ICE bat. Naprava in namen

Zmes goriva, ki zgori v cilindru motorja, sprošča toploto. Nato se spremeni v mehansko delovanje, zaradi katerega se ročična gred vrti. Ključni element tega procesa je bat.

Ta podrobnost ni tako primitivna, kot se morda zdi na prvi pogled. Bila bi velika napaka, če bi ga imeli za navadnega poganjalca.

Bat se nahaja v cilindru, kjer se premika nazaj.

Ko se premika proti zgornji mrtvi točki (TDC), bat stisne mešanico goriva. V bencinskem motorju z notranjim zgorevanjem se vžge v trenutku, ki je blizu največjega tlaka. Pri dizelskem motorju pride do vžiga neposredno zaradi visoke kompresije.

Povečan tlak plinov, ki nastanejo pri zgorevanju, potiska bat v nasprotno smer. Skupaj z batom se premika z njim zgibno povezana ojnica, zaradi česar se ta vrti. Tako se energija stisnjenih plinov pretvori v navor, ki se prek menjalnika prenaša na kolesa avtomobila.

Med zgorevanjem temperatura plinov doseže 2 tisoč stopinj. Ker je zgorevanje eksplozivno, je bat izpostavljen močnim udarnim obremenitvam.

Ekstremne obremenitve in skoraj ekstremni pogoji delovanja zahtevajo posebne zahteve za zasnovo in materiale, uporabljene za njegovo izdelavo.

Pri načrtovanju batov je treba upoštevati več pomembnih točk:

• potreba po zagotavljanju dolge življenjske dobe in s tem zmanjšanju obrabe dela;
• preprečiti izgorevanje bata pri visokotemperaturnem delovanju;
• zagotovite maksimalno tesnjenje, da preprečite preboj plina;
• zmanjšati izgube zaradi trenja;
• zagotavlja učinkovito hlajenje.

Material bata mora imeti številne posebne lastnosti:

• pomembna moč;
• največja možna toplotna prevodnost;
• toplotna odpornost in sposobnost prenesti nenadne spremembe temperature;
• koeficient toplotne razteznosti mora biti majhen in čim bližje ustreznemu koeficientu valja, da se zagotovi dobro tesnjenje;
• odpornost proti koroziji;
• antifrikcijske lastnosti;
• nizka gostota, da del ni pretežak.

Ker material, ki idealno izpolnjuje vse te zahteve, še ni bil ustvarjen, je treba uporabiti kompromisne možnosti. Bati za motorje z notranjim zgorevanjem so izdelani iz sive litine in aluminijevih zlitin s silicijem (silumin). Pri kompozitnih batih za dizelske motorje se zgodi, da je glava jeklena.

Lito železo je precej močno in odporno proti obrabi, dobro prenaša močno vročino, ima lastnosti proti trenju in majhno toplotno raztezanje. Toda zaradi nizke toplotne prevodnosti se lahko bat iz litega železa segreje do 400 ° C. Pri bencinskem motorju je to nesprejemljivo, saj lahko povzroči predvžig.

Zato so v večini primerov bati za avtomobilske motorje z notranjim zgorevanjem izdelani z žigosanjem ali ulivanjem iz silumina, ki vsebuje najmanj 13% silicija. Čisti aluminij ni primeren, saj se pri segrevanju preveč razširi, kar vodi do povečanega trenja in prask. To so lahko ponaredki, na katere lahko naletite pri nakupu rezervnih delov na sumljivih mestih. Da se to ne bi zgodilo, se obrnite na zanesljive.

Bat iz aluminijeve zlitine je lahek in dobro prevaja toploto, tako da njegovo segrevanje ne preseže 250 °C. To je povsem primerno za motorje z notranjim zgorevanjem, ki delujejo na bencin. Tudi lastnosti proti trenju silumina so precej dobre.

Hkrati ta material ni brez pomanjkljivosti. Ko se temperatura dvigne, postane manj trpežna. In zaradi znatnega linearnega raztezanja pri segrevanju je treba sprejeti dodatne ukrepe za ohranitev tesnila po obodu glave in ne za zmanjšanje stiskanja.

