Буталото на двигателя - какво е и за какво служи

Съвременните двигатели с вътрешно горене имат сложен дизайн в сравнение с аналозите, произведени в зората на автомобилната индустрия. Това се дължи на факта, че производителите инсталират допълнителни електронни системи на силовия блок, за да осигурят стабилност, икономичност и ефективност.

Въпреки тънкостта на електрическите системи, устройството ICE остава практически непроменено. Основните елементи на модула са:

• Механизъм на манивела;
• Група цилиндър-бутало;
• Всмукателен и изпускателен колектор;
• Механизъм за разпределение на газ;
• Система за смазване на двигателя.

Механизми като манивела и газоразпределение трябва да бъдат синхронизирани. Това се постига благодарение на задвижването. Може да бъде колан или верига.

Всеки двигател изпълнява важна функция, без която е невъзможна стабилна работа (или като цяло работоспособност) на силовия агрегат. Помислете каква функция изпълнява буталото в двигателя, както и неговата структура.

Какво представлява буталото на двигателя?

Тази част е инсталирана във всички двигатели с вътрешно горене. Без него е невъзможно да се осигури въртенето на коляновия вал. Независимо от модификацията на агрегата (дву- или четиритактови), работата на буталото е непроменена.

Тази цилиндрична част е прикрепена към свързващ прът, който от своя страна е фиксиран към манивелата на коляновия вал. Тя ви позволява да преобразувате енергията, отделена в резултат на горенето.

Пространството над буталото се нарича работна камера. В него се извършват всички удари на двигателя на автомобила (пример за четиритактова модификация):

• Входящият клапан се отваря и въздухът се смесва с гориво (при модели с атмосферни карбуратори) или самият въздух се засмуква (например въздухът се засмуква в дизелов двигател и горивото се подава, след като обемът се компресира до желаната степен);
• Когато буталото се движи нагоре, всички клапани са затворени, сместа няма къде да отиде, тя се компресира;
• В най-високата точка (наричана още мъртва), към сместа за сгъстен въздух и гориво се подава искра. В кухината се образува рязко освобождаване на енергия (сместа се запалва), което причинява разширение, което придвижва буталото надолу;
• Веднага след като достигне най-ниската точка, изпускателният клапан се отваря и отработените газове се отстраняват през изпускателния колектор.

Идентични цикли се извършват от всички елементи на групата на буталата на двигателя, само с определено изместване, което осигурява плавно въртене на коляновия вал.

Поради плътността между стените на цилиндъра и О-пръстените на буталото се създава налягане, поради което този елемент се придвижва до долната мъртва точка. Тъй като буталото на съседния цилиндър продължава да върти коляновия вал, първият се движи в цилиндъра до горната мъртва точка. Така възниква възвратно-постъпателно движение.

Бутален дизайн

Някои хора наричат ​​буталото колекция от части, които са прикрепени към коляновия вал. Всъщност това е елемент с цилиндрична форма, който поема механично натоварване по време на микро-експлозията на смес от гориво и въздух в края на хода на компресията.

Буталното устройство включва:

• отдолу;
• уплътнителни пръстени;
• пола.

Буталото е прикрепено към свързващия прът със стоманен щифт. Всеки елемент има своя функция.

дъно

Тази част от частта поема механично и термично напрежение. Това е долната граница на работната камера, в която се извършват всички горепосочени стъпки. Дъното не винаги е равномерно. Формата му зависи от модела на двигателя, в който е монтиран.

Уплътняваща част

В тази част са монтирани маслени стъргалки и компресионни пръстени. Те осигуряват максимална плътност между цилиндъра на цилиндровия блок, поради което с течение на времето се износват не основните елементи на двигателя, а сменяемите пръстени.

Най-често срещаната модификация е за три О-пръстена: два компресионни пръстена и един маслен скрепер. Последният регулира смазването на стените на цилиндъра. Комплектът на дъното и уплътнителната част често се наричат ​​автомеханици с глава на буталото.

пола

Тази част от частта осигурява стабилно вертикално положение. Стените на полата водят буталото и предотвратяват преобръщането му, което би предотвратило равномерното разпределение на механичното натоварване по стените на цилиндъра.

Основни функции на буталото

Основната функция на буталото е да задвижва коляновия вал чрез натискане на свързващия прът. Това действие се случва, когато се запали смес от гориво и въздух. Плоската повърхност на дъното поема всички механични напрежения.

