בוכנה היא חלק ממנוע של מכונית. מכשיר, החלפה, התקנת בוכנה

2024 מְחַבֵּר: Erin Ralphs | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-19 16:07

הבוכנה היא אחד המרכיבים של מנגנון הארכובה, שעליו מבוסס עקרון הפעולה של מנועי בעירה פנימית רבים. מאמר זה דן בעיצוב ובתכונות של חלקים אלה.

הגדרה

בוכנה היא חלק שמבצע תנועות הדדיות בצילינדר ומבטיח את הפיכת השינויים בלחץ הגז לעבודה מכנית.

Destination

עם השתתפותם של חלקים אלה, התהליך התרמודינמי של המנוע מתממש. מכיוון שהבוכנה היא אחד המרכיבים של מנגנון הארכובה, היא קולטת את הלחץ שמייצרים הגזים ומעבירה את הכוח אל המוט המחבר. בנוסף, הוא מבטיח איטום של תא הבעירה והוצאת חום ממנו.

עיצוב

הבוכנה היא חלק משלושה חלקים, כלומר העיצוב שלה כולל שלושה רכיבים המבצעים פונקציות שונות, ושני חלקים: הראש, המשלב את החלק התחתון והאיטום, וחלק המדריך, המיוצג על ידי חצאית.

תחתון

יכול להיות שונהצורה בהתאם לגורמים רבים. לדוגמה, התצורה של תחתית הבוכנות של מנוע בעירה פנימית נקבעת על ידי המיקום של אלמנטים מבניים אחרים, כגון חרירים, נרות, שסתומים, צורת תא הבעירה, תכונות התהליכים המתרחשים בו, העיצוב הכללי של המנוע וכו'. בכל מקרה, הוא קובע את תכונות הפעולה.

ישנם שני סוגים עיקריים של תצורת כתר בוכנה: קמור וקעור. הראשון מספק חוזק גדול יותר, אך מחמיר את התצורה של תא הבעירה. עם תחתית קעורה, לתא הבעירה, להיפך, יש צורה אופטימלית, אך משקעי פחמן מופקדים בצורה אינטנסיבית יותר. פחות נפוץ (במנועי שתי פעימות) יש בוכנות עם תחתית המיוצגת על ידי בליטת רפלקטור. זה הכרחי כאשר נושבת לתנועה מכוונת של מוצרי בעירה. לחלקים של מנועי בנזין יש בדרך כלל תחתית שטוחה או כמעט שטוחה. לפעמים יש להם חריצים לפתיחה מלאה של השסתומים. במנועים עם הזרקה ישירה, הבוכנות מאופיינות בתצורה מורכבת יותר. במנועי דיזל הם מובחנים בנוכחות של תא בעירה בתחתית, המספק סחרור טוב ומשפר את היווצרות התערובת.

רוב הבוכנות הן חד-צדדיות, אם כי ישנן גם גרסאות דו-צדדיות בעלות שתי תחתיות.

המרחק בין החריץ של טבעת הדחיסה הראשונה לתחתית נקרא אזור הירי של הבוכנה. ערך הגובה שלו חשוב מאוד, וזה שונה עבור חלקים העשויים מחומרים שונים. בכל מקרה, גובה טבעת האש מעברהגבולות של הערך המינימלי המותר עלולים להוביל לשחיקה של הבוכנה ולעיוות של המושב של טבעת הדחיסה העליונה.

חתום חלק

הנה מגרד שמן וטבעות דחיסה. עבור חלקים מהסוג הראשון, לתעלות יש חורים דרך עבור השמן שהוסר מפני השטח של הגליל כדי להיכנס לבוכנה, משם הוא נכנס למחבת השמן. לחלקם יש שפת נירוסטה עם חריץ לטבעת הדחיסה העליונה.

טבעות בוכנה, עשויות ברזל יצוק, משמשות ליצירת התאמה הדוקה בין הבוכנה לצילינדר. לכן, הם מקור החיכוך הגדול ביותר במנוע, שההפסדים מהם מגיעים ל-25% מסך ההפסדים המכניים במנוע. מספר ומיקומן של הטבעות נקבעים לפי סוג המנוע ומטרתו. הנפוצות ביותר בשימוש הן 2 טבעות דחיסה וטבעת מגרד שמן אחת.

טבעות דחיסה מבצעות את המשימה של מניעת כניסת גזים לתא הארכובה מתא הבעירה. העומסים הגדולים ביותר נופלים על הראשון שבהם, לכן, במנועים מסוימים, החריץ שלו מחוזק עם תוספת פלדה. טבעות דחיסה יכולות להיות טרפזיות, חרוטיות, בצורת חבית. לחלקם יש גזרה.

טבעת מגרדת השמן משמשת להוצאת עודפי שמן מהגליל ומונעת ממנו להיכנס לתא הבעירה. יש לזה חורים. גרסאות מסוימות כוללות מרחיב קפיץ.

חלק מדריך (חצאית)

בעל צורה בצורת חבית (עקמומית) או חרוטית כדי לפצות על התפשטות תרמית. עליהישנם שני זיזים לפין הבוכנה. באזורים אלה, החצאית בעלת המסה הגדולה ביותר. בנוסף, נצפים עיוותי הטמפרטורה הגדולים ביותר במהלך החימום. נעשה שימוש באמצעים שונים כדי לצמצם אותם. ייתכן שיש טבעת מגרדת שמן בתחתית החצאית.

