 тыс.км пробега), опытные владельцы мотоциклов меняют только поршневые кольца. При повторных неисправностях, если замена колец уже не помогает, устанавливаются новые поршни. Как правило, до этого момента мотоцикл успевает проехать до 40 тыс. км.
Оценить степень износа ЦПГ можно только разобрав ее. Эта операция требует аккуратности. Особенно нужно следить за сохранностью стопорного кольца – чтобы не уронить его в кривошипную камеру, закройте ее тряпкой. При выемке поршневой группы не рекомендуется выбивать палец молотком, так как есть риск загнуть шатун. Лучше пользоваться специальным съемником.
Поршень необходимо осмотреть на наличие большого количества задиров и трещин. Задиры чаще всего появляются на боковых поверхностях юбок, трещины возникают в местах повышенных концентраций напряжения.
Помимо визуального осмотра поршня, нужно замерить величину зазора между ним и цилиндром. Она не должна превышать 0,3-0,4 мм, в противном случае поршень требует замены.
Оценивая состояние поршня, обязательно обратите внимание на кольца и канавки. Если в них много нагара, кольца могут терять подвижность. Чтобы избежать так называемого «залегания», загрязнения необходимо удалить с помощью подходящего в меру острого предмета (например, шабера). Не стоит использовать для очистки колец и канавок надфили, ножовочные полотна и подобные инструменты, так как они могут повредить поршень, а это, в свою очередь, приведет к утечке газов и падению компрессии двигателя.
Осматривая кольца, проверьте, не проворачиваются ли они на поршне. Это может происходить по причине выпадения стопорного штифта.
Двухтактные двигатели мотоциклов имеют цилиндры с тремя окнами: впускным, выпускным и продувочным. Стопорные штифты фиксируют кольца в канавках и ориентируют их на участок гильзы без окон.
Если штифт выпадает, кольцо при движении поршня начинает вращаться и в какой-то момент оказывается в зоне впускного или выпускного окна цилиндра. Так как кольцо незамкнуто, оно стремится разжаться, его концы распрямляются и при попадании в окно срезаются. Обломки при этом оказываются в глушителе, что крайне нежелательно.
В качестве следующего шага диагностики рассмотрите отверстие под поршневой палец. В его канавках с каждой стороны поршня установлены стопорные кольца. В зависимости от типа мотоциклов они могут иметь разную конструкцию (с «усиками» или без), однако в любом случае должны утопать в канавках не менее чем на половину диаметра.
Особенности подбора поршневой группы
При подборе нового поршня или пары поршень-цилиндр обязательно обращайте внимание на соответствие их маркировок. У каждой модели мотоциклов существует от двух до четырех размерных групп поршней. Их диаметр может отличаться от 0,01 до 0,025 мм.
Маркировка группы обычно наносится в виде клейма на днище поршня и нижний торец цилиндра. Следите, чтобы эти цифры совпадали.
Перед установкой нового поршня проверьте, как он двигается в гильзе цилиндра. Правильно подобранная смазанная деталь должна опускаться в течение секунды под собственной силой тяжести. Если поршень падает с характерным стуком или двигается с приложением усилий, то он выбран неверно.
Цилиндр перед установкой поршня должен быть расточен. Если на поршне имеются острые внутренние углы, оставшиеся после механической обработки или из-за брака литья, их необходимо скруглить надфилем и заполировать.
Чтобы расположить поршень правильно, ориентируйтесь на стрелку, выбитую на днище детали. Если она отсутствует или не просматривается, поставьте поршень так же, как стопорные штифты: они должны «смотреть» на вертикальные секторы гильзы без окон.
При подборе подходящего пальца обращайте внимание на его маркировку. Так же, как поршни и цилиндры, он относится к одной из несколько размерных групп. Обычно на торец пальца ставят точку определенного цвета, такая же метка имеется на бобышке внутри поршня.
Поршневые пальцы двигателей современных мотоциклов обычно входят в бобышку под действием небольшого усилия при комнатной температуре. В старых моделях пальцы запрессовывались после нагрева в кипящей воде. Чтобы не ошибиться, стоит ознакомиться с инструкцией по эксплуатации транспортного средства.
Присоединяйтесь
© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.
Поршни мотоцикла
Поршнем двигателя называется цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Данная деталь является неотъемлемой частью двигателя любого механического транспортного средства. Она предназначена для преобразования разницы давления газа, пара или жидкости в механическую энергию.
