Содержание
что нужно знать об этих деталях и как продлить срок их службы?
Цилиндр и поршень – ключевые детали любого двигателя. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.
Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.
Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.
Принцип работы цилиндро-поршневой группы
Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее силовой агрегат.
Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока.
Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.
Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.
Поршень включает следующие конструктивные элементы:
- Головку (днище)
- Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
- Направляющую часть (юбку)
Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных двигателей отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.
Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.
Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.
Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.
Верхнее компрессионное кольцо, которое изнашивается быстрее всех, обычно обработано методом пористого хромирования или напылением молибдена. Благодаря этому оно лучше удерживает смазочный материал и меньше повреждается. Остальные уплотняющие кольца для лучшей приработки к цилиндрам покрывают слоем олова.
С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания.
Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.
Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие с двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.
Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).
Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.
Конструкционные материалы деталей ЦПГ
Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.
В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.
Современные автомобили, особенно с дизельными двигателями, все чаще оснащаются сборными поршнями из стали. Они имеют меньшую компрессионную высоту, чем алюминиевые, поэтому позволяют использовать удлиненные шатуны. В результате боковые нагрузки в паре «поршень-цилиндр» существенно снижаются.
Поршневые кольца, наиболее подверженные износу и деформациям, производят из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем).
Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.
Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.
В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.
Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.
Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.
MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.
На поверхности покрытие создает долговечную сухую защитную пленку, которая снижает износ деталей и препятствует появлению задиров.
MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.
Для подготовки поверхностей перед нанесением покрытия их необходимо обработать Специальным очистителем-активатором MODENGY. Только в таком случае производитель гарантирует прочное сцепление состава с основой и долгий срок службы готового покрытия. Оба средства входят в Набор для нанесения антифрикционного покрытия на детали ДВС.
Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы
В каждом цикле работы двигателя сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.
Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.
При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.
Второй по важности момент после отвода тепла – система смазки цилиндров. Без нее поршни рано или поздно подвергаются заклиниванию, что может привести к поломке двигателя.
Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.
Неисправности ЦПГ и их диагностика
Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.
О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.
Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:
- На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
- Посадочные места под гильзу деформируются
- Днища поршней оплавляются и прогорают
- Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
- На теле поршней возникают различные повреждения
- Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
- Наблюдается общий износ цилиндров и поршней
Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя.
Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.
Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).
В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. Все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.
Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.
Степень износа последних определяется с помощью индикаторного нутрометра. Трещины и сколы на стенках устраняются эпоксидными пастами или путем сварки.
Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.
Как продлить ресурс ЦПГ?
Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.км.
Для того, чтобы детали ЦПГ вырабатывали свой ресурс полностью, рекомендуется:
- Использовать моторное масло, одобренное автопроизводителем
- Осуществлять замену масла и охлаждающей жидкости строго по регламенту
- Следить за температурным режимом работы двигателя, не допускать его перегрева и холодного запуска
- Регулярно проводить диагностику автомобиля
- Применять для обслуживания автокомпонентов специальные средства, которые могут защитить их от усиленного износа и максимально продлить срок службы
ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ — Технопарк
Цилиндро-поршневая группа двигателя внутреннего сгорания, содержащая цилиндр и размещенный в ней поршень, отличающаяся тем, что цилиндр и поршень выполнены в виде овального цилиндра.
Проведенный анализ существующего уровня техники аналогичного класса показал, что при всем многообразии конструктивных решений ДВС его основной узел – цилиндро-поршневая группа – по форме рабочего объема остается неизменной, т.е. в основу положен круговой цилиндр.
Такая форма рабочего объема приводит к существенным габаритным размерам по длине многоцилиндровых рядных (да и не только рядных) двигателей, что и является ее основным недостатком, т.е. напрямую длина двигателя связана с диаметром цилиндра. С другой стороны, ширина двигателя зависит в основном от размеров кривошипа и траектории движения точек шатуна и мало зависит от диаметра цилиндра. Как следствие вышесказанного, к основному недостатку добавляются: высокие конструктивные размеры кривошипно-шатунного механизма, высокие динамические нагрузки от его инерционных масс. Кроме того, при большой площади днища поршня становится мало предсказуемым процесс горения, а значит, его управляемость. Для улучшения процесса горения создаются сложные формы камер сгорания, предкамер и т.
