پیستون بخشی از موتور خودرو است. دستگاه، تعویض، نصب پیستون

2024 نویسنده: Erin Ralphs | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-19 14:59

پیستون یکی از عناصر مکانیزم میل لنگ است که اصل کار بسیاری از موتورهای احتراق داخلی بر آن استوار است. این مقاله به طراحی و ویژگی های این قطعات می پردازد.

تعریف

پیستون بخشی است که حرکات رفت و برگشتی را در یک سیلندر انجام می دهد و تبدیل تغییرات فشار گاز به کار مکانیکی را تضمین می کند.

مقصد

با مشارکت این قطعات فرآیند ترمودینامیکی موتور محقق می شود. از آنجایی که پیستون یکی از عناصر مکانیزم میل لنگ است، فشار تولید شده توسط گازها را درک کرده و نیرو را به شاتون منتقل می کند. علاوه بر این، آب بندی محفظه احتراق و خروج گرما از آن را تضمین می کند.

طراحی

پیستون یک قسمت سه تکه است، یعنی طراحی آن شامل سه جزء است که عملکردهای متفاوتی را انجام می دهد و دو قسمت: سر که قسمت پایین و آب بندی را با هم ترکیب می کند و قسمت راهنما که توسط دامن.

پایین

ممکن است متفاوت باشدبسته به عوامل زیادی شکل می گیرد. به عنوان مثال، پیکربندی پایین پیستون های یک موتور احتراق داخلی با محل سایر عناصر ساختاری مانند نازل ها، شمع ها، سوپاپ ها، شکل محفظه احتراق، ویژگی های فرآیندهای رخ داده در آن تعیین می شود. طراحی کلی موتور و غیره. در هر صورت، ویژگی های عملکرد را تعیین می کند.

دو نوع اصلی پیکربندی تاج پیستون وجود دارد: محدب و مقعر. اولی استحکام بیشتری را فراهم می کند، اما پیکربندی محفظه احتراق را بدتر می کند. با کف مقعر، محفظه احتراق، برعکس، شکل بهینه ای دارد، اما رسوبات کربن با شدت بیشتری رسوب می کنند. به ندرت (در موتورهای دو زمانه) پیستون هایی وجود دارد که قسمت پایینی آنها با برآمدگی بازتابنده نمایش داده می شود. این هنگام دمیدن برای حرکت مستقیم محصولات احتراق ضروری است. قسمت هایی از موتورهای بنزینی معمولاً کفی صاف یا تقریباً صاف دارند. گاهی اوقات شیارهایی برای باز کردن کامل دریچه ها دارند. در موتورهای با تزریق مستقیم، پیستون ها با پیکربندی پیچیده تری مشخص می شوند. در موتورهای دیزل، آنها با وجود یک محفظه احتراق در پایین متمایز می شوند که چرخش خوبی را فراهم می کند و تشکیل مخلوط را بهبود می بخشد.

بیشتر پیستون ها یک طرفه هستند، اگرچه نسخه های دو طرفه نیز وجود دارند که دو قسمت پایینی دارند.

فاصله بین شیار اولین رینگ فشاری و پایین را منطقه شلیک پیستون می گویند. ارزش ارتفاع آن بسیار مهم است که برای قطعات ساخته شده از مواد مختلف متفاوت است. در هر صورت ارتفاع حلقه آتش فراتر استمحدودیت حداقل مقدار مجاز می تواند منجر به سوختگی پیستون و تغییر شکل نشیمنگاه رینگ فشاری بالایی شود.

قطع مهر و موم

در اینجا اسکراپر روغن و حلقه های فشرده سازی وجود دارد. برای قسمت‌های نوع اول، کانال‌ها دارای سوراخ‌هایی هستند که روغن از سطح سیلندر خارج شده و وارد پیستون می‌شود و از آنجا وارد تابه روغن می‌شود. برخی دارای یک لبه فولادی ضد زنگ با شیاری برای حلقه فشاری بالایی هستند.