כדי להעביר כוח מהבוכנה או אליה, לרוב משתמשים בארכובה או במוט. סיכת הבוכנה משמשת לחבר את החלק הזה אליהם. הוא עשוי מפלדה, בעל צורת צינורית וניתן להתקנה בכמה דרכים. לרוב, נעשה שימוש באצבע צפה, אותה ניתן לסובב במהלך הפעולה. כדי למנוע תזוזה, הוא קבוע עם טבעות שמירה. הידוק קשיח משמש בתדירות נמוכה בהרבה. המוט משמש כמנחה במקרים מסוימים, ומחליף את חצאית הבוכנה.

חומרים

בוכנת המנוע יכולה להיות מורכבת מחומרים שונים. בכל מקרה, הם חייבים להיות בעלי תכונות כגון חוזק גבוה, מוליכות תרמית טובה, תכונות אנטי-חיכוך, עמידות בפני קורוזיה ומקדם נמוך של התפשטות וצפיפות ליניארית. לייצור בוכנות משתמשים בסגסוגות אלומיניום וברזל יצוק.

ברזל יצוק

הוא כולל חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה ומקדם התפשטות ליניארי נמוך. המאפיין האחרון מאפשר לבוכנות כאלה לפעול עם מרווחים קרובים, ובכך להשיג איטום צילינדר טוב. עם זאת, בשל המשקל הסגולי המשמעותי, חלקי ברזל יצוק משמשים רק במנועים שבהם יש למסה ההדדית כוחותאינרציה, המהווה לא יותר משישית מכוחות הלחץ על החלק התחתון של בוכנת הגז. בנוסף, בשל מוליכות תרמית נמוכה, החימום של החלק התחתון של חלקי ברזל יצוק במהלך פעולת המנוע מגיע ל-350-450 מעלות צלזיוס, דבר שאינו רצוי במיוחד עבור אפשרויות קרבורטור, מכיוון שהוא מוביל להצתה זוהרת.

אלומיניום

חומר זה משמש לרוב עבור בוכנות. זה נובע מהמשקל הסגולי הנמוך (חלקי אלומיניום קלים יותר ב-30% מחלקי ברזל יצוק), מוליכות תרמית גבוהה (פי 3-4 מזו של ברזל יצוק), מה שמבטיח שהתחתית תתחמם ללא יותר מ-250 מעלות. C, המאפשר להגדיל את יחס הדחיסה ולספק מילוי טוב יותר של צילינדרים, ותכונות אנטי חיכוך גבוהות. יחד עם זאת, לאלומיניום יש מקדם התפשטות ליניארי הגדול פי 2 מזה של ברזל יצוק, מה שמאלץ ליצור פערים גדולים עם דפנות הצילינדר, כלומר מידות בוכנות האלומיניום קטנות יותר מאלו של ברזל יצוק עבור צילינדרים זהים. בנוסף, לחלקים כאלה יש חוזק נמוך יותר, במיוחד בחימום (ב-300 מעלות צלזיוס, הוא יורד ב-50-55%, בעוד שלברזל יצוק - ב-10%).

כדי להפחית את מידת החיכוך, קירות הבוכנות מצופים בחומר נגד חיכוך, המשמש כגרפיט ומוליבדן דיסולפיד.

חימום

כאמור, במהלך פעולת המנוע, הבוכנות יכולות להתחמם עד 250-450 מעלות צלזיוס. לכן, יש צורך לנקוט באמצעים שמטרתם הן להפחית את החימום והן לפצות על ההתפשטות התרמית הנגרמת ממנו.פרטים.

לקירור הבוכנות משתמשים בשמן שמסופק בתוכם בדרכים שונות: הן יוצרות ערפל שמן בצילינדר, מרססות אותו דרך חור במוט המחבר או בעזרת זרבובית, מזריקים אותו לתוך תעלה טבעתית, זרימת דרך הסליל הצינורי בתחתית הבוכנה.

כדי לפצות על עיוותי טמפרטורה באזורי הגאות והשפל, החצאיות הופכות משני צידי המתכת בעומק 0.5-1.5 מ מ בצורת חריצים בצורת U או T. אמצעי כזה משפר את השימון שלו ומונע את הופעת הניקוד עקב עיוותים בטמפרטורה, ולכן שקעים אלה נקראים מקררים. הם משמשים בשילוב עם חצאית בצורת חרוט או חבית. זה מפצה על ההתרחבות הליניארית שלו בגלל העובדה שכאשר היא מחוממת, החצאית מקבלת צורה גלילית. בנוסף, נעשה שימוש בתוספות פיצוי כך שקוטר הבוכנה חווה התפשטות תרמית מוגבלת במישור התנופה של המוט המחבר. אפשר גם לבודד את החלק המנחה מהראש שחווה הכי הרבה חום. לבסוף, קירות החצאית מקבלים תכונות קפיציות על ידי החלת חיתוך אלכסוני לכל אורכה.

טכנולוגיית ייצור

לפי שיטת הייצור, הבוכנות מחולקות ליציקות ומחושלות (בולות). חלקים מהסוג הראשון משמשים ברוב המכוניות, והחלפת בוכנות בזולות משמשת לכוונון. אפשרויות מזויפות מאופיינות בחוזק ועמידות מוגברים, כמו גם במשקל נמוך יותר. לכן, התקנת בוכנות מסוג זה מגבירה את האמינות והביצועים של המנוע. זה חשוב במיוחד עבור מנועים הפועלים בתנאים של מוגברעומסים, בעוד שחלקים יצוקים מספיקים לשימוש יומיומי.

Application

הבוכנה היא חלק רב תכליתי. לכן, הוא משמש לא רק במנועים. לדוגמה, יש בוכנת קליפר בלם, שכן היא מתפקדת בצורה דומה. כמו כן, מנגנון הארכובה משמש בחלק מהדגמים של מדחסים, משאבות וציוד אחר.