Смещение поршневого пальца в какую сторону
Перейти к содержимому

Смещение поршневого пальца в какую сторону

  • автор:

ФОРУМ МОТОРИСТОВ

При подходе поршня к ВМТ на поршень действует сила давления газов. Поршень опирается на поршневой палец и чем больше сила давления поршня на палец, тем выше трение и тем труднее поршню повернуться на неподвижном пальце.

Изображение

Рисунок 10 – Смещение пальца поршня

Е – смещение пальца поршня, М1 – разворачивающий момент от трения поршня о палец, М2 – компенсирующий момент от смещения пальца, Р – давление на поршень в ВМТ Все об методах оптимизации смотреть здесь.

Для уменьшения усилий поворота поршня и снижения возможного стука поршня при повышенном зазоре в цилиндре ось пальца на поршне обычно смещают на 0.5-1.5 мм влево, если смотреть на поршень спереди двигателя. По рис. 10 момент сил, поворачивающих поршень вблизи ВМТ, компенсируется моментом от сил давления газов на поршень.

Поговорим подробнее о дезаксиале и детонации

Почему я решил совместить пост об этих двух понятиях постараюсь объяснить в следующей записи. А пока попробуем разобраться в данных терминах. Начнём с дезаксиала.

Фото в бортжурнале Volkswagen Tiguan (1G)силы, действующие на поршень

“Во время работы двигателя шатун постоянно, кроме положения поршня в ВМТ и НМТ находится под некоторым углом к оси цилиндра, причем этот угол постоянно изменяется. Поэтому сила, приложенная к поршневому пальцу, раскладывается на две.

Одна сила действует в направлении шатуна, а вторая сила действует в направлении перпендикулярном оси цилиндра. Эта сила прижимает поршень к стенке цилиндра.
При движении поршня вверх на такте сжатия сжимаемый воздух оказывает сопротивление перемещению поршня. Часть этой силы прижимает поршень к правой стенке цилиндра, если смотреть со стороны передней части двигателя.

Во время рабочего хода расширяющиеся газы с большой силой давят на поршень. Часть этой силы расходуется на прижатие поршня к левой стенке цилиндра. Не стоит думать, что эти силы незначительны. Боковая сила, прижимающая поршень к стенке цилиндра приблизительно равна 10% — 12% процентов, от силы, действующей в направлении оси цилиндра. Ранее упоминалось, что во время работы двигателя на днище поршня среднего легкового автомобиля действует сила в несколько тонн, следовательно, сила, прижимающая поршень к боковой стенке может быть равна нескольким сотням килограмм. Поскольку сила, действующая на поршень во время рабочего хода в направлении оси цилиндра значительно выше, силы, действующей на поршень во время такта сжатия, поверхность, к которой прижимается поршень, во время такта рабочего хода, называется основной упорной поверхностью.

Из всего сказанного вытекает, что при прохождении поршнем ВМТ между тактами сжатия и рабочего хода происходит перемещение поршня от вспомогательной упорной поверхности к основной. Поскольку на поршень действуют большие силы, а все процессы в двигателе происходят очень быстро, перемещение поршня происходи в форме удара. Для уменьшения силы удара при перекладке поршня ось поршневого пальца (вернее ось отверстия в бобышках поршня под поршневой палец) смещена в сторону основной упорной поверхности.

Фото в бортжурнале Volkswagen Tiguan (1G)Перекладка поршня

При движении поршня вверх на такте сжатия, давление сжимаемого воздуха оказываемого на днище поршня преобразуется в силу, направленную перпендикулярно днищу поршня. Поскольку шатун находится под некоторым углом к оси поршня, возникает нормальная сила, прижимающая поршень к вспомогательной упорной поверхности (2).

Сила, возникающая в результате воздействия давления, равна произведению давления, умноженного на площадь, на которую действует давление. Поскольку ось поршневого пальца смещена в сторону основной упорной поверхности (1), площадь правой половины поршня стала несколько больше площади левой половины. В результате чего сила, действующая на правую половину поршня, будет больше силы, действующей на левую половину поршня. Поэтому, когда поршень остановится в ВМТ, в результате разности этих сил, нижняя часть поршня переместится к основной упорной поверхности.

А как только давление в камере сгорания начнёт увеличиваться, произойдёт полная перекладка поршня к основной упорной поверхности. Это позволяет произвести перекладку поршня без ударных нагрузок. При движении поршня в низ, при изменении угла шатуна к оси цилиндра и возрастания давления в цилиндре поршень оказывает давление на основную упорную поверхность (1).

Обычно смещение оси поршневого пальцы относительно оси поршня в автомобильных двигателях лежит в диапазоне 1,0 – 2,5 мм.

