בוכנת ICE. מכשיר ומטרה
תערובת הדלק שנשרפת בצילינדר המנוע משחררת אנרגיית חום. ואז זה הופך לפעולה מכנית שגורמת לגל הארכובה להסתובב. המרכיב המרכזי בתהליך זה הוא הבוכנה.
פרט זה אינו פרימיטיבי כפי שהוא עשוי להיראות במבט ראשון. זו תהיה טעות גדולה לראות בו דוחף פשוט.
הבוכנה ממוקמת בצילינדר, שם היא חוזרת.
כשהיא נעה לכיוון המרכז המת עליון (TDC), הבוכנה דוחסת את תערובת הדלק. במנוע בעירה פנימית בנזין הוא נדלק ברגע קרוב ללחץ המרבי. במנוע דיזל, הצתה מתרחשת ישירות עקב דחיסה גבוהה.
הלחץ המוגבר של הגזים הנוצרים במהלך הבעירה דוחף את הבוכנה לכיוון ההפוך. יחד עם הבוכנה, מוט החיבור המפרק איתה נע, מה שגורם לה להסתובב. אז האנרגיה של גזים דחוסים מומרת למומנט, המועברת דרך התמסורת לגלגלי המכונית.
במהלך הבעירה, טמפרטורת הגזים מגיעה ל-2 מעלות. מכיוון שהבעירה היא נפיצה, הבוכנה נתונה לעומסי הלם חזקים.
העמסה קיצונית ותנאי הפעלה כמעט קיצוניים דורשים דרישות מיוחדות לעיצוב ולחומרים המשמשים לייצורו.
בעת תכנון בוכנות, יש לקחת בחשבון מספר נקודות חשובות:
- הצורך להבטיח חיי שירות ארוכים, ולכן, למזער את הבלאי של החלק;
- למנוע שחיקה של הבוכנה בפעולה בטמפרטורה גבוהה;
- להבטיח איטום מקסימלי למניעת פריצת דרך של גז;
- למזער הפסדים עקב חיכוך;
- להבטיח קירור יעיל.
חומר הבוכנה חייב להיות בעל מספר תכונות ספציפיות:
- חוזק משמעותי;
- מוליכות תרמית מקסימלית אפשרית;
- עמידות בחום ויכולת לעמוד בשינויים פתאומיים בטמפרטורה;
- מקדם ההתפשטות התרמית צריך להיות קטן ולהיות קרוב ככל האפשר למקדם המתאים של הגליל על מנת להבטיח אטימה טובה;
- עמידות בפני קורוזיה;
- תכונות אנטי חיכוך;
- צפיפות נמוכה כך שהחלק לא יהיה כבד מדי.
מכיוון שעדיין לא נוצר החומר שעומד באופן אידיאלי על כל הדרישות הללו, יש להשתמש באפשרויות פשרה. בוכנות למנועי בעירה פנימית עשויות מברזל יצוק אפור וסגסוגות אלומיניום עם סיליקון (סילומיניום). בבוכנות מרוכבות למנועי דיזל, קורה שהראש עשוי מפלדה.
ברזל יצוק די חזק ועמיד בפני שחיקה, סובל היטב חום חזק, בעל תכונות אנטי-חיכוך והתפשטות תרמית קטנה. אבל בשל המוליכות התרמית הנמוכה, בוכנת הברזל היצוק יכולה להתחמם עד 400 מעלות צלזיוס. במנוע בנזין, זה לא מקובל, מכיוון שהוא יכול לגרום להצתה מוקדמת.
לכן, ברוב המקרים, בוכנות למנועי בעירה פנימית של רכב מיוצרות על ידי הטבעה או יציקה מסילומין המכילה לפחות 13% סיליקון. אלומיניום טהור אינו מתאים, מכיוון שהוא מתרחב יותר מדי בחימום, מה שמוביל לחיכוך מוגבר ושפשוף. אלו יכולים להיות זיופים שאתה יכול להיתקל בהם בעת רכישת חלקי חילוף במקומות מפוקפקים. כדי למנוע את זה, צור קשר עם האמינים.
הבוכנה מסגסוגת האלומיניום קלת משקל ומוליכת חום היטב, כך שהחימום שלה לא יעלה על 250 מעלות צלזיוס. זה מתאים למדי למנועי בעירה פנימית הפועלים על בנזין. תכונות האנטי-חיכוך של סילומיניום הן גם די טובות.
יחד עם זאת, חומר זה אינו חף מחסרונות. ככל שהטמפרטורה עולה, הוא הופך פחות עמיד. ובגלל ההתרחבות הליניארית המשמעותית בעת חימום, יש לנקוט באמצעים נוספים כדי לשמר את האיטום סביב היקף הראש ולא להפחית את הדחיסה.
