admin / 28.12.2018

Что такое пальцы в двигателе

NazimR32 ›
Блог ›
Детонация и «стук пальцев»

С таким понятием как «стук пальцев» знаком, наверное, каждый отечественный автомобилист, независимо от того, профессионал он или любитель. Однако мало кто знает, что в действительности за этим скрывается не стук поршневых пальцев, а такое явление как детонация. Объяснить почему так произошло можно следующим образом. В старые времена в двигателях стучали действительно поршневые пальцы. Под действием больших температур и знакопеременных нагрузок из-за низкой прочности и твердости деталей появлялись зазоры в посадочных местах поршневого пальца, которые и являлись источниками стука. Сейчас же благодаря использованию качественных сталей и более высокоточным методам обработки деталей этот недостаток удалось устранить. Только вот название («имя») его осталось прежним, скрывая такое явление как детонация.
Признаки детонации
Детонацию очень легко определить на слух — она, как правило, проявляется в виде звонкого металлического стука. Кроме того, ее сопровождают и заметное снижение мощности, перегрев и неустойчивая работа двигателя, кратковременное появление черного дыма из выхлопной трубы, снижение температуры отработавших газов.

Что такое детонация?
Детонация — это самовоспламенение горючей смеси в камере сгорания, которое имеет характер взрывной волны. Наиболее часто она появляется при резком повышении нагрузки, например, при резком ускорении или же при движении на подъем. В этой ситуации водитель, как правило, со всей силой жмет на педаль газа, чем обеспечивается подача богатой смеси в цилиндры двигателя. Попав в цилиндры и заполнив все его объемы, на богатую горючую смесь начинают воздействовать высокие температура и давление. Высокое давление в камере сгорания создается по двум причинам: во-первых, при такте сжатия поршень движется вверх и сжимает горючую смесь, т.е. повышает давление, во-вторых, после воспламенения основной части горючей смеси волна пламени, распространяясь по всей камере сгорания, создает фронт высокого давления, который также способствует повышению давления.

Под воздействием высоких давления и температуры в местах скопления несгоревшей горючей смеси образуются активные соединения (перекиси, альдегиды, спирты и т.д.). Достигнув критической величины, между этими соединениями начинают возникать цепные окислительные реакции, которые в итоге приводят к самовоспламенению смеси, имеющей к тому же взрывной характер. В месте взрыва происходит значительное повышение температуры и образование взрывной волны, фронт пламени которой распространяется со скоростью 1000 — 2300 м/с. Для сравнения, скорость распространения фронта пламени при нормальном сгорании горючей смеси — 20-30 м/с. Двигаясь с такой огромной скоростью взрывная волна ударяется о стенки цилиндров и камеры сгорания, при этом образуя все новые очаги самовоспламенения. В результате таких процессов в цилиндрах появляется большое количество взрывных волн, которые являются источником возникновения колебательных процессов в цилиндрах, вызывающих вибрации двигателя.

Что касается звонкого металлического стука, называемого в народе «стуком пальцев», а в теории двигателей — детонацией, то он появляется именно в результате многократно повторяющихся ударов взрывных волн о стенки цилиндров.

Последствия детонации
Бытует мнение, что увеличение давления за счет роста скорости распространения фронта пламени должно положительно отразиться на повышении мощности двигателя. На самом же. деле все происходит наоборот. Взрывные волны «живут» очень мало — меньше 0,0001 с, и на столько же времени происходит повышение давления на поршень, поэтому повлиять на повышение мощности за столь короткий промежуток времени они просто не успевают. А вот чтобы принести огромный вред этого времени, к сожалению, достаточно.

Ударяясь с огромной скоростью о стенки цилиндров, взрывная волна разрушает масляную пленку, которая предохраняет детали цилиндро-поршневой группы от сухого трения и коррозионного износа под воздействием активных элементов продуктов сгорания. Давление фронта взрывной волны достигает величины более 70 кгс/см2, что может привести к механическим повреждениям деталей двигателя. При наличии ударных волн резко возрастает отдача тепла от сгоревших газов к стенкам цилиндров, что вызывает перегрев двигателя. А перегрев, в свою очередь, становится причиной разрушения некоторых деталей двигателя: прокладки между головкой и блоком, обгорания кромок поршней, свечей зажигания. В сумме все эти негативные влияния приводят к значительному уменьшению моторесурса двигателя.

