ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130

ПОРШЕНЬ ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-130

Поршень двигателя ЗИЛ-130 (рис. 29) отлит из алюминиевого сплава и покрыт оловом для ускорения приработки юбки поршня к цилиндру. Днище поршня плоское, на головке поршня расположены канавки для установки трех компрессионных и одного маслосъемного колец. Расстояние от днища поршня до верхнего компрессионного кольца достаточно велико, что снижает температуру газов, воздействующих на кольцо.

Юбка поршня овального сечения, конусная, с Т-образным разрезом. Ось поршневого пальца смещена от оси поршня на 1,6 мм в сторону действия наибольшей боковой силы.

Овальность юбки поршня, определяемая разностью наибольшего и наименьшего диаметров юбки, равна 0,52 мм. При такой овальности юбки поршня, ее конусности 0,035—0,050 мм и зазоре между юбкой и цилиндром 0,03—0,05 мм поршень работает без задиров, стука и заметного износа. Ширина поверхности контакта юбки с гильзой составляет около 40 мм.

При подборе поршня к гильзе, кроме перечисленных геометрических характеристик, необходимо учитывать и конкретную жесткость юбки поршня, меняющуюся в связи с колебанием толщины стенки юбки в пределах заданного допуска. С этой целью контролируют силу, необходимую для вытаскивания из зазора юбка поршня — гильза щупа толщиной 0,08 мм и шириной 13 мм. Эта сила должна быть равна 3,5—4,5 кгс. Опыты показали, что при уменьшении зазора в паре юбка поршня — гильза до 0,02 мм (при наименьшей конусности) возрастает опасность заедания поршня, а при увеличении зазора до 0,07 мм появляется стук.

На интенсивность стука поршня значительно влияет несоос-ность отверстий в бобышках под поршневой палец. При заданной силе вытаскивания щупа и конусности юбки несоосность отверстий в бобышках под палец в поршне, превышающая 10 мкм, вызывает стук поршня. С другой стороны, при требуемой силе протягивания щупа и несоосности отверстий в бобышках, равной 10 мкм, стук поршня возникает при конусности свыше 0,065 мм. Более свободная посадка поршня в гильзе с соответствующим уменьшением силы вытаскивания щупа приводит к значительному сужению поля допуска на конусность юбки и несоосность отверстий в бобышках под поршневой палец.

Рис. 29. Поршень двигателя ЗИЛ-130

В результате проведенного обследования был установлен допуск на несоосность отверстий в бобышках под палец в поршне и соответствующим образом уточнены технические требования.

Для отвода масла, снимаемого кольцами со стенок цилиндра, на нижней плоскости канавки под третье компрессионное кольцо, имеющего скребок, сделана фаска, а под канавкой для маслосъемного кольца — проточка. В начале производства двигателей в этой проточке сверлили отверстия (внутрь поршня) для улучшения отвода масла, но после применения стальных составных маслосъемных колец (вместо чугунных) оказалось возможным отказаться от этих отверстий, вследствие чего повысилась прочность юбки поршня.

Расход масла через кольца в значительной степени зависит от формы торцовых поверхностей канавок на поршне под кольца. Если эти поверхности имеют форму конуса с вершиной, направленной к днищу поршня, расход масла кольца увеличивается, так как кольцо, прижимаемое к такому торцу, скручивается и контактирует со стенкой цилиндра своей верхней кромкой, соскребая масло в камеру сгорания при движении поршня вверх,

В связи с этим конусность была ограничена величиной 0,005 мм на длине 5 мм.

В отверстиях под поршневой палец имеются канавки для установки стопорных колец, препятствующих перемещению пальца в осевом направлении.

Натяг между поршневым пальцем и отверстием в поршне (при температуре деталей 20° С) равен 0,0025—0,0075 мм; при рабочей температуре этих деталей появляется некоторый зазор. Зазор между поршневым пальцем и отверстием в шатуне (при температуре 20° С) равен 0,0045—0,0095 мм. Указанные зазоры обеспечивают высокую долговечность поршневого пальца и соединяемых с ним деталей.

Поршни отливаются из алюминиевого сплава АЛЗО, содержащего 12% Si и обладающего по сравнению с ранее применявшимся сплавом АЛ10В более высокими механическими свойствами, в частности, при рабочей температуре поршня. Проведенные испытания показали, что в сравнимых условиях поршень из сплава АЛЗО проработал на двигателе 400 ч без каких-либо замечаний и заметного износа, в то время как поршни из сплава АЛ10В выходили из строя через 40—90 ч работы двигателя. Последнее объясняется тем, что при работе на режиме полностью открытой дроссельной заслонки при максимальной частоте вращения коленчатого вала температура центра днища поршня двигателя ЗИЛ-130 достигает 280° С (а при чрезмерных углах опережения зажигания 300° С), а сплав АЛ10В сохраняет свою работоспособность при температуре не выше 270° С.

С целью повышения долговечности деталей поршневой группы разработана и проверена экспериментально, а также в эксплуатации конструкция поршня с усиленной юбкой — без вертикального разреза. Форма юбки бочкообразная, что обеспечивает постоянную ширину поверхности контакта юбки с гильзой независимо от неравномерности нагрева юбки поршня по высоте. В новом поршне для первого компрессионного кольца залита чугунная вставка, в которой прорезана канавка. При такой конструкции повышается долговечность как самой канавки, так и установленного в ней наиболее нагруженного верхнего компрессионного кольца. В качестве материала для вставки использован медноникелевый аустенитный чугун, коэффициент линейного расширения которого мало отличается от коэффициента линейного расширения алюминиевого сплава. Вследствие этого соединение вставки с поршнем не нарушается при повышении температуры.

содержание .. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 ..