לחלק זה יש צורה של זכוכית והוא מורכב מראש וחלק מנחה (חצאית). בראש, בתורו, אפשר להבחין בין החלק התחתון לחלק האיטום.
למטה
זהו משטח העבודה העיקרי של הבוכנה, הוא זה שתופס את הלחץ של גזים מתרחבים. פני השטח שלו נקבעים לפי סוג היחידה, מיקום החרירים, הנרות, השסתומים והתקן ה-CPG הספציפי. עבור ICEs המשתמשים בבנזין, הוא עשוי שטוח או קעור עם חתכים נוספים כדי למנוע פגמים בשסתומים. התחתית הקמורה מעניקה חוזק מוגבר, אך מגבירה את העברת החום, ולכן היא משמשת לעתים רחוקות. קעור מאפשר לך לארגן תא בעירה קטן ולספק יחס דחיסה גבוה, שחשוב במיוחד ביחידות דיזל.
חלק איטום
זה הצד של הראש. חריצים לטבעות בוכנה נעשים בו מסביב להיקף.
טבעות דחיסה ממלאות את התפקיד של חותם, מונעות דליפת גזים דחוסים, ומגרדי שמן מסירים חומר סיכה מהקיר, ומונעים ממנו להיכנס לתא הבעירה. שמן זורם מתחת לבוכנה דרך החורים בחריץ ואז חוזר לבור השמן.
הקטע של הצד הרוחבי בין קצה התחתית לטבעת העליונה נקרא אזור האש או החום. זה הוא שחווה את האפקט התרמי המקסימלי. כדי למנוע שחיקה של הבוכנה, חגורה זו עשויה רחבה מספיק.
חלק מדריך
אינו מאפשר לבוכנה להתעקם במהלך תנועה הדדית.
על מנת לפצות על התפשטות תרמית, החצאית נעשית עקמומית או בצורת חרוט. בצד, בדרך כלל מיושם ציפוי נגד חיכוך.
בפנים יש בוסים - שתי זרימות עם חורים לסיכת הבוכנה, שעליה שמים את הראש.
בצדדים, באזור הבוסים, נעשים חריצים קטנים כדי למנוע עיוותים תרמיים והתרחשות של ניקוד.
מכיוון שמשטר הטמפרטורה של הבוכנה מלחיץ מאוד, נושא הקירור שלה חשוב מאוד.
טבעות בוכנה הן הדרך העיקרית להסיר חום. דרכם מוסרת לפחות מחצית מהאנרגיה התרמית העודפת, המועברת לדופן הגליל ולאחר מכן למעיל הקירור.
ערוץ גוף קירור חשוב נוסף הוא שימון. נעשה שימוש בערפל שמן בצילינדר, שימון דרך החור במוט המחבר, ריסוס מאולץ עם פיית שמן ושיטות נוספות. יותר משליש מהחום ניתן להסיר על ידי זרימת השמן.
בנוסף, חלק מהאנרגיה התרמית מושקעת על חימום החלק הטרי של התערובת הדליקה שנכנסה לצילינדר.
הטבעות שומרות על כמות הדחיסה הרצויה בגלילים ומסירות את חלק הארי מהחום. והם מהווים כרבע מכל הפסדי החיכוך במנוע הבעירה הפנימית. לכן, בקושי ניתן להפריז בחשיבות האיכות והמצב של טבעות הבוכנה לפעולה יציבה של מנוע הבעירה הפנימית.
בדרך כלל יש שלוש טבעות - שתי טבעות דחיסה למעלה ומגרדת שמן אחת בתחתית. אבל יש אפשרויות עם מספר שונה של טבעות - משתיים עד שש.
החריץ של הטבעת העליונה בסילומין קורה שזה נעשה עם מוסיף פלדה שמגביר את עמידות הבלאי.
הטבעות עשויות מדרגות מיוחדות של ברזל יצוק. טבעות כאלה מאופיינות בחוזק גבוה, גמישות, עמידות בפני שחיקה, מקדם חיכוך נמוך ושומרות על תכונותיהן לאורך זמן. תוספות של מוליבדן, טונגסטן וכמה מתכות אחרות נותנות עמידות נוספת בחום לטבעות בוכנה.
חדשים צריכים לטחון פנימה. אם החלפת את הטבעות, הקפד להפעיל את מנוע הבעירה הפנימית למשך זמן מה, תוך הימנעות מתנאי הפעלה אינטנסיביים. אחרת, טבעות לא חופפות עלולות להתחמם יתר על המידה ולאבד גמישות, ובמקרים מסוימים אף להישבר. התוצאה עלולה להיות כשל באיטום, אובדן כוח, חומר סיכה שנכנס לתא הבעירה, התחממות יתר ושחיקה של הבוכנה.