Кроме механических повреждений, детонация несет в себе и ухудшение эксплуатационных показателей работы двигателя, о которых мы уже упоминали, — снижается мощность двигателя, ) повышается расход топлива.

Факторы, влияющие на появление детонации
Появлению детонации способствуют много факторов, и все они имеют одну общую черту — уменьшают задержку самовоспламенения несгоревшей части горючей смеси, удаленной от свечи зажигания или, проще говоря, в камере сгорания создаются благоприятные условия для более быстрого протекания окислительных реакций горючей смеси. Итак, появлению детонации способствуют следующие факторы:

Во-первых — состав горючей смеси. Так, богатая смесь, имеющая соотношение воздух — топливо, равное 9,0, при попадании в камеру сгорания под действием высокого давления и температуры формирует в ее отдаленных уголках очаги возникновения окислительных реакций, которые являются (источниками самовоспламенения — детонационного сгорания топлива.

Во-вторых — угол опережения зажигания. Его увеличение приводит к сдвигу пика максимума давления в процессе сгорания горючей смеси ближе к верхней мертвой точке (ВМТ), из-за чего происходит увеличение давления в камере сгорания. А увеличение давления, как мы уже знаем, входит в число основных виновников «рождения» детонации.

В-третьих — октановое число топлива. Чем ниже октановое число топлива, тем больше вероятность детонационного сгорания горючей смеси. Объясняется это ростом химической активности топлива к окислению при снижении его октанового числа. Именно поэтому мы наиболее часто и слышим «стук пальцев» при использовании 76-го бензина в двигателях, которым рекомендуется бензин с октановым числом 92 и более.

В-четвертых степень сжатия. Для начала напомним: степень сжатия — это отношение объема цилиндра к объему камеры сгорания. Увеличение степени сжатия приводит к повышению давления и температуры в камере сгорания и, естественно, к созданию благоприятных условий для детонационного сгорания топлива. По этой причине для всех двигателей с высокой, степенью сжатия должен использоваться высокоэтилированный бензин.

В-пятых — конструкционные недостатки. К ним можно отнести: а) более плохие условия охлаждения несгоревшей, удаленной от свечи зажигания части горючей смеси; б) замедленный процесс догорания смеси из-за неудачной конструкции камеры сгорания; в) плохой отвод тепла от центра поршня к стенкам цилиндра, например, из-за выпуклой конструкции днища поршня, где теплу требуется пройти больший путь, чем при плоской конструкции днища; г) большой диаметр цилиндров с одной стороны ухудшает отвод тепла, с другой — камера сгорания получает большее количество удаленных от свечи зажигания зон, чем увеличивается вероятность появления очагов детонационного сгорания горючей смеси.

Барьеры на пути детонации
Хорошо, что в противовес факторам, способствующим появлению детонации, существуют и факторы, препятствующие ее возникновению. Все они, как правило, ускоряют сгорание несгоревшей части горючей смеси во фронте пламени, идущей от искры зажигания, или же замедляют протекание окислительных реакций — источника самовоспламенения.

Это, во-первых, повышение числа оборотов двигателя. За счет этого уменьшается время на протекание окислительных реакций, соответственно уменьшается и вероятность самовоспламенения.

Во-вторых, турбулизация (вращение) потоков смеси в камере сгорания. Организация вращения потоков горючей смеси в камере сгорания ускоряет распространение фронта пламени от искры зажигания, чем предупреждается появление детонации.

В-треть их, уменьшение пути проходимого фронтом пламени. Это скорее конструкционное решение проблемы. На практике оно выражается в уменьшении диаметра цилиндров или же в установке двух свечей зажигания на один цилиндр.

В недалеком прошлом в борьбе с детонацией большой популярностью у некоторых наших автолюбителей-рационализаторов пользовались «капельницы» — устройства, подающие воду в цилиндры двигателя. Они действительно снижали вероятность появления детонации, однако из-за малой надежности конструкции, а главное из-за негативных свойств воды (коррозионная активность, высокая температура замерзания) не получили дальнейшего распространения.