Учитывая имеющиеся смещения оси поршневого пальца, поршень допускается устанавливать только в одном направлении. Неправильна установка поршня приведёт к появлению ударных звуков во время работы двигателя. Обычно на днище поршня имеется метка, указывающая правильное направление установки поршня. Перед ремонтом двигателя тщательно изучите руководство по ремонту.”
Е.Н. Жарцов

Фото в бортжурнале Volkswagen Tiguan (1G)

Именно по описанным выше причинам в моторе VW применяется так называемая разновеликая юбка. Левая часть юбки поршня (рабочая часть) имеет бОльшую площадь, так как с этой стороны поршень прижимается к стенке цилиндра во время рабочего хода, когда воздействие газовых сил(давлений и температур) – максимально.

Теперь поговорим о детонации.

Фото в бортжурнале Volkswagen Tiguan (1G)

Существует несколько теорий, объясняющих сущность детонационного сгорания, но наиболее общепризнанной из них в настоящее время является так называемая перекисная теория. Перекиси относятся к разряду весьма нестойких соединений, обладающих большой избыточной энергией. При определенных температурах и давлении перекисные соединения могут самопроизвольно разлагаться с выделением большого количества тепла и образованием новых активных частиц (это и есть наша детонация). По мере сгорания рабочей смеси температура и давление в камере сгорания быстро нарастают, что способствует дальнейшей интенсификации процессов окисления (образования перекисных соединений) в несгоревшей части рабочей смеси. На последние порции несгоревшего топлива, находящиеся перед фронтом пламени, высокие температура и давление действуют наиболее длительно. Вследствие этого в них особенно интенсивно накапливаются перекисные соединения, поэтому наиболее благоприятные условия для перехода нормального сгорания в детонационное создаются при сгорании именно последних порций рабочей смеси.

Фото в бортжурнале Volkswagen Tiguan (1G)

Если при окислении бензина в последних порциях смеси накапливается много перекисных соединений, то свыше некоторого критического значения происходит их взрывной распад с образованием так называемого «холодного пламени». Эта активная смесь подвергается дальнейшему окислению и после некоторого периода индукции происходит новый взрывной распад перекисных соединений, аналогичный прежнему, но с вовлечением большей массы исходной смеси и с участием большего количества перекисных соединений.

Таким образом, сущность явления детонации состоит в весьма быстром завершении процесса сгорания в результате многостадийного самовоспламенения части рабочей смеси перед фронтом пламени, сопровождающегося возникновением ударных волн, которые, в свою очередь, стимулируют сгорание всей оставшейся рабочей смеси со сверхзвуковой скоростью.
Такое сгорание сопровождается появлением характерного звонкого металлического стука, повышением дымности выхлопа и увеличением температуры в цилиндрах двигателя.

Само по себе повышение давления, возникающее во фронте ударных волн, с точки зрения механической прочности деталей двигателя, не представляет особой опасности, так как эти пики давления действуют в виде крайне коротких импульсов, длящихся менее одной десятитысячной доли секунды.

Однако ударные волны при своем многократном отражении от стенок могут механически «сдирать» масляную пленку с поверхности гильзы, что приводит к увеличению износа цилиндров и поршневых колец. Кроме того, вибрационный характер нагрузки на поршень при наличии детонации может вызывать разрушение антифрикционного слоя в шатунных подшипниках.

Главная опасность детонации заключается в повышенной отдаче тепла от сгоревших газов в стенки камеры сгорания и днище поршня из-за более высоких температур в детонационной волне и увеличения коэффициента теплоотдачи в результате срыва пограничного слоя более холодного газа. Увеличенная теплоотдача в стенки приводит к перегреву двигателя и может вызвать местные разрушения поверхности камеры сгорания и днища поршня, первоначально выражающиеся в появлении на поверхности металла небольших щербин.

Фото в бортжурнале Volkswagen Tiguan (1G)При ремонте/диагностировании обнаруживается потеря компрессии в одном из цилиндров. При экспертизе деталей обнаружено повреждение стенки цилиндра или поршня. Решение от VW: По причине большого наддува оптимизировать ПО блока управления двигателя в части антидетонационного регулирования.

Пути борьбы с явлением детонации.

При увеличении числа оборотов коленчатого вала сокращается время пребывания топлива в камере до сгорания за счет повышения скорости распространения фронта пламени, что приводит к снижению конечных концентраций перекисных соединений и затрудняет возникновение детонации.

Детонация в двигателе ослабевает или совсем исчезает при уменьшении угла опережения зажигания вследствие того, что при этом снижаются температура и давление газов в цилиндре двигателя и остается меньше времени на образование перекисных соединений.

Наиболее эффективное средство предотвращения детонации в двигателе — это
применение топлива, имеющего достаточную химическую стойкость в условиях камеры сгорания, т. е. обладающего необходимыми антидетонационными свойствами.

поршни hastings (Урал)

Приобрёл поршни и кольца hastings на 79,расточил цилиндры. Потом узнал что отверстие под поршневой палец смещено.А теперь вопрос: Подскажите пожалуйста, куда смещением ставить вверх или вниз? Заранее благодарю.

палец левого цилиндра — вверх . а правого- вниз !

и ваще там стрелки должны быть. их нужно вперёд.