п. в зависимости от типа двигателя, а также устанавливаются две или более свечей зажигания.
Техническое решение, направленное на существенное сокращение влияния этих недостатков на основные показатели двигателя внутреннего сгорания, заключается в том, что цилиндро-поршневая группа имеет в своей основе овальный цилиндр, малая ось которого параллельна оси коленчатого вала [1-3].
Такое решение позволяет при одинаковом рабочем объеме значительно сократить длину многоцилиндрового двигателя. В то же время увеличение большей оси такого цилиндра на ширину двигателя практически не влияет, т.к. максимальная ширина двигателя в основном зависит от параметров кривошипно-шатунного механизма. Уменьшение длины двигателя приводит к уменьшению некоторых размеров кривошипно-шатунного механизма, а значит и к уменьшению динамических нагрузок от сил инерции в этом механизме. Кроме того, площадь поверхности, соприкасающейся с охлаждающей средой овального цилиндра, больше, чем у кругового, при одинаковом объеме, тем самым улучшается температурный режим ДВС и уменьшается износ трущихся поверхностей и цилиндра, и поршня.
ФИГ. 1. ЦПГ. Вид сбоку.
При этом, по мнению некоторых экспертов, такая конструкция увеличит стоимость изготовления и сборки блока цилиндров и поршней. Кроме того возможно увеличение нагрузки на стенку цилиндра (по сравнению с обычным ДВС того же объема). Как следствие – ускоренный износ стенки цилиндра и поршня.
Учитывая вышеизложенное, такая конструкция может найти применение в спорте, особенно мотоспорте, где за ценой не постоят, а соотношение мощности и веса решает все.
ФИГ. 2. Принцип работы ЦПГ.
3D-модели выполнены конструкторами МКБ-МАМИ при содействии НП «ЦРП ВАО г. Москвы».
Автор реферата: Вольнова Е.М.
Координаты для связи: [email protected]
Источники:
1. Решение о выдаче патента на полезную модель по заявке № 2208145862; МПК F02F 1/18, 3/28; Винник А.Ф., Винник М.М.; заявитель – ЗАО «СЕЛЬМАШПРОЕКТ»; 21.
11.2008.
2. Патент Великобритании № 2058913, кл. F02B 23/08, 1981.
3. Патент США № 4256068, кл. F02F 3/28, 1981.
4. Левин И.В. Двигатель внутреннего сгорания: Презентация. МКБ-МАМИ, 14.11.2008. [неопубл.].
CYLINDER-PISTON GROUP OF COMBUSTION ENGINE
Volnova E.M.
Просмотров: 2872
Что такое потребительские товары: значение и примеры
Каждый день люди покупают невероятное количество товаров, принадлежащих индустрии потребительских товаров. Эти покупки составляют значительную часть ежеквартальных розничных продаж в США, оцениваемых более чем в 200 миллиардов долларов. Конечно, крупнейшие игроки в сфере потребительских товаров хорошо известны далеко за пределами США. Такие компании, как Nestlé, The Coca-Cola Company, L’Oréal и Unilever, предлагают продукты, знакомые людям во всем мире. Многие из них имеют сотни тысяч сотрудников, разбросанных по разным странам, и снабжают людей удивительно большим ассортиментом уникальных продуктов.
Знание того, что представляет собой эта отрасль и ее продукты, может упростить структурирование продуктовых линеек и запусков вашего собственного бизнеса для достижения максимального успеха на рынке.
Что такое CPG?
Значение CPG, которое вы, вероятно, ищете, достаточно простое — аббревиатура означает «потребительские упакованные товары». Однако не все обычно продаваемые товары, которые поставляются в упаковках, подходят для включения в это пространство. Как оказалось, только товары, которые люди регулярно заменяют, считаются законными потребительскими товарами в первую очередь. Эти виды товаров могут включать такие предметы повседневного обихода, как закуски, салфетки, ингредиенты для приготовления пищи и даже карандаши.