Успешным примером борьбы с детонацией в отечественном автомобилестроении может стать форкамерно-факельное зажигание, используемое в двигателе автомобиля ГАЗ-3102 «Волга». Камера сгорания такого двигателя состоит из двух полостей — большой и малой. В малой полости происходит образование богатой горючей смеси, а в большой — бедной. В момент подачи искры в малую полость происходит воспламенение и сгорание богатой смеси, а образовавшийся фронт пламени, попадая через специальные отверстия в большую полость, воспламеняет бедную смесь. Этим и исключается появление детонации.

За рубежом борьба с детонацией идет еще более активно. Развитие электроники позволило создать микропроцессорные системы управления двигателем. Их интеллектуальные возможности позволяют с помощью специальных датчиков следить за происходящими внутри цилиндров процессами и влиять на их протекание путем изменения состава горючей смеси и угла опережения зажигания.

Самым последним и, пожалуй, эффективным достижением в борьбе с детонацией стало создание двигателя, способного работать на сверхобедненных смесях, имеющего в среднем по всему объему камеры сгорания значение соотношения воздух — топливо 40:1 у Mitsubishi или даже 50:1 у Toyota.

Калильное зажигание
Очень часто среди владельцев автомобилей возникают споры относительно того, чем отличается детонация от калильного зажигания. С детонацией, я думаю, мы уже разобрались, теперь познакомимся с калильным зажиганием, которое также хранит в себе массу опасностей для автомобильного двигателя. Напомним, что калильное зажигание — это воспламенение топлива (горючей смеси) в камере сгорания от нагретых деталей двигателя (головок выпускных клапанов, электродов свечей зажигания) или же от раскаленных частиц нагара. Воспламенение может происходить преждевременно, т.е. до подачи искры на свечу зажигания или после воспламенения основной части топлива.

Основным отличием калильного зажигания от детонации является скорость распространения фронта пламени. При воспламенении горючей смеси от накаленных поверхностей скорость распространения фронта пламени почти такая же, как и при воспламенении от искры свечи зажигания. Поэтому калильное зажигание не несет в себе той разрушительной силы, которая скрыта во взрывной волне при детонации. Тем не менее оно также таит неприятности. При преждевременном воспламенении смеси происходят резкие обратные удары на коленчатый вал, иногда вызывающие его поломку. Как и при детонации, при преждевременном воспламенении от накаленных деталей происходит увеличение отдачи тепла от отработавших газов к стенкам камеры сгорания из-за увеличения нахождения этих газов в камере сгорания. А это вызывает перегрев двигателя со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Определить на слух калильное зажигание трудно, так как оно выражается в глухих стуках и на фоне общего шума его почти не слышно. Легче всего его обнаружить при выключении зажигания. Если двигатель продолжает работать значит топливо воспламеняется от нагретых поверхностей деталей или частиц нагара, т.е. «работает» калильное зажигание. Для борьбы с этим недостатком, основным виновником которого является нагар, в настоящее время имеется множество средств (присадки к топливу, аэрозолей и т.д.). Самым же простым «дедовским» методом в борьбе с калильным зажиганием считается режим движения автомобиля в течение 5-10 мин., при котором он полностью загружен и движется с максимальной скоростью на прямой передаче. Этого времени ему вполне достаточно для выгорания скопившегося нагара в камере сгорания. Если же источником калильного зажигания являются раскаленные детали двигателя, ищите причину перегрева, не забыв при этом о детонации, как источники перегрева.

Источник: https://www.drive2.ru/b/1225472/

Описание и назначение пальца

  • Заказать эскиз по описанию
  • Контакты (телефон и email)
  • Палец — это нерезьбовой крепеж с элементами резьбы, цилиндрические стержни длиной более одного и до трех диаметров с резьбовым элементом, как правило, на одном конце, в сборке несущие другие детали, сборочные единицы, устанавливаемые на нем шарнирно или неподвижно, опирающиеся на один конец или оба конца.
    ‘);} //—> ‘);} //—> ‘);} //—> ‘);} //—>
    Назначение пальца определяется целью его применения в конструкции (машиностроении) или дизайне (архитектуре). Например в дизайне его можно использовать в качестве оформительского элемента интерьера.



