피스톤.
피스톤은 자동차 엔진의 실린더 바디에서 왕복 운동을 합니다. 피스톤의 기본 구조는 탑, 헤드, 스커트로 나눌 수 있습니다. 피스톤 탑은 연소실의 주요 부분이며, 그 형태는 선택한 연소실 형태와 관련이 있습니다. 가솔린 엔진은 대부분 열 흡수 면적이 작은 평평한 탑 피스톤을 사용합니다. 디젤 엔진의 피스톤 탑은 종종 다양한 피트(pit)를 가지고 있으며, 그 특정 형태, 위치 및 크기는 디젤 엔진의 혼합기 형성 및 연소 요구 사항에 따라 결정됩니다.
피스톤 상단은 연소실의 구성 요소이므로 다양한 모양으로 제작되는 경우가 많습니다. 가솔린 엔진의 피스톤은 기껏해야 평평한 상단이나 오목한 상단을 사용하는데, 이는 연소실이 작고 방열 면적이 작으며 제조 공정이 간단하기 때문입니다. 볼록 헤드 피스톤은 2행정 가솔린 엔진에 일반적으로 사용됩니다. 디젤 엔진의 피스톤 상단은 다양한 피트(pit)로 제작되는 경우가 많습니다.
피스톤 헤드는 피스톤 핀 시트 위쪽 부분이며, 피스톤 헤드에는 피스톤 링이 설치되어 고온, 고압 가스가 크랭크케이스로 들어가는 것을 방지하고, 오일이 연소실로 들어가는 것을 방지합니다. 피스톤 상단에서 흡수한 대부분의 열은 피스톤 헤드를 통해 실린더로 전달된 후 냉각 매체를 통해 전달됩니다.
피스톤 헤드는 피스톤 링 장착을 위한 여러 개의 링 홈으로 가공되며, 피스톤 링의 개수는 엔진 속도 및 실린더 압력과 관련된 씰의 요구 사항에 따라 달라집니다. 고속 엔진은 저속 엔진보다 링의 개수가 적고, 가솔린 엔진은 디젤 엔진보다 링의 개수가 적습니다. 일반 가솔린 엔진은 가스 링 2개와 오일 링 1개를 사용합니다. 디젤 엔진은 가스 링 3개와 오일 링 1개를 사용합니다. 저속 디젤 엔진은 가스 링 3~4개를 사용합니다. 마찰 손실을 줄이려면 벨트 부분의 높이를 최대한 낮추고, 밀봉을 보장하는 조건에서 링의 개수를 줄여야 합니다.
피스톤 링의 홈 아래에 있는 모든 부분을 피스톤 스커트라고 합니다.이 스커트의 역할은 실린더 내에서 피스톤을 왕복 운동하도록 안내하고 측면 압력을 견디는 것입니다.엔진이 작동 중일 때 실린더 내 가스 압력의 영향으로 피스톤이 구부러지고 변형됩니다.피스톤이 가열되면 피스톤 핀의 금속으로 인해 팽창량이 다른 곳보다 큽니다.또한 피스톤은 측면 압력의 작용으로 압출 변형을 일으킵니다.위의 변형의 결과로 피스톤 스커트의 단면은 피스톤 핀에 수직인 장축 방향으로 타원이 됩니다.또한 피스톤 축을 따라 온도와 질량이 고르지 않게 분포되기 때문에 각 단면의 열 팽창은 위쪽이 크고 아래쪽이 작습니다.
피스톤 어셈블리의 주요 고장 및 원인은 다음과 같습니다.
1. 피스톤 상면의 융해. 피스톤 융해는 피스톤 상면에 발생하며, 가벼운 케이스에서는 느슨한 피팅이, 무거운 케이스에서는 국부적인 용융이 발생합니다. 피스톤 상면 융해의 주요 원인은 비정상적인 연소로 인해 발생하며, 피스톤 링이 고착되어 파손된 후 상면에 과도한 열이 가해지거나 큰 하중이 가해지기 때문입니다.
2. 피스톤 상면에 균열이 발생합니다. 피스톤 상면의 균열 방향은 일반적으로 피스톤 핀홀 축에 수직이며, 이는 주로 열응력으로 인한 피로 균열에 의해 발생합니다. 원인은 엔진의 과부하 운전으로 인해 피스톤이 과도하게 변형되어 피스톤 상면에 피로 균열이 발생하기 때문입니다.
3. 피스톤 링 홈 측벽 마모. 피스톤이 상하로 움직일 때, 피스톤 링은 실린더의 변형에 따라 레이디얼 텔레스코픽으로 변해야 합니다. 특히 링 홈의 온도가 높고, 가스와 오일 쐐기의 "충격"을 받아 링 홈에서 링 마찰과 진동이 발생하여 마모가 발생합니다.
4. 피스톤 링이 링 홈에 코크가 고착되어 있습니다. 피스톤 링 코킹은 윤활유가 산화되어 침전되거나 탱크 내에서 링의 운동 자유도가 떨어져 발생하는 현상으로, 매우 위험합니다. 주요 원인은 디젤 엔진의 과열 또는 장시간 과부하로 인해 윤활유 검, 피스톤 링, 실린더에 심각한 열 변형이 발생하는 것입니다. 윤활유 오염이 심각하고 윤활유 품질이 좋지 않은 경우, 크랭크케이스 환기 장치의 작동 불량으로 실린더에 과도한 부압이 발생하거나 기밀성이 떨어져 오일이 쇄도하는 경우입니다. 따라서 디젤 엔진의 과열을 방지하기 위해 반드시 정품 오일을 사용해야 합니다.
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