Как вы, вероятно, заметили, общепринятое определение потребительских товаров весьма разнообразно с точки зрения множества продуктов, входящих в его состав. Однако на самом деле о CPG нужно узнать еще немного. А именно, он определяет не только широкий спектр продуктов, но и саму отрасль, в которой эти продукты покупаются, продаются и производятся.
Что такое индустрия товаров народного потребления?
Индустрия потребительских товаров развивается очень быстро из-за того, что продукты предназначены для быстрого потребления. Это помогает объяснить, почему она также известна как индустрия «быстрых потребительских товаров» или «FMCG».
Более технический подход к значению CPG в сфере розничной торговли относится конкретно к скорости оборота отрасли по отношению к другим отраслям товаров. Товары длительного пользования, напротив, с гораздо меньшей вероятностью будут повторно куплены данным покупателем вскоре после того, как он их получил. Аспект упаковки также важен — потребительские товары в упаковке разработаны таким образом, чтобы их было легко распознать и привлечь внимание. Эта деталь в сочетании с довольно низкими ценами на товары, продаваемые в этом секторе, обусловливают очень высокую конкуренцию между брендами. В конце концов, клиенты могут обменять один проверенный продукт на другой с очень небольшим финансовым риском.
Проблемы и конкуренция
Среди многих проблем, которые считаются уникальными для компаний, работающих в сфере потребительских товаров, является относительно низкая доступность полочного пространства для их продуктов. Розничные продавцы должны убедиться, что продукты, которые они продают, лучше всего отражают то, в чем на самом деле заинтересованы их клиенты, чтобы максимально использовать имеющееся у них пространство. Срок годности может быть еще одной проблемой для розничных продавцов, поскольку некоторые продукты имеют высокий риск истечения срока годности до того, как их можно будет купить вовремя. Для поставщиков возникают те же проблемы, только они должны убедиться, что их продукты занимают видное место на полках розничных продавцов. Обычно это означает необходимость последовательных инвестиций в брендинг и разработку продукта. Плюс необходимо производить достаточное количество продукции для удовлетворения потребительского спроса.
Компании, работающие в сфере потребительских товаров, также сталкиваются с новыми проблемами в сфере электронной коммерции, поскольку потребители во всем мире начали менять свои покупательские привычки, отражая растущий интерес к доставке и удобству.
Подходя к этой проблеме, многие компании обращаются либо к интегрированным моделям продаж с доставкой расходных материалов, либо к более амбициозной модели, ориентированной на потребителя, которая использует узнаваемость своей торговой марки среди целевых клиентов.
Узнайте больше о CPG с Lytics
Знание полного значения CPG, как указано выше, особенно важно для организаций, заинтересованных в запуске собственных быстрорастущих линеек продуктов или продаже продуктов других компаний. Индустрия CPG является одной из крупнейших во всей Северной Америке с невероятной годовой стоимостью более 2 триллионов долларов. Использование прогнозируемого роста этого сектора и существующего обилия участия потребителей может оказаться очень полезным, если вы знаете, что заставляет его работать так, как он работает.
Если вы столкнетесь лицом к лицу с вызовами индустрии товаров народного потребления, это поможет как новичкам, так и состоявшимся ветеранам добиться успеха в этой области.
Поиск новых отношений между поставщиком и продавцом и создание рыночной базы вашего бренда с помощью лучшего маркетинга может иметь большое значение.
Lytics здесь, чтобы помочь, предлагая мощное решение для настройки маркетинга, созданное для улучшения современных маркетинговых стратегий. Узнайте больше о Lytics, попробовав его сегодня. Поделиться этой статьей
Мы уважаем вашу информацию. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашей политикой конфиденциальности, чтобы узнать больше.
Рекомендуемые статьи от Lytics
org/ListItem»> Высокоскоростные шестерни