    Этот простой контурный рисунок с размерами является упрощенным изображением в соответствии с его функциональным назначением.
    Определение — это введение нового понятия или объекта в математическое рассуждение путём комбинации или уточнения элементарных либо ранее определённых понятий.
    Описание — это композиционная форма, которую используют в литературоведении и лингвистике для подробной характеристики предметов или явлений в целях создания художественного образа.
    Назначение — это цель применения изделия для решения круга задач.
    Эскиз или рисунок по описанию — это структурная основа зрительно воспринимаемой формы по его функциональному назначению.
    В нашей проектной организации Вы можете заказать документацию на любое изделие по его описанию. Описание пальца (что это такое) определяется его назначением. Назначение зависит от сферы применения в быту или на производстве.

    Источник: https://www.center-pss.ru/projekt/opisanie/16/palets.htm

    Литература

    • ГОСТ 12209-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные цилиндрические постоянные. Конструкция.
    • ГОСТ 12210-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные срезанные постоянные. Конструкция.
    • ГОСТ 12211-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные цилиндрические сменные. Конструкция.
    • ГОСТ 12212-66 Приспособления станочные. Пальцы установочные срезанные сменные. Конструкция.
    • ГОСТ 16894-71 Пальцы установочные с головкой к плитам. Конструкция.
    • ГОСТ 16895-71 Пальцы установочные с головкой, срезанные к плитам. Конструкция.
    • ГОСТ 16898-71 Пальцы установочные с упором. Конструкция.
    • ГОСТ 16899-71 Пальцы установочные срезанные с упором. Конструкция.
    • ГОСТ 16900-71 Пальцы установочные цилиндрические. Конструкция.
    • ГОСТ 16901-71 Пальцы установочные цилиндрические срезанные. Конструкция.
    • ГОСТ 17774-72 Пальцы установочные цилиндрические высокие. Конструкция.
    • ГОСТ 17775-72 Пальцы установочные срезанные высокие. Конструкция.
    • ГОСТ 18782-80 Пальцы к толкателям. Конструкция и размеры.
    • ГОСТ 19777-74 Пальцы режущих аппаратов сельскохозяйственных машин.
    • ОСТ 1.12316-76 Пальцы с пружинами. Конструкция и размеры.
    • ОСТ 1.12317-76 Пальцы. Конструкция и размеры.
    • ОСТ 1 37030-80 Шпильки стопорные. Пальцы с кольцами из стали.
    • ОСТ 1 37031-80 Шпильки стопорные. Пальцы из стали 30ХГСА.
    • ОСТ 1 37033-80 Пальцы с кольцами.
    • ОСТ 1 37034-80 Пальцы.
    • ОСТ 34-13-133-75 Пальцы шарнирные без буртика. Конструкция и размеры (взамен СТП 34-413-70)
    • ОСТ 23.3.13-86 Пальцы поршневые тракторных и комбайновых дизелей. Общие технические условия.
    • Рекомендации по стандартизации. Определитель наименований сборочных единиц общемашиностроительных класса 30 классификатора ЕСКД. Р 50.1.042-2002 (Утв. Постановлением ГОССТАНДАРТА РФ ОТ 25.12.2002 N 513-СТ).
    • Справочник конструктора.
    • Общероссийский классификатор изделий и конструкторских документов (классификатор ЕСКД). Класс 30. Сборочные единицы общемашиностроительные.
    • Справочник по машиностроению

    Выбор материала для детали — палец

    Для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик составных деталей оборудования большое значение имеет марка стали. Помимо этого, марка стали оказывает существенное влияние на весь технологический процесс изготовления деталей, включая производство поковок, обработку резанием, механическую и термическую обработку деталей. Поэтому марка стали должна одновременно в максимальной степени способствовать достижению высоких и стабильных механических и эксплуатационных свойств деталей, обладать хорошей технологичностью на всех этапах технологического процесса и не должна быть дорогой и дефицитной.

