У современных форсированных тепловозных дизелей поршневая мощность достигает значений 55 кВт/ дм2 при Рz=12 - 14 МПа. Это приводит к существенному росту термических и механических нагрузок на поршни. Поэтому, как правило, поршни 2-х тактных, а также форсированных 4-х тактных дизелей выполняются охлаждаемыми.
Для изготовления поршней используют чугун, алюминиевые и магниевые сплавы, сталь. Чаще всего поршни изготавливают из чугуна и алюминиевых сплавов.
В зависимости от типа двигателя ориентировочно принимаются основные размеры поршня и составляется его эскиз. Для 4-х тактных дизелей “длинные” поршни (см. рис.11) принимаются при средней быстроходности и рядном расположении цилиндров. “Короткие” поршни (см. рис. 12) преимущественно применяются в высокооборотных дизелях с V-образным расположением цилиндров.
Ориентировочные размеры поршней, поршневых пальцев и колец определяются из соотношений, представленных в табл. 8.
Таблица 8.
|
Параметры |
Значения для дизелей |
|
Диаметр поршня (DП), мм |
П.п. 1.1. и 1.2. |
|
Толщина днища поршня (), мм: охлаждаемого неохлаждаемого |
(0,08 -0,2)Dц (0,04 0,08)Dц |
|
Расстояние от кромки поршня до первого кольца (е), мм |
(1,0 -3,0) |
|
Толщина цилиндрической стенки (m), мм |
(0,05 0,08)Dц |
|
Длина поршня (H), мм |
(1,5 2,0)Dц |
|
Расстояние от оси пальца до нижней кромки, мм |
(0,8 1,2)Dц |
|
Диаметр пальца (dП), мм |
(0,35 0,5)Dц |
|
Длина пальца (lП), мм: закрепленного плавающего |
(0,88 0,93)Dц (0,8 0,87)Dц |
|
Диаметр внутреннего отверстия пальца (dПВ), мм |
(0,4 -0,7)dп |
|
Число компрессионных колец |
(5 -7) |
|
Толщина кольца (радиальная) (t), мм |
(1,25 1,35)Dц |
|
Высота кольца (а), мм |
(0,5 -1,0)t |
|
Число маслосъемных колец |
(1 4) |
|
Высота перемычки между канавками в поршне, мм |
(1,0 1,3)а |
Высота поршня Н проверяется по удельному давлению на стенку поршня:
,
где N max - максимальная сила бокового давленая на стенку поршня цилиндра, МН;
Н - длина тронковой части поршня (за вычетом ширины колец).
Для чугунных неохлаждаемых поршней Кmax = 0,35 0,45, МПа, для чугунных охлаждаемых - 0,55 - 0,65, а для алюминиевых - 0,8 - 1,0, МПа. Для некоторых форсированных дизелей значение Кmax может быть повышено до 1,1 МПа.