Условия работы цилиндра двигателя М-14П

Цилиндр вместе с поршнем образует камеру, в которой при сгорании топливовоздушной смеси происходит преобразование тепловой энергии в механическую работу. Цилиндр состоит из головки, отлитой из сплава алюминия, и стальной кованой гильзы. Головка и гильза соединяются между собой с помощью резьбы.

При работе двигателя, цилиндр находится под действием значительных, быстро изменяющихся по времени нагрузок, обусловленных переменным давлением заключенных в нем газов. Сила давления газов действует на поршень и перемещает его к нижней мертвой точке (НМТ). Газы с такой же силой давят на внутреннюю поверхность головки цилиндра, стремясь сорвать ее с гильзы, а последнюю - со шпилек крепления цилиндра к картеру. Наибольшую величину сила продольного давления имеет при работе двигателя на взлетном режиме (частота приложения 24 раза в 1 сек). Для М-14П она достигает 4300 кгс. Сила бокового давления действует в плоскости вращения кривошипа и, будучи переменной по величине и направлению приводит к неравномерному износу стенок цилиндра (овализации гильзы и поршня).

Действуя на значительном плече, сила бокового давления создает дополнительные нагрузки на фланец цилиндра, картер и шпильки. Силы трения, возникающие при движении поршня, приводит к износу деталей цилиндропоршневой группы. Работа трения при этом зависит от большого числа факторов, в том числе физико-механических свойств металла, из которого сделаны детали:
- геометрических размеров и формы деталей;
- смазки;
- характера тепловых процессов и режима работы двигателя;
- чистоты воздуха и смазочного материала, поступающего в двигатель;
- климатических условий;
- особенности сборки;
- качества ремонта и технического обслуживания двигателя.

Как правило, в большей степени изнашиваются поршневые кольца, несколько меньше зеркало цилиндра и мало изнашиваются поршни. Износ металлических поверхностей при малых скоростях и больших давлениях бывает особенно велик. Наименьшие износы происходят при жидкостном трении, когда между трущимися поверхностями находится достаточный слой масла.

Помимо силовых нагрузок, цилиндр находится под действием горячих продуктов сгорания. Наиболее сильно нагревается головка цилиндра, в которой происходит сгорание смеси. Неравномерность нагрева отдельных участков цилиндра достигает значительной величины. Перепад температуры между отдельными точками головки цилиндра может достигать 200° С. Самым напряженным температурным участком головки является перемычка между седлами клапанов впуска и выпуска.

Гильза цилиндра, омываемая горячими газами в течение ходов расширения и выпуска, нагревается значительно меньше. Однако разность температур в различных местах ее может достигать 100° С. Вследствие этого гильза в верхней части расширяется больше, приходится вводить в конструкцию цилиндра так называемое деформационное сужение, что устраняет вредное влияние неравномерного нагрева гильзы по высоте на работу деталей цилиндропоршневой группы.

Источник: http://www.npmavia.ru/

« назад