В допълнение към тази функция, тази част има още някои свойства:

• Уплътнява работната камера в цилиндъра, поради което ефективността от експлозията има максимален процент (този параметър зависи от степента на компресия и степента на компресия). Ако О-пръстените са износени, плътността страда и в същото време производителността на силовия агрегат намалява;
• Охлажда работната камера. Тази функция заслужава отделна статия, но накратко, когато се запали вътре в цилиндъра, температурата се повишава рязко до 2 хиляди градуса. За да се предотврати топенето на частта от него, е изключително важно да се отстрани топлината. Тази функция се изпълнява от уплътнителните пръстени, буталния щифт заедно със свързващия прът. Но основните разсейващи топлината елементи са маслото и свежата част от въздушно-горивната смес.

Видове бутала

Към днешна дата производителите са разработили голям брой различни модификации на буталата. Основната задача в този случай е да се достигне „златната среда“ между намаляването на износването на частите, производителността на агрегата и достатъчно охлаждане на контактните елементи.

За по-добро охлаждане на буталото са необходими повече широки пръстени. Но с това ефективността на двигателя намалява, тъй като част от енергията ще отиде за преодоляване на по-голямата сила на триене.

По дизайн всички бутала са разделени на две модификации:

• За двутактови двигатели. Дъното в тях има сферична форма, която подобрява отстраняването на продуктите от горенето и запълването на работната камера.
• За четиритактови двигатели. При такива модификации дъното ще бъде вдлъбнато или плоско. Първата категория е по-безопасна, когато времето на клапана е изместено - дори при отворен клапан, буталото няма да се сблъска с него, тъй като в него има съответни вдлъбнатини. Също така тези елементи осигуряват по-добро смесване на сместа в работната камера.

Буталата за дизелови двигатели са отделна категория части. Първо, те са много по-силни от аналозите за бензиновите двигатели с вътрешно горене. Това е необходимо, тъй като вътре в цилиндъра трябва да се създаде налягане над 20 атмосфери. Поради високите температури и огромното налягане конвенционалното бутало лесно ще се срути.

На второ място, такива бутала често имат специални вдлъбнатини, които се наричат ​​горивни камери на буталата. Те създават турбуленция на всмукателния ход, осигурявайки подобрено охлаждане на горещото дъно, както и по-ефективно смесване на гориво / въздух.

Има и друга класификация на тези елементи:

• В ролите Те се правят чрез отливане в плътна заготовка, която след това се обработва върху стругове. Такива модели се използват в леки превозни средства;
• Национални отбори. Тези части са сглобени от различни части, което прави възможно комбинирането на материали за отделни елементи на буталото (например, полата може да бъде направена от алуминиева сплав, а дъното може да бъде направено от чугун или стомана). Поради високата цена и сложността на дизайна, такива бутала не се инсталират в конвенционалните двигатели. Основното приложение на такава модификация са големите двигатели с вътрешно горене, работещи на дизелово гориво.

Изисквания към буталата на двигателя

За да може буталото да се справи със задачата си, по време на производството му трябва да бъдат изпълнени следните изисквания:

1. Той трябва да издържа на високи температурни натоварвания, като същевременно не се деформира при механично натоварване, и така че ефективността на двигателя да не пада при промяна на температурата, материалът не трябва да има висок коефициент на разширение;
2. Материалът, от който е направена частта, не трябва да се износва бързо в резултат на изпълнението на функцията на плъзгащ лагер;
3. Буталото трябва да е леко, тъй като с увеличаване на масата в резултат на инерция, натоварването на свързващия прът и манивелата се увеличава няколко пъти.

При избора на ново бутало е изключително важно да се вземат предвид препоръките на производителя, в противен случай двигателят ще изпитва допълнителни натоварвания или дори ще загуби стабилност.

Въпроси и отговори:

Какво правят буталата в двигателя? В цилиндрите те извършват възвратно-постъпателни движения поради изгарянето на сместа въздух-гориво и удара върху манивелата от съседни бутала, движещи се надолу.

Какви бутала има? Със симетрични и асиметрични поли с различна дебелина на дъното. Има бутала с контролирано разширение, автотермични, автотерматични, дуотерм, с прегради, със скосена пола, Evotec, кован алуминий.

Какви са конструктивните характеристики на буталото? Буталата се различават не само по форма, но и по броя на слотовете за инсталиране на О-пръстени. Полата на буталото може да бъде заострена или във формата на бъчва.