в инструкции по ремонту всё написано для непонятливых.

ВАДИМ , Стрелки стоят вперёд,но одну сторону затирает

что затирает? чё написал то ?

ВАДИМ , Ну это смотря как смотреть. Если по ходу двжения то на левом поршне палец должен быть смещен вниз, а на правом вверх.

geha , И это, на Уралах Хастингс — кольца и они под поршни 78мм. А ты что, от жигулятора поршни с кольцами купил чтоли?

упаковку от поршней покажи. и маркировку, и если можно сами поршня. чет я ваще не понял что ты вставляешь, и как может поршень затирать?

http://s57.radickal.ru_/i157/1009/23/15e38dc88723.jpg — вот эти я сам из этих автошных сделал. те которые выше. со смещённым пальцем. они все такие и всегда были.
это тока в союзе упразднили смещение.

ВАДИМ ,Ну на днепре может и так, а вот на Урале, как я выше написал 🙂

Lonely_Night_Wolf , что на днепре, что на урале — одно и то же направление вращения коленвала. ВАДИМ прав! Представь в каком положении находится шатун в ВМТ, сразу становится понятно зачем и в какую сторону должен быть смещен палец.

texas , ну, КВ вращается против часовой стрелки, палец смещен в сторону вращения, чтобы снизить радиальную состовляющую силы с которой поршень давит на цилиндр когда поршень проходит ВМТ и движется назад. Покрайней мере в поршнях Автотехнологии сделано так

я для кого фоткал страницу из инструкции по ремонту мото оппозитов . http://s56.radickal.ru_/i153/1009/e5/082a1aed1a72.jpg

Lonely_Night_Wolf — не выдумывай ересь !

Lonely_Night_Wolf , представь/нарисуй ситуацию: поршень в ВМТ, палец не смещен, ось симметрии шатуна параллельна оси цилиндра и проходит через ось вращения КВ.
Поршень со смещенным пальцем — то же самое, кроме того, что ось симметрии шатуна не параллельна оси цилиндра.
В первом случае сила, воздействующая на центр поршня, не пытается провернуть КВ, в этом месте его вращает момент инерции. А в случае со смещенным пальцем — появляется ещё сила, воздействующая на шатун со стороны «стенки цилиндра», ближайшей к поршневому пальцу. И естественно, что эта «стенка цилиндра» должна находиться со стороны, противоположной направлению вращения коленвала.
А теперь представь, что происходит в твоем моторе?

texas , Это я себе прекрасно представляю, так как это очевидно и в этом определенно есть своя логика, но то что я описал выше я не просто так с потолка взял и не сам придумал.

Вомбат, проблема будет как раз в том, что бы аккуратно снять эти три (именно!) сотки. Притереть цилиндр не проще будет?

Если расточить цилиндр под поршень с правильным зазором, то все ок будет.
НО: масса поршня, пальца и колец в одном и другом горшке не должны отличаться больше, чем на 4 грамма, чтобы 2 котла хоть как-то друг друга компенсировали. Взвесь поршни, наверняка между ними грамм 30-50 🙂

texas , И еще, смещение оси пальца делают не для того чтобы поршню стало легче провернуть КВ когда он находится в ВМТ а чтобы снизить износ ЦПГ и шум, а КВ провернется по инерции, на это маховик есть.

Почему ось отверстия ступицы у многих поршней смещена?
Из-за вращения коленчатого вала шатун в большинстве позиций находится под наклоном. Вследствие чего при обратном движении поршень прижимается к одной из стенок. В верхней мертвой точке поршня шатун принимает строго вертикальное положение, затем он наклоняется в другую сторону. В результате поршень соприкасается с разными стенками цилиндра. Для того, чтобы касание происходило по возможности бесшумно и мягко, отверстие для поршневого пальца несколько смещается в сторону. Этим мы добиваемся того, что поршень во время смены точки касания несколько наклоняется в сторону оси пальца. В результате поршень соприкасается с внутренним диаметром цилиндра не всей длиной, а юбкой и скользит. Это снижает шум в двигателе, а также механическую нагрузку на компоненты двигателя.

Обычно отверстие ступицы смещено в направлении напорной стороны поршня. Но нет правил без исключений:
в некоторых поршнях отверстие смещено в противоположную сторону – результат, однако, не отличается.

Добро пожаловать
на VAZ.EE+ Extended Edition

С мая 2013 года наш портал расширил тематические разделы форума по обмену опытом: добавлены подфорумы Американцы, Корейцы, Немцы, Французы, Японцы, в связи с увеличением автопарков наших посетителей.

Помимо изменения стиля, наш Чат, Почта, Развлекательные и фото/видео разделы, Литература стали встроенными и не трубеют отдельной регистрации. Кроме этого, есть и другие полезные и приятные новшевства с которыми Вы все можете ознакомиться при посещении портала.

С вопросами и предложениями можете обращаться к администрации в специальном разделе форума или через форму обратной связи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *