Меню

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:

  • Через поршневые кольца: прижатые к поршневым канавкам и стенке цилиндра, они отводят больше половины теплового потока
  • С помощью моторного масла: в виде масляного тумана в поддон картера уходит существенная часть тепла
  • Через бобышки на юбке поршня: через них тепло передается в палец, затем в шатун, после чего попадает в масло
  • С помощью свежей воздушно-топливной смеси

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.

Читайте также:  Как отличить кованый поршень от литого

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.

Читайте также:  В цилиндре под поршнем площадью 100 см2 находится азот массой

Присоединяйтесь

© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Источник статьи: http://atf.ru/articles/obzory/porshen-mototsikla/

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.

Марка сплава Механические свойства Физические свойства
Временное сопротивление разрыву Относительное удлинение δ, % Тв. По Бринеллю НВ, МПа α х 10 -6 , Г -1 (20-200 0 С) γ, кг/м 3
АК5М7 (АЛ1ОВ) 220 0,2-0,3 110 23 2850
АК12ММгН (АЛ30) 216 0,5-0,7 95 21 2700
АК12М2МгН (АЛ25) 186 0,2-0,6 90 21 2720
364 420 4,2 8 107 120 24 24 2770 2800

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:

  1. Своим перемещением в цилиндре он должен позволять расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, тем самым совершая механическую работу. Это значит, что он должен быть устойчив к работе в условиях высокого температурного режима, а также давлению газа, и надежно уплотнять канал цилиндра.
  2. Для сведения к минимуму механических потерь и, соответственно, износа, поршень должен как можно лучше соответствовать требованиям пары трения. Это связано с тем, что поршень цилиндр и поршневые кольца вместе представляют собой линейный подшипник скольжения.
  3. Он должен обладать высокой устойчивостью к механическому воздействию во время испытываемых нагрузок со стороны камеры сгоранию и реакции от шатуна.
  4. Поршень мото во время совершения возвратно-поступательных движений с высокой скоростью, должен обеспечить минимальную нагрузку на кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.

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.

  1. Главная роль отведена именно первому кольцу, которое расположено ближе к днищу. Этот путь является самым коротким к охлаждающей жидкости. Кольца являются прижатыми одновременно к поршневым канавками и к стенке цилиндра. Ими обеспечивается свыше половины теплового потока.
  2. Вторым путем является масло в двигателе. Именно оно имеет доступ к самым нагретым частям двигателя. В связи с этим, существенная часть тепла уносится масляным туманом в поддон картера.
  3. Третий путь поршневого охлаждения пролегает сквозь массивные бобышки в палец, после чего тепло попадает в шатун, после которого оно попадает в масло. Данный путь является менее интересным, поскольку во время его преодоления существуют еще тепловые сопротивления, такие как зазоры и стальные детали, которые обладают существенной длиной и низким коэффициентом теплопроводности.
  4. Четвертый путь заключается в том, что тепло забирает свежая топливовоздушная смесь, которая только что поступило в цилиндр.

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.

  1. Во-первых, к новому цилиндру поршень подбирается по маркировке.
  2. Во-вторых, к расточенному и хонингованному цилиндру, поршень подбирается, учитывая скорость свободного, т.е. без колец, прохождения поршня в цилиндре.
  3. В третьих, смазанный поршень должен опускаться в цилиндре под собственной силой тяжести. Стоит обратить внимание, что прослабленный поршень упадет и при этом издаст характерных стук, а слишком плотный наоборот – потребует приложения некоторых усилий для его продвижения в цилиндре.

Ни первое, ни второе не желательное явление, так как в дальнейшем это может привести к возникновению определенных проблем с двигателем мотоцикла.

Источник статьи: http://motoking.ru/clauses/porshni_motocikla

Adblock
detector