Материал производства поршней
Чугун
Материалом для производства поршней для первых двигателей внутреннего сгорания служил чугун. Однако, детали, сделанные из него, были достаточно тяжелыми. С развитием технологий, стали использовать для производства транспортных деталей более легкий металл – алюминий. Таким образом, алюминиевый поршень имел множество преимуществ над чугунным. Это связано, в первую очередь, с тем, что алюминиевый поршень увеличивал мощность и обороты, одновременно уменьшая нагрузку на детали и улучшая теплоотдачу.
Алюминий
С момента начала производства поршней из алюминия, в разы возросла мощность двигателей, а температура и давление в цилиндрах современных транспортных средств стали такими, что алюминий подошел к пределу своей прочности. В связи с этим, в последние несколько лет для изготовления поршней стали использовать сталь, поскольку стальные детали способны выдержать большие нагрузки. Стальные поршни отличаются от алюминиевых, в первую очередь, своим более легким весом. Это обусловлено конструкцией новых поршней – они имеют более легкие стенки и значительно меньшую компрессионную высоту (компрессионной высотой называется расстояние от днища до оси алюминиевого пальца).
Таблица. Физико-механические свойства поршневых сплавов.
Требования к качеству поршней
Все вышесказанное относится к поршням любого транспортного средства, в том числе и мотоцикла. Как уже говорилось выше, мощность моторов современных транспортных средств очень велика. Так как поршню отводится одна из главных ролей в работе двигателя, то к его качеству предъявляются особые требования.
Дело в том, что мотоциклы оборудуются однотактными и двухтактными двигателями. Работа любого двигателя разделяется на циклы. В цилиндре существует так называемое надпоршнвое пространство, в котором и сгорает топливо.
В каждом цикле работы двигателя во время его сгорания происходит выделение тепла в большом количестве, которое с огромной силой толкает поршень вниз, тем самым запуская в работу двигатель. Температура в цилиндре достигает 2000 0 С, однако, для запуска двигателя понадобится не все тепло, а только некоторая его часть, остальное тепло наряду с выхлопными газами будет удалено через выхлопную трубу.
Таким образом, поршень мотоцикла должен соответствовать следующим требованиям:
Таким образом, учитывая все вышесказанное, поршень во время своей работы нуждается в охлаждении. Если этого нет, то он просто расплавится, чем может навредить двигателю в целом.
Система охлаждения поршней мотоцикла
Существует четыре пути охлаждения поршня, первым из которых являются поршневые кольца.
Не смотря на такое, казалось бы, достаточное количество путей охлаждения поршня мотоцикла, все таки наиболее важным является отдача тепла посредством поршневых колец. Если этот путь перекрыть, то у двигателя не будет шансов выдержать большие нагрузки в течении длительного времени. Это приведет к значительному повышению температуры и расплавлению поршня, что, в свою очередь, разрушительно повлияет на двигатель.
Поломки и замена поршней
Как и любые другие детали, поршневая группа в определенные моменты требует своей замены. Однако, не все знаю, когда это делать правильно. По некоторым рекомендациям, сам поршень следует менять после двух смен колец, которые, в свою очередь меняются через каждые 8 тысяч км пробега. А цилиндр меняется после двух замен поршней. Однако, данная рекомендация является не совсем правильной в связи с тем, что каждый пилот имеет свой стиль езды.
В связи с этим бывают ситуации, когда пробег большой, а деталь еще хорошая. Или же пробег маленький, а деталь пришла в негодность и т.д. Поэтому, опытные механики рекомендуют производить замену тогда, когда придет время, о чем будут свидетельствовать некоторые симптомы, указывающие на то, что двигатель работает не правильно.
К таким симптомам относятся посторонние шумы, различные звуки и стучания, часты перегрев, потеря компрессии, потеря мощности вместе с увеличившимся дымлением, увеличение расхода топлива, падение уровня масла и т.д. Как только появились подобные признаки, следует сразу же провести тщательный техосмотр транспортного средства и заменить неисправные детали.
Если случилось так, что пришло время заменять цилиндр и поршень, то есть несколько правил его подбора.
Ни первое, ни второе не желательное явление, так как в дальнейшем это может привести к возникновению определенных проблем с двигателем мотоцикла.
Поршни мотоцикла
Поршнем двигателя называется цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Данная деталь является неотъемлемой частью двигателя любого механического транспортного средства. Она предназначена для преобразования разницы давления газа, пара или жидкости в механическую энергию.
