Что такое CPG? Поршневой цилиндр в сборе (далее CPG) — это название, данное деталям, которые составляют основу всех двигателей с технологией внутреннего сгорания топлива. За счет этой сборки вращается коленчатый вал, от которого вращение передается на раму автомобиля, а от нее — на ведущие колеса.
Содержание
Детали ЦПГ
О чем это? В состав CPG входят следующие детали двигателя:
- Поршни;
- Вкладыши (они же цилиндры);
- Резинки;
- Поршневые пальцы.
Принцип работы
Поршень движется вверх и вниз внутри гильзы, передавая это движение на шейку коленчатого вала через шатун. Шатун вращает коленчатый вал, поэтому поступательное движение всех поршней становится вращательным. Коленчатый вал вращается за счет работы ЦПГ.
Поршневые кольца (компрессионные кольца) закрывают зазор между поршнем и цилиндром (гильзой), предотвращая попадание газов и горючей смеси в картер из камеры сгорания. Маслосъемные кольца удаляют излишки масла со стенок футеровки, чтобы оно не попало в камеру сгорания и не сгорело там, вызывая появление сажи.
Обычно каждый поршень имеет 2 компрессионных кольца и скребок, но это количество может варьироваться в зависимости от конструкции двигателя.
Штифт соединяет поршень с шатуном. Обычно в шатун вдавливается палец, и поршень качается над ним. Но есть двигатели, в которых, наоборот, палец в поршне неподвижен и качается в шатуне.
Современные двигатели могут иметь от одного цилиндра (двухтактные агрегаты мотоциклов, мопедов и т.д.) до 16 — танковые двигатели и двигатели огромных (четырехтактных) тракторов. Количество ходов — это количество движений, для которых выполняется полный цикл цилиндра.
Работа в 4 такта
ЦПД четырехтактного двигателя работает так:
- Ход всасывания. Поршень из ВМТ опускается в гильзу, при этом впускной клапан открыт, цилиндр заполняется воздухом и впрыскивается топливо;
- Цикл сжатия. Поршень достиг PMI и начинается сжатие топливовоздушной смеси, клапаны закрываются;
- Цикл расширения. Поршень максимально сжал смесь и достиг ВМТ, смесь воспламеняется от искры от свечи зажигания. Взрыв смеси толкает поршень вниз, клапаны по-прежнему закрыты;
- Цикл выброса. Поршень дошел до PDC, смесь уже сгорела, выпускной клапан открывается, выхлопные газы выбрасываются в выпускной коллектор движением поршня вверх. Как только поршень снова достигает ВМТ, начинается новый такт впуска.
Работа в 2 такта
В двухтактном двигателе все это происходит за два цикла движения поршня.
- Цикл сжатия. Поршень поднимается от НМТ до ВМТ. Топливо поступает через дренажные отверстия, затем они закрываются поршнем. Дальнейшее движение вверх закрывает выхлопные каналы, через которые отводятся выхлопные газы. Поршень приближается к ВМТ, создавая давление смеси в пространстве над ним, называемом камерой сгорания.
- Цикл расширения. Смесь воспламеняется, энергия взрыва толкает поршень, заставляя его двигаться вниз. При этом сначала открываются отверстия для отвода выхлопных газов, затем продувка и заполнение камеры новой порцией топлива. Впоследствии цикл повторяется.
Из чего изготавливается
Рассмотрим материалы деталей ЦПГ. Все материалы LPG должны иметь высокую прочность, отличную теплопроводность, немного расширяться при нагревании и иметь антифрикционные свойства. Они обладают большей устойчивостью к ржавчине.
Гильзы изготавливаются из чугуна или специальной стали с добавками, чтобы деталь выдерживала большую нагрузку.
Поршни изначально были из чугуна, но с развитием технологий из них стали производить алюминий. В современных двигателях используются сборные стальные поршни, особенно в дизельных двигателях. В экспериментальных двигателях испытываются керамические поршни, но пока в производстве керамика используется только в качестве распылителя на поршни.
Поршневые кольца изготовлены из высокопрочного серого чугуна с добавками молибдена, хрома, вольфрама или никеля. Присадки обеспечивают лучшую «приработку» деталей, повышая их устойчивость к износу и сильному нагреву.
Поршневые пальцы изготавливаются из легированной или углеродистой стали, закалены и закалены. Если файл оставляет на пальце царапины, это плохие (не горячие) пальцы, их нельзя установить, это приведет к повреждению CPG.
Итог
В заключение расскажу, на каких двигателях стоит ЦПГ. Эта группа присутствует на всех агрегатах, работающих по принципу внутреннего сгорания топлива. Вне зависимости от того, дизельный ли это, бензиновый или газовый агрегат. За удобство и относительную простоту исполнения, надежность и долговечность, а также безопасность для человека (за исключением бережного отношения к окружающей среде) двигатели с ЦПГ широко используются во всем мире, в том числе в косилках и бензопилах. У электродвигателей нет ЦПГ, они работают по другому принципу.