حلقه های پیستون، ساخته شده از چدن، برای ایجاد یک تناسب راحت بین پیستون و سیلندر خدمت می کنند. بنابراین، آنها منبع بیشترین اصطکاک در موتور هستند که تلفات آن به 25٪ از کل تلفات مکانیکی موتور می رسد. تعداد و محل حلقه ها بر اساس نوع و هدف موتور تعیین می شود. رایج ترین آنها 2 حلقه فشاری و 1 حلقه خراش دهنده روغن هستند.

حلقه های فشاری وظیفه جلوگیری از ورود گازها به داخل میل لنگ را از محفظه احتراق انجام می دهند. بیشترین بارها بر روی اولین آنها وارد می شود، بنابراین، در برخی از موتورها، شیار آن با یک درج فولادی تقویت می شود. حلقه های فشاری می توانند ذوزنقه ای، مخروطی، بشکه ای شکل باشند. برخی از آنها یک برش دارند.

حلقه خراش دهنده روغن برای حذف روغن اضافی از سیلندر و جلوگیری از ورود آن به محفظه احتراق عمل می کند. سوراخ هایی برای این کار دارد. برخی از گونه‌ها دارای انبساط فنری هستند.

بخش راهنما (دامن)

دارای شکل بشکه ای (منحنی خط) یا مخروطی برای جبران انبساط حرارتی است. روی اودو بند برای پین پیستون وجود دارد. در این مناطق دامن بیشترین جرم را دارد. علاوه بر این، بیشترین تغییر شکل دما در طول گرمایش مشاهده می شود. برای کاهش آنها از اقدامات مختلفی استفاده می شود. ممکن است یک حلقه خراش روغن در پایین دامن وجود داشته باشد.

برای انتقال نیرو از پیستون یا به آن، اغلب از میل لنگ یا میله استفاده می شود. پین پیستون برای اتصال این قسمت به آنها عمل می کند. از فولاد ساخته شده، شکل لوله ای دارد و به روش های مختلفی قابل نصب است. بیشتر اوقات از یک انگشت شناور استفاده می شود که می توان آن را در حین کار چرخاند. برای جلوگیری از جابجایی، با حلقه های نگهدارنده ثابت می شود. بست سفت و سخت بسیار کمتر استفاده می شود. میله در برخی موارد به عنوان راهنما عمل می کند و جایگزین دامن پیستون می شود.

مواد

پیستون موتور می تواند از مواد مختلفی تشکیل شده باشد. در هر صورت، آنها باید دارای ویژگی هایی مانند استحکام بالا، هدایت حرارتی خوب، خواص ضد اصطکاک، مقاومت در برابر خوردگی و ضریب انبساط و چگالی خطی پایین باشند. برای تولید پیستون از آلیاژهای آلومینیوم و چدن استفاده می شود.

چدن

دارای استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و ضریب انبساط خطی کم است. خاصیت اخیر چنین پیستون‌هایی را قادر می‌سازد تا با فاصله‌های نزدیک کار کنند و در نتیجه آب‌بندی سیلندر خوبی حاصل شود. با این حال، به دلیل وزن مخصوص قابل توجه، قطعات چدنی فقط در موتورهایی استفاده می شود که توده های رفت و برگشتی دارای نیرو هستند.اینرسی، که بیش از یک ششم نیروهای فشار در کف پیستون گاز را تشکیل نمی دهد. علاوه بر این، به دلیل رسانایی حرارتی کم، گرم شدن کف قطعات چدنی در حین کارکرد موتور به 350-450 درجه سانتیگراد می رسد که به ویژه برای گزینه های کاربراتوری نامطلوب است، زیرا منجر به اشتعال درخشش می شود.