Материал производства поршней
Чугун
Материалом для производства поршней для первых двигателей внутреннего сгорания служил чугун. Однако, детали, сделанные из него, были достаточно тяжелыми. С развитием технологий, стали использовать для производства транспортных деталей более легкий металл – алюминий. Таким образом, алюминиевый поршень имел множество преимуществ над чугунным. Это связано, в первую очередь, с тем, что алюминиевый поршень увеличивал мощность и обороты, одновременно уменьшая нагрузку на детали и улучшая теплоотдачу.
Алюминий
С момента начала производства поршней из алюминия, в разы возросла мощность двигателей, а температура и давление в цилиндрах современных транспортных средств стали такими, что алюминий подошел к пределу своей прочности. В связи с этим, в последние несколько лет для изготовления поршней стали использовать сталь, поскольку стальные детали способны выдержать большие нагрузки. Стальные поршни отличаются от алюминиевых, в первую очередь, своим более легким весом. Это обусловлено конструкцией новых поршней – они имеют более легкие стенки и значительно меньшую компрессионную высоту (компрессионной высотой называется расстояние от днища до оси алюминиевого пальца).
Таблица. Физико-механические свойства поршневых сплавов.
Требования к качеству поршней
Все вышесказанное относится к поршням любого транспортного средства, в том числе и мотоцикла. Как уже говорилось выше, мощность моторов современных транспортных средств очень велика. Так как поршню отводится одна из главных ролей в работе двигателя, то к его качеству предъявляются особые требования.
Дело в том, что мотоциклы оборудуются однотактными и двухтактными двигателями. Работа любого двигателя разделяется на циклы. В цилиндре существует так называемое надпоршнвое пространство, в котором и сгорает топливо.
В каждом цикле работы двигателя во время его сгорания происходит выделение тепла в большом количестве, которое с огромной силой толкает поршень вниз, тем самым запуская в работу двигатель. Температура в цилиндре достигает 2000 0 С, однако, для запуска двигателя понадобится не все тепло, а только некоторая его часть, остальное тепло наряду с выхлопными газами будет удалено через выхлопную трубу.
Таким образом, поршень мотоцикла должен соответствовать следующим требованиям:
Таким образом, учитывая все вышесказанное, поршень во время своей работы нуждается в охлаждении. Если этого нет, то он просто расплавится, чем может навредить двигателю в целом.
Система охлаждения поршней мотоцикла
Существует четыре пути охлаждения поршня, первым из которых являются поршневые кольца.
Не смотря на такое, казалось бы, достаточное количество путей охлаждения поршня мотоцикла, все таки наиболее важным является отдача тепла посредством поршневых колец. Если этот путь перекрыть, то у двигателя не будет шансов выдержать большие нагрузки в течении длительного времени. Это приведет к значительному повышению температуры и расплавлению поршня, что, в свою очередь, разрушительно повлияет на двигатель.
Поломки и замена поршней
Как и любые другие детали, поршневая группа в определенные моменты требует своей замены. Однако, не все знаю, когда это делать правильно. По некоторым рекомендациям, сам поршень следует менять после двух смен колец, которые, в свою очередь меняются через каждые 8 тысяч км пробега. А цилиндр меняется после двух замен поршней. Однако, данная рекомендация является не совсем правильной в связи с тем, что каждый пилот имеет свой стиль езды.
В связи с этим бывают ситуации, когда пробег большой, а деталь еще хорошая. Или же пробег маленький, а деталь пришла в негодность и т.д. Поэтому, опытные механики рекомендуют производить замену тогда, когда придет время, о чем будут свидетельствовать некоторые симптомы, указывающие на то, что двигатель работает не правильно.
К таким симптомам относятся посторонние шумы, различные звуки и стучания, часты перегрев, потеря компрессии, потеря мощности вместе с увеличившимся дымлением, увеличение расхода топлива, падение уровня масла и т.д. Как только появились подобные признаки, следует сразу же провести тщательный техосмотр транспортного средства и заменить неисправные детали.
Если случилось так, что пришло время заменять цилиндр и поршень, то есть несколько правил его подбора.
Ни первое, ни второе не желательное явление, так как в дальнейшем это может привести к возникновению определенных проблем с двигателем мотоцикла.
