Baumaschinen Dieselmotorteile QST30 Motoren Kolbenring 140mm 3804708 3092570

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Die Hauptfunktion des Kolbens besteht darin, dem Gasdruck im Zylinder standzuhalten und diese Kraft über den Kolbenbolzen auf die Pleuelstange zu übertragen, um die Kurbelwelle zum Drehen anzutreiben. Gleichzeitig bildet die Oberseite des Kolbens zusammen mit dem Zylinderkopf und der Zylinderwand auch eine Brennkammer.
Die Oberseite des Kolbens steht in direktem Kontakt mit hohen Temperaturen und korrosiven Gasen und ist Hochgeschwindigkeitsbewegungen, periodischem Gasdruck und Trägheitskräften ausgesetzt. Die Schmier- und Wärmeableitungsbedingungen sind schlecht. Daher sind die Arbeitsbedingungen extrem hart, was auch entsprechende Anforderungen an die Herstellung und Konstruktion des Kolbens mit sich bringt:
1) Die Herstellung muss mit hoher Präzision erfolgen, um einen kleinen Reibungskoeffizienten zwischen Kolben und Zylinderwand zu gewährleisten.
2) Das Material muss eine geringere Masse haben, um die Trägheit zu verringern.
3) Insbesondere im Bereich der Kolbenringnut sollte eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit vorhanden sein, um eine Beschädigung des Kolbenrings zu verhindern.
4) Die Oberseite des Kolbens ist hitzebeständig und der Schaft weist eine gewisse Elastizität auf.
5) Gute Wärmeleitfähigkeit und angemessene Wärmeausdehnung für angemessenen Einbauabstand.
6) Ein gewisses Maß an Verschleißfestigkeit, um übermäßigen Verschleiß durch periodische Bewegungen zu verhindern.
2. Formgebungsverfahren des Kolbens
Aluminium-Silizium-Legierungen werden häufig in Automotorkolben verwendet, die mit Verfahren wie Gießen, Schmieden und Flüssigschmieden hergestellt werden.
3. Grundaufbau des Kolbens
Die Grundstruktur des Kolbens kann in drei Teile unterteilt werden: Oberseite, Kopf und Schaft.
1) Die Form der Kolbenoberseite hängt von der gewählten Brennkammerform ab. Die Form der Kolbenoberseite umfasst hauptsächlich drei Arten: flache Oberseite, konvexe Oberseite und konkave Oberseite. Die Oberseite von Kolben von Benzinmotoren ist meist flach, was die Vorteile einer kleinen Wärmeabsorptionsfläche, eines einfachen Herstellungsprozesses und einer kompakten Brennkammerstruktur bietet. Einige Benzinmotoren verwenden Kolben mit konkaver Oberseite, um die Gemischbildung und die Verbrennungsumgebung zu verbessern, und die Größe der konkaven Oberseite kann auch verwendet werden, um das Kompressionsverhältnis des Motors anzupassen. Der konvexe Kolben wird hauptsächlich in Zweitakt-Benzinmotoren verwendet.
2) Der Kolbenkopf ist der Teil oberhalb der unteren Kolbenringnut bis unter den Kolbenboden. Seine Hauptfunktionen sind:
Hält dem Gasdruck stand und überträgt ihn auf die Pleuelstange.
Zusammen mit dem Kolbenring den Zylinder abdichten.
Übertragen Sie die von der Oberseite des Kolbens aufgenommene Wärme über die Kolbenringe auf die Zylinderwand. Am Kopf befinden sich mehrere Nuten zum Einbau der Kolbenringe. Benzinmotoren haben im Allgemeinen 2-3 Nuten, wobei sich oben 1-2 Nuten zum Einbau des Gasrings und unten 1 Nut zum Einbau des Ölrings befinden. Auf der Unterseite der Ölringnut sind viele radiale kleine Löcher gebohrt, sodass überschüssiges Öl, das vom Ölring von der Zylinderwand abgeschabt wird, durch diese kleinen Löcher zurück in die Ölwanne fließen kann.
Der Kolbenkopf ist im Allgemeinen dicker, um die Wärmeübertragung von der Oberseite des Kolbens durch den Kolbenring zur Kühlwand des Zylinders zu erleichtern und dadurch eine übermäßige Temperatur an der Oberseite des Kolbens zu verhindern.
Einige Motorkolben haben in der ersten Ringnut Isoliernuten, die schmaler sind als die Ringnut. Ihre Funktion besteht darin, den Teil des Wärmeflusspfads, der von der Oberseite des Kolbens fließt, abzutrennen, die Richtung des Wärmeflusses zu ändern und die Wärme, die vom ersten Kolbenring abgeführt werden sollte, auf den zweiten und dritten Ring zu verteilen, um die Möglichkeit von Kohlenstoffablagerungen und Blockierungen in der Ringnut nach Überhitzung des ersten Rings auszuschließen.