Ta del ima obliko kozarca in je sestavljen iz glave in vodilnega dela (obrobe). V glavi pa je mogoče razlikovati dno in tesnilni del.

Dno

Je glavna delovna površina bata, zaznava tlak plinov, ki se širijo. Njegovo površino določa vrsta enote, namestitev šob, sveč, ventilov in specifične naprave CPG. Za ICE, ki uporabljajo bencin, je izdelan ravno ali konkavno z dodatnimi izrezi, da se izognemo okvaram ventila. Konveksno dno daje večjo trdnost, vendar poveča prenos toplote, zato se redko uporablja. Concave vam omogoča, da organizirate majhno zgorevalno komoro in zagotovite visoko kompresijsko razmerje, kar je še posebej pomembno pri dizelskih enotah.

Tesnilni del

To je stran glave. V njem so po obodu narejeni utori za batne obročke.

Kompresijski obroči igrajo vlogo tesnila, ki preprečujejo uhajanje stisnjenih plinov, strgala za olje pa odstranijo mazivo s stene in preprečijo, da bi vstopil v zgorevalno komoro. Olje teče pod batom skozi luknje v utoru in se nato vrne v oljno korito.

Odsek stranske strani med robom dna in zgornjim obročem se imenuje požarna ali toplotna cona. On je tisti, ki doživi največji toplotni učinek. Da bi preprečili izgorevanje bata, je ta pas dovolj širok.

Vodilni del

Ne dovoli zvijanja bata med povratnim gibanjem.

Za kompenzacijo toplotnega raztezanja je krilo izdelano ukrivljeno ali stožčasto. Ob strani je običajno nanešen premaz proti trenju.

V notranjosti so nastavki - dva nastavka z luknjami za batni sornik, na katerega je nameščena glava.

Na straneh, v območju izboklin, so narejene majhne vdolbine, ki preprečujejo toplotne deformacije in pojav točkovanja.

Ker je temperaturni režim bata zelo stresen, je vprašanje njegovega hlajenja zelo pomembno.

Batni obročki so glavni način za odvajanje toplote. Preko njih se odvaja vsaj polovica odvečne toplotne energije, ki se prenaša na steno cilindra in nato na hladilni plašč.

Drug pomemben kanal za odvod toplote je mazanje. Uporabljajo se oljna meglica v cilindru, mazanje skozi luknjo v ojnici, prisilno brizganje z oljno šobo in druge metode. S kroženjem olja lahko odstranimo več kot tretjino toplote.

Poleg tega se del toplotne energije porabi za ogrevanje svežega dela gorljive mešanice, ki je vstopila v valj.

Obroči vzdržujejo želeno količino stiskanja v valjih in odvajajo levji delež toplote. In predstavljajo približno četrtino vseh izgub zaradi trenja v motorju z notranjim zgorevanjem. Zato je pomembnost kakovosti in stanja batnih obročkov za stabilno delovanje motorja z notranjim zgorevanjem težko preceniti.

Običajno so trije obroči - dva kompresijska obroča na vrhu in eno strgalo za olje na dnu. Obstajajo pa možnosti z različnim številom zvonjenj - od dveh do šestih.

Utor zgornjega obroča v siluminu Zgodi se, da je narejen z jeklenim vložkom, ki poveča odpornost proti obrabi.

Obroči so izdelani iz posebnih vrst litega železa. Za takšne obroče je značilna visoka trdnost, elastičnost, odpornost proti obrabi, nizek koeficient trenja in dolgo časa ohranjajo svoje lastnosti. Dodatki molibdena, volframa in nekaterih drugih kovin dajejo batnim obročkom dodatno toplotno odpornost.

Nove je treba brusiti. Če ste zamenjali obroče, poskrbite, da bo motor z notranjim zgorevanjem deloval nekaj časa in se izogibajte intenzivnim delovnim pogojem. V nasprotnem primeru se lahko neprekriti obroči pregrejejo in izgubijo elastičnost, v nekaterih primerih pa celo zlomijo. Posledica je lahko odpoved tesnila, izguba moči, vstop maziva v zgorevalno komoro, pregrevanje in izgorelost bata.