Цилиндро-поршневая группа

Поршень. Служит для восприятия давления газов при рабочем ходе и осуществления вспомогательных тактов.
Представляет собой перевернутый металлический стакан изготовленный из высококремнистого алюминиевого сплава, в редких случаях из чугуна и еще реже из сплавов на магниевой основе и из стали.
Поршень состоит из днища, головки (уплотняющей части) и направляющей части (юбка)
В бензиновых двигателях головка поршня выполнена с плоским или выпуклым днищем (а также есть поршни, днища которых исполняют вогнутыми и с фигурными выемками) и имеет толстые стенки с внутренними ребрами, повышающими ее прочность и отвод теплоты.
Часть юбки под бобышками удалена для прохода противовесов коленчатого вала при нижнем положении коленчатого вала и его облегчения. В поршнях имеются поперечные прорези под головкой. Благодаря прорезям повышается упругость юбки поршня, устраняется опасность заклинивания. В двигателе их размещают соответственно надписи (обозначение), выполненной на юбке или днище поршня, кроме того так же наносится размерная группа, размер поршня, класс размера по пальцу, масса поршня



Рис. Днище  поршня бензинового двигателя автомобиля ВАЗ 2105 указаны
Слева направо:
1. 2 - класс размера по пальцу
2. D - группа размера поршня (больше только Е)
3. ← - ориентация поршня в цилиндре (стрелкой в сторону шкива генератора)
4. Размер поршня



Рис.   Поршень автомобиля КамАЗ
Днище поршня дизельного двигателя  делают с выемкой, форма которой зависит от способа смесеобразования и расположения клапанов и форсунок.




На внешней поверхности головки проточены канавки для компрессионных к и маслосъемных колец. По окружности канавок под маслосъемные кольца просверлены сквозные отверстия для отвода масла в картер двигателя
В юбке поршня находятся приливы (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца в которых проточены кольцевые канавки для стопорных колец.
Для предохранения поршня от заклинивания диаметр юбки больше диаметра головки и юбка имеет овальное сечение (большая ось овала перпендикулярна к оси поршневого пальца)

Рис. Устройство поршня.
1. днище поршня
2. головка поршня (уплотняющая часть)
3. направляющая часть (юбка)
4. выемка камеры сгорания
5. канавки для компрессионных и маслосъемных колец
6. прилив (бобышка) с отверстием

Поршневой палец. Служит для шарнирного соединения поршня с верхней головкой шатун. Изготавливают пустотелым из стали. Наружная поверхность подвергается цементации и закаливается токами высокой частоты.
В двигателе автомобиля КамАЗ, в отверстие втулки верхней головки шатуна палец вставляют с зазором, а в поршень – с натягом. Во время работы двигателя из-за различных коэффициентов линейного расширения материалов между поршнем и пальцем при достижении рабочей температуры появляется зазор, и палец может проворачиваться в бобышках поршня. Такой палец называют плавающим.
В двигателе автомобиля ВАЗ, палец запрессовывается в верхнюю головку шатуна с натягом, что исключает его осевое перемещение в поршне. Поршневой палец свободно вращается в бобышках поршня.

Рис. Поршневой палец автомобиля КамАЗ



Поршневые кольца. Уплотняют полость цилиндра, исключая прорыв газов в картер двигателя и попадания масла в камеру сгорания.
По назначению подразделяют на компрессионные и маслосъемные.
Компрессионные кольца изготавливают из легированного чугуна или стали.
На поршень устанавливают 2-3 компрессионных кольца.
Разрез в поршневом кольце называют замком. Этот разрез позволяет кольцу изменять наружный диаметр, что обеспечивает его плотное прилегание к стенкам цилиндра.  В рабочем состоянии зазор между концами замка должен быть 0,2-0,35 мм. Для исключения проникновения газов через зазоры в замках кольца устанавливают замками в разные стороны. В канавках поршня кольца устанавливаются с небольшим зазором, и могут свободно перемешаться относительно поршня.


Рис. Расположение поршневых колец в канавках поршня: 1 – поршень; 2 – верхнее компрессионное кольцо; 3 – нижнее компрессионное кольцо; 4 – маслосъемное кольцо

Верхнее компрессионное кольцо хромированное для повышения износостойкости. В поперечном сечении компрессионные кольца могут быть различной формы. Некоторые из них имеют фаску или выточку по внутреннему диаметру кольца. Нижнее компрессионное кольцо имеет сечение скребкового типа и фосфатировано. Кроме основной функции, оно выполняет также дополнительную – маслосбрасывающего кольца.
Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камеру сгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра.
На наружной поверхности имеется проточка и щелевые прорези для отвода во внутреннюю полость поршня масла, снимаемого со стенок цилиндра. На внутренней поверхности кольцо имеет канавку, в которой устанавливается разжимная витая пружина, обеспечивающее дополнительное прижатие кольца к стенкам цилиндра



Рис. Маслосъемное кольцо с разжимной витой пружиной
1. щелевые прорези
2. витая пружина

На поршни многих двигателей устанавливают составные маслосъемные кольца, изготовленные из двух плоских стальных колец и двух пружинных расширителей - осевого и радиального.