3) Als Kolbenhemd bezeichnet man alle Teile unterhalb der Kolbenringnut, die dem Kolben bei seiner Hin- und Herbewegung im Zylinder Führung und seitlichen Druck standhalten.
Wenn der Kolben arbeitet, wirkt der Druck des Verbrennungsgases gleichmäßig auf den Kolbenboden, während die unterstützende Reaktionskraft, die vom Kolbenbolzen bereitgestellt wird, auf den Bolzensitz des Kolbenschafts wirkt, was zu einer Vergrößerung des Schaftdurchmessers entlang der Achse des Kolbensitzes führt. Die Wirkung des seitlichen Drucks vergrößert auch den Durchmesser des Kolbenschafts in derselben Richtung. Darüber hinaus dehnt sich die Metallansammlung in der Nähe des Kolbenbolzensitzes nach dem Erhitzen stark aus, wodurch die Durchmesserzunahme entlang der Achse des Kolbenbolzensitzes größer ist als in anderen Richtungen, wenn der Schaft aufgrund des Erhitzens verformt wird. Die während des Betriebs des Kolbens erzeugte mechanische und thermische Verformung bewirkt, dass sein Schaftabschnitt eine Ellipse mit der langen Achse in Richtung des Kolbenbolzens wird. Angesichts der obigen Situation ist es erforderlich, den Kolben im kalten Zustand in einen elliptischen Schaftabschnitt mit der langen Achse senkrecht zur Richtung des Kolbenbolzens vorzuformen, um bei normaler Betriebstemperatur einen relativ gleichmäßigen Spalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand aufrechtzuerhalten und ein Verklemmen oder lokalen Verschleiß im Zylinder zu vermeiden. Um die thermische Verformung in der Nähe des Bolzensitzes zu verringern, weisen einige Kolben auf der Außenfläche des Schafts in der Nähe des Bolzensitzes eine Vertiefung von {{0}},5-1,0 mm auf. Die Form des Kolbenschafts kann in eine variable elliptische Tonnenform gebracht werden, was bedeutet, dass die Elliptizität an verschiedenen Teilen des Kolbenschafts variiert und die Elliptizität von unten nach oben allmählich zunimmt. Das heißt, der Querschnitt des Kolbenschafts wird nach oben flacher und der Längsquerschnitt des Schafts hat eine Tonnenform mit einer parabolischen Konturlinie. Daher wird er auch als parabolischer Kolbenschaft bezeichnet.
4) Die Funktion des Kolbenbolzensitzes besteht darin, die Gaskraft oben am Kolben über den Kolbenbolzen auf die Pleuelstange zu übertragen. Der Kolbenbolzensitz ist normalerweise mit Rippen mit der Innenwand des Kolbens verbunden, um seine Steifigkeit zu erhöhen.
Einige Kolbenbolzenlöcher haben Sicherungsringnuten zum Einsetzen von elastischen Sicherungsringen. Der Sicherungsring dient dazu, eine axiale Verschiebung des Kolbenbolzens während des Betriebs zu verhindern.
Die Mittellinie des Kolbenbolzensitzlochs befindet sich im Allgemeinen innerhalb der Ebene der Kolbenmittellinie. Es gibt jedoch auch einige Hochgeschwindigkeits-Benzinmotoren, bei denen die Mittellinie des Kolbenbolzenlochs von der Ebene der Kolbenmittellinie abweicht und die Achse des Kolbenbolzensitzes um 1-2 mm zu der Seite versetzt ist, die während des Arbeitstakts einer seitlichen Kraft ausgesetzt ist. Dies liegt daran, dass sich die Richtung des seitlichen Drucks ändert, wenn der Kolben den oberen Totpunkt überquert, wenn die Kolbenbolzen in der Mitte angeordnet sind, wodurch der Kolben gegen die Zylinderwand schlägt und Geräusche erzeugt. Wenn die Kolbenbolzen versetzt angeordnet sind, kann der Kolben sanft von der Seite, die in Richtung des Zylinders gedrückt wird, auf die andere Seite wechseln, und der Übergangszeitpunkt liegt vor dem Zeitpunkt, an dem der maximale Verbrennungsdruck erreicht wird, was das „Klopfen“ des Kolbens verringern, Geräusche reduzieren und die Laufruhe des Motorbetriebs verbessern kann.

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