Поршень
По́ршень — деталь цилиндрической формы, совершающая возвратно-поступательное движение внутри цилиндра и служащая для превращения изменения давления газа, пара или жидкости в механическую работу, или наоборот — возвратно-поступательного движения в изменение давления. В поршневом механизме, в отличие от плунжерного, уплотнение располагается на цилиндрической поверхности поршня, обычно в виде одного или нескольких поршневых колец.
Содержание
Строение
Поршень подразделяется на три части, выполняющие различные функции
Для передачи усилия от поршня (или наоборот) может использоваться шток, либо кривошип, который соединяется с поршнем с помощью пальца. Другие способы передачи усилия используются реже. В некоторых случаях шток может играть роль направляющего устройства, в этом случае юбка не нужна.
Поршень может быть односторонним или двухсторонним. В последнем случае поршень имеет два днища.
Днище
Форма днища зависит от выполняемой поршнем функции. К примеру, в двигателях внутреннего сгорания форма зависит от расположения свечей, форсунок, клапанов, конструкции двигателя и других факторов. При вогнутой форме днища образуется наиболее рациональная камера сгорания, но в ней более интенсивно происходит отложение нагара. При выпуклой форме днища увеличивается прочность поршня, но ухудшается форма камеры сгорания. В некоторых двухтактных двигателях днище поршня выполняется в виде выступа-отражателя для направленного движения продуктов сгорания при продувке. Расстояние от днища поршня до канавки первого компрессионного кольца называют огневым поясом поршня. В зависимости от материала, из которого сделан поршень, огневой пояс имеет минимально допустимую высоту, уменьшение которой может привести к прогару поршня вдоль наружной стенки, а также разрушению посадочного места верхнего компрессионного кольца.
Функции уплотнения, выполняемые поршневой группой, имеют большое значение для нормальной работы поршневых двигателей. О техническом состоянии двигателя судят по уплотняющей способности поршневой группы. Например, в автомобильных двигателях не допускается, чтобы расход масла из-за угара его вследствие избыточного проникновения (подсоса) в камеру сгорания превышал 3% от расхода топлива. При выгорании масла наблюдается повышенная дымность отработавших газов и двигатели снимаются с эксплуатации вне зависимости от удовлетворительности мощностных и других его показателей. [1]
Уплотняющая часть
Днище и уплотняющая часть образуют головку поршня. В уплотняющей части поршня располагаются компрессионные и маслосъёмные кольца. В некоторых конструкциях поршней из алюминиевых сплавов в его головку залит ободок из коррозионностойкого чугуна (нирезиста), в котором прорезана канавка для верхнего наиболее нагруженного компрессионного кольца. Нирезистовую вставку под верхнее поршневое кольцо имеют, в частности, поршни двигателей, выпускаемых ТМЗ (Тутаевский моторный завод). Благодаря этому значительно увеличивается износостойкость поршня. Кольцевые каналы для маслосъемных колец выполняются со сквозными отверстиями, через которые масло, снятое с зеркала цилиндра, поступает внутрь поршня и стекает в поддон картера двигателя.
Направляющая часть
Юбка поршня (тронк) является его направляющей частью при движении в цилиндре и имеет два прилива (бобышки) для установки поршневого пальца. Так как масса поршня у приливов оказывается большей, чем в других частях юбки, температурные деформации при нагреве в плоскости бобышек также будут наибольшими. Для снижения температурных напряжений поршня с двух сторон, где расположены бобышки, с поверхности юбки, удаляют металл на глубину 0,5-1,5 мм. Эти углубления, улучшающие смазывание поршня в цилиндре и препятствующие образованию задиров от температурных деформаций, называются «холодильниками». В нижней части юбки также может располагаться маслосъемное кольцо.
Материалы
К материалам, применяемым для изготовления поршней автотракторных двигателей, предъявляются следующие требования:
Для изготовления поршней применяются серые чугуны и алюминиевые сплавы.
Чугун
Алюминий
Подавляющее большинство современных автомобильных двигателей имеют алюминиевые поршни.
Достоинства алюминиевых поршней:
Недостатками алюминиевых поршней являются:
Недопустимые для нормальной работы двигателя зазоры между стенками цилиндров и алюминиевыми поршнями устраняются конструктивными мероприятиями, основными из которых являются:
Применение
Две основные проблемы, решаемые при проектировании моторов:
Обе эти проблемы возникают вследствие желания конструкторов максимально облегчить поршень, поскольку это позволяет улучшить показатели моторов и компрессоров.