    Для изготовления пальцев применяются улучшаемые стали марок: 45, 40Х, 30ХГСА. Углеродистая сталь 45 отличается низкой коррозионной стойкостью, сравнительно высоким температурным коэффициентом модуля упругости и пониженной релаксационной стойкостью даже при небольшом нагреве. Поэтому она непригодна для работы при повышенных температурах.

    Химический состав их приведен в таблице 1.8. В таблице 1.9 показаны механические свойства этих сталей до термической обработки.

    Таблица 1.8. Химический состав сталей 45, 40Х, 30ХГСА

    Сталь

    С

    S и P

    0,42-0,5

    0,17-0,37

    0,5-0,8

    0,25

    0,035-0,04

    0,25

    40Х

    0,37-0,45

    0,17-0,37

    0,5-0,8

    0,25

    0,025

    0,8-1,1

    30ХГСА

    0,28-0,34

    0,9-1,2

    0,8-1,1

    0,3

    0,025

    0,8-1,1

    Таблица 1.9. Механические свойства сталей до термической обработки

    Марка стали

    уВ, МПа

    ут, МПа

    д, %

    KCU, кДж / м2

    ш, %

    НВ

    40Х

    30ХГСА

    Как в стали 45, так и в стали 40Х углерод присутствует почти в одинаковых пропорциях. Этого количество углерода достаточно чтобы обеспечить необходимую износостойкость и контактную выносливость. Однако известно, что с ростом содержания углерода увеличивается твердость и прочность, повышается порог хладноломкости и уменьшается ударная вязкость и пластичность стали (Рисунок 1).

    Высокое содержание углерода увеличивает прочностные свойства мартенсита, включая и сопротивление пластическим деформациям. С увеличением содержания углерода сильно возрастают пределы упругости и текучести, например уТ=780 МПа стали после закалки и отпуска, а также снижается внутреннее трение при повышенных напряжениях, или так называемое микропластическое внутреннее трение. Это объясняется тем, что с увеличением содержания углерода изменяется субструктура мартенсита и в результате отпуска выделяется возрастающее количество частиц карбидной фазы, играющих роль препятствий для движения дислокаций .

    Рисунок 1 — Влияние содержания углерода на механические свойства стали

    Но также с увеличением содержания углерода ухудшается способность стали деформироваться в горячем состоянии.

    Сталь 40Х легированная улучшаемая отличается более высокой релаксационной стойкостью, чем углеродистая, и, кроме того, позволяет получить высокие прочностные свойства (в том числе и предел упругости) в сочетании с повышенной вязкостью и сопротивлением хрупкому разрушению.

    Легированная хромо-марганце-кремнистая сталь 30ХГСА используется для изготовления пальцев особо ответственного назначения, которые могут работать при температурах до 200°С. Рассматриваемый палец работает в обычных условиях (от 4 до 18оС), значит, более рационально будет использовать сталь 40Х, которая, во-первых, дешевле стали 30ХГСА, во-вторых, по свойствам мало различима со сталью 30ХГСА.

    При небольшом содержании хром незначительно повышает ударную вязкость феррита, а при содержании 1% он практически не влияет на упрочнение феррита (слабо упрочняет). Хром вводят для обеспечения необходимой прокаливаемости, он растворим в обеих фазах отожженной стали — в феррите и цементите. Легированный хромом цементит медленнее растворяется в аустените, а аустенит замедленно распадается, чем и объясняется меньшая критическая скорость закалки этих сталей по сравнению с углеродистыми.

    Хром в стали образует карбиды, которые остаются устойчивыми при повышении температуры. Избыточные карбиды, нерастворенные в аустените, препятствуют росту аустенитного зерна. Поэтому сталь при наличии хотя бы небольшого количества нерастворимых карбидов хрома сохраняет мелкозернистое строение до весьма высоких температур нагрева. Прокаливаемость хромовой стали 40Х из-за невысокой устойчивости переохлажденного аустенита, в общем, невелика .

    Источник: https://studbooks.net/2543039/tovarovedenie/vybor_materiala_detali_palets

    FILED UNDER : Разное

    Submit a Comment

    Must be required * marked fields.

    :*
    :*