Тема. Поршни и поршневые кольца дизелей ПД1М и K6S310DR

Поршни дизеля ПД1М представляют цельную отливку из алюминиевого сплава (силумина) алюминиевого сплава ПС-12 (рис. 100). Коэффициент теплопроводности силумина в 4,25 раза больше, а плотность в 2,75 раза меньше, чем у чугуна. Благодаря большому заряду свежего воздуха, подаваемого в цилиндры дизеля, головки поршней сверху хорошо охлаждаются воздухом, а снизу они охлаждаются брызгами масла при работе дизеля.

Рис100. Поршень: Рис.101.Поршневые кольца.

1 - стержень шатуна; 2 - кольца маслосъемные; 3 - кольца цилиндрические компрессионные; 4 - кольца трапецеидальные компрес­сионные; 5 - углубление; 6 - поршень; 7 - втулка верхней головки; 8 - палец поршне­вой; 9 - кожух масляной полости поршневого пальца; 10 - заглушка: 11 - отверстие для стока масла.

На поршне 6 ди­зелей ПД1М проточено семь канавок, из которых пять, распо­ложены выше поршневого пальца и две ниже. В верхние две канавки установлены хромированные трапецеидальные компрессионные кольца 4, в последующие две цилиндрические компрессионные кольца 3. В три нижние канавки поршня установлены маслосъемные кольца 2, которые по рабочей поверхности имеют кольцевую канавку с профрезерованными радиальными окнами. Головка поршня 6 толстостенная с плавным переходом к цилиндрической поверхности. Торец имеет вогнутую поверхность с четырьмя вырезами для размещения головок клапанов при нахождении поршня в верхнем положении. Вогнутая форма поверхности днища способствует лучшему смешиванию распыленного топлива с воздухом и лучшему его сгоранию.

Поршневые пальцы. Пальцы служат для соединения верхних головок шатунов с поршнями. Они изготовлены из высоколегированных хромоникелевых сталей. Наружная поверхность пальцев цементируется на глубину 1,2—1,5мм. шлифуется и полируется.

Поршневой палец 8 плавающего типа полый, стальной, с цементированной и полированной наружной поверхностью. Во внутренней полости поршневого пальца развальцована стальная тон­костенная трубка (кожух) 9. В кольцевое пространство между втулкой и пальцем масло поступает через четыре канала в средней части пальца. Через восемь отверстий на каждом конце пальца масло поступает к тру­щимся поверхностям в бобышках поршня. Из камеры масло вытекает на поверхность пальца по восьми отверстиям, расположенным по его концам.

Поршневые кольца дизеля ПД1М. У дизелей типа ПД1М два верхних кольца трапециевидной формы (рис.101.) Трапециевидная форма канавок поршня усиливает перемычки между соседними канавками и уменьшает нагар в канавках за счет самоочистки. Форма второй пары уплотнительных колец поршней дизеля ПД1М прямоугольная с коническим скосом. Эти кольца обеспечивают повышенное давление за счет узкой цилиндрической поверхности и хороший контакт со стенками цилиндров.

Поршень ЧМЭ3 отлит из кремний-алюминиевого сплава, обла­дающего высокой теплопроводно­стью. Масса поршня 42 кг. Верхняя часть поршня головка вы­полнена толстостенной. Коническая форма головки исключает заклинивание поршня вследствие температурного расшире­ния. Торец головки поршня (днище) имеет сложную форму, обеспечиваю­щую хорошее смешение топлива с воздухом внутри цилиндра. Днище поршня вместе с цилиндровой втул­кой и цилиндровой крышкой образует камеру сгорания (рис. 102).

Два глухих отвер­стия 11 с резьбой под монтаж­ную скобу для выемки и постановки поршня. На наружной поверхности го­ловки проточены пять кольцевых ка­навок под поршневые кольца, первые четыре служат для уплотнительных колец 3, а в 4 ставят верхнее маслосъемное кольцо.

Нижняя часть поршня юбка имеет цилиндрическую форму и служит для направле­ния поршня в цилиндре. На наружной поверхности юбки проточена одна канавка 8 под нижнее маслосъемное коль­цо. Для слива масла, снимаемого коль­цами со стенок цилиндра, в ручьях 4 и 8 просверлены отверстия 9.

В средней части поршня имеются приливы (бобышки), в которых расто­чены отверстия 5 под поршневой палец, перемещение которого ограничено стопорными кольцами 10. Для постановки колец 10 в бобышках проточены кольцевые ка­навки 7.

Поршень отлит за одно целое со змеевиком 2, предназначенным для охлаждения головки поршня маслом, поступающим из масляной системы дизеля. Змеевик 2 выполнен в виде стальной спиральной трубки диамет­ром 15 мм, на одном конце которой сделана резьба под сопло с отверстием диаметром 8 мм для слива масла. Дру­гой конец трубки заглушён пробкой 12, а для входа масла в змеевик к труб­ке приварен отросток 13, выходящий в дугообразную канавку 6, профрезерованную в бобышке поршня (на (рис. 102) движение масла показано стрелками).

Рис. 102. Поршень: Рис. 103. (а) и (б).

1 - углубления под клапаны; 2 - змеевик; 3 - канавки под уплотнительные кольца; 4, 8 канавки под маслосъемные кольца; 5 - отверстие под палец; 6 - дугообразная канавка; 7 - канавка под стопорное кольцо; 9 отверстия для слива масла; 10 - стопорное кольцо; 11 - резьбовое отверстие для крепления монтажной скобы; 12 - пробка; 13 - отросток змеевика.

Рис. 103. Поршневой палец (а) и поршневые кольца (б):

1 - поршневой палец; 2 - первое уплотнительное кольцо; 3 - второе уплотнительное кольцо; 4 - третье и четвертое у плоти и тельные кольца; 5, б - верхнее и нижнее маслосьемные кольца; а - заглушка; б - резьбовое отверстие; в, г - радиальные отверстия; б - канавка; е - пружинный эспандер; ж - радиальное окно.

Поршневой палец (рис. 103, а) слу­жит для шарнирного соединения пор­шня с шатуном. Палец 1 изготовлен из легированной стали в виде толсто­стенной втулки. Наружная поверх­ность пальца цементирована и закалена. Палец имеет два радиальных отвер­стия в средней ча­сти и четыре радиальных отверстия в такого же диаметра на том конце пальца, который проходит через бо­бышку с канавкой 6. Для удобства монтажа и демонта­жа пальца на одном торце его сделаны два отверстия б с резьбой (рис. 103, а).

Поршневые кольца (рис. 103, б) из­готавливают из специального чугуна. На поршне устанавливают кольца двух типов: уплотнительные (комп­рессионные) и маслосъемные. Уплот­нительные кольца, обеспечивающие герметичность камеры сгорания, име­ют прямоугольное сечение и прямые замки (ранее применялись кольца с косыми замками).