آلومینیوم

این ماده بیشتر برای پیستون استفاده می شود. این به دلیل وزن مخصوص کم (قطعات آلومینیومی 30٪ سبکتر از قطعات چدنی هستند)، رسانایی حرارتی بالا (3-4 برابر بیشتر از چدن)، که تضمین می کند که کف تا بیش از 250 درجه گرم نمی شود. C که باعث افزایش نسبت تراکم و پر شدن بهتر سیلندرها و خاصیت ضد اصطکاک بالا می شود. در عین حال، آلومینیوم دارای ضریب انبساط خطی است که 2 برابر بیشتر از چدن است، که باعث می شود شکاف های بزرگی با دیواره های سیلندر ایجاد شود، یعنی ابعاد پیستون های آلومینیومی کوچکتر از چدن است. سیلندرهای یکسان علاوه بر این، چنین قطعاتی استحکام کمتری دارند، به خصوص هنگام گرم شدن (در دمای 300 درجه سانتیگراد، 50-55٪ کاهش می یابد، در حالی که برای چدن - 10٪).

برای کاهش درجه اصطکاک، دیواره پیستون ها با ماده ضد اصطکاک پوشانده می شود که به عنوان گرافیت و دی سولفید مولیبدن استفاده می شود.

گرمایش

همانطور که گفته شد، در حین کارکرد موتور، پیستون ها می توانند تا 250-450 درجه سانتیگراد گرم شوند. بنابراین، لازم است اقداماتی با هدف کاهش گرمایش و جبران انبساط حرارتی ناشی از آن انجام شود.جزئیات.

برای خنک کردن پیستون ها از روغن استفاده می شود که به روش های مختلف در داخل آنها عرضه می شود: در سیلندر یک غبار روغن ایجاد می کنند، آن را از سوراخی در شاتون پاشیده یا با یک نازل، آن را به داخل سیلندر تزریق می کنند. کانال حلقوی، از طریق سیم پیچ لوله ای در کف پیستون گردش کنید.

برای جبران تغییر شکل های دما در نواحی جزر و مد، دامن ها در دو طرف فلز به عمق 0.5-1.5 میلی متر به شکل شیارهایی به شکل U یا T چرخانده می شوند. چنین اقدامی روانکاری آن را بهبود می بخشد و از ایجاد امتیاز در تغییر شکل دما جلوگیری می کند ، بنابراین به این فرورفتگی ها یخچال می گویند. آنها در ترکیب با دامن مخروطی یا بشکه ای شکل استفاده می شوند. این امر انبساط خطی آن را جبران می کند زیرا هنگام گرم شدن دامن حالت استوانه ای به خود می گیرد. علاوه بر این، از درج های جبرانی استفاده می شود تا قطر پیستون انبساط حرارتی محدودی را در صفحه نوسان شاتون تجربه کند. همچنین می توان قسمت راهنما را از سر که بیشترین گرما را تجربه می کند جدا کرد. در نهایت دیوارهای دامن با اعمال یک برش اریب در تمام طول آن خاصیت فنری پیدا می کند.

فناوری تولید

بر اساس روش ساخت، پیستون ها به دو دسته ریخته گری و آهنگری (مهردار) تقسیم می شوند. قطعات نوع اول در اکثر خودروها استفاده می شود و جایگزینی پیستون با پیستون آهنگری در تیونینگ استفاده می شود. گزینه های فورج شده با افزایش استحکام و دوام و همچنین وزن کمتر مشخص می شوند. بنابراین نصب پیستون هایی از این نوع باعث افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد موتور می شود. این امر به ویژه برای موتورهایی که در شرایط افزایش کار می کنند بسیار مهم استبارگیری می شود، در حالی که قطعات ریخته گری برای استفاده روزمره کافی است.

برنامه

پیستون یک قطعه چند منظوره است. بنابراین، نه تنها در موتورها استفاده می شود. به عنوان مثال، یک پیستون کالیپر ترمز وجود دارد، زیرا به روشی مشابه عمل می کند. همچنین مکانیسم میل لنگ در برخی از مدل های کمپرسور، پمپ و سایر تجهیزات استفاده می شود.