Un piston este o parte a motorului unei mașini. Dispozitiv, înlocuire, instalare piston

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

Pistonul este unul dintre elementele mecanismului manivelei, pe care se bazează principiul de funcționare a multor motoare cu ardere internă. Acest articol discută despre designul și caracteristicile acestor piese.

Definiție

Un piston este o piesă care efectuează mișcări alternative într-un cilindru și asigură transformarea modificărilor de presiune a gazului în lucru mecanic.

Destinație

Cu participarea acestor părți, se realizează procesul termodinamic al motorului. Deoarece pistonul este unul dintre elementele mecanismului manivelei, acesta percepe presiunea produsă de gaze și transferă forța către biela. În plus, asigură etanșarea camerei de ardere și îndepărtarea căldurii din aceasta.

Design

Pistonul este o piesă din trei piese, adică designul său include trei componente care îndeplinesc funcții diferite și două părți: capul, care combină partea inferioară și partea de etanșare, și partea de ghidare, reprezentată de fustă.

De jos

Poate avea diferiteformează în funcție de mulți factori. De exemplu, configurația inferioară a pistoanelor unui motor cu ardere internă este determinată de locația altor elemente structurale, cum ar fi duze, lumânări, supape, forma camerei de ardere, caracteristicile proceselor care au loc în aceasta, designul general al motorului etc. În orice caz, acesta determină caracteristicile de funcționare.

Există două tipuri principale de configurație a coroanei pistonului: convexă și concavă. Primul oferă o rezistență mai mare, dar înrăutățește configurația camerei de ardere. Cu fundul concav, camera de ardere, dimpotrivă, are o formă optimă, dar depozitele de carbon se depun mai intens. Mai rar (la motoarele în doi timpi) există pistoane cu fundul reprezentat de o proeminență a reflectorului. Acest lucru este necesar la suflare pentru mișcarea direcționată a produselor de ardere. Piesele motoarelor pe benzină au de obicei un fund plat sau aproape plat. Uneori au caneluri pentru a deschide complet supapele. La motoarele cu injecție directă, pistoanele se caracterizează printr-o configurație mai complexă. La motoarele diesel, ele se disting prin prezența unei camere de ardere în partea inferioară, care oferă o turbiune bună și îmbunătățește formarea amestecului.

Majoritatea pistoanelor sunt cu o singură față, deși există și versiuni cu două fețe care au două părți inferioare.

Distanța dintre canelura primului inel de compresie și partea inferioară se numește zona de ardere a pistonului. Valoarea înălțimii sale este foarte importantă, care este diferită pentru piesele din diferite materiale. În orice caz, înălțimea inelului de foc dincololimitele valorii minime admisibile pot duce la arderea pistonului și la deformarea locașului inelului de compresie superior.

Piesă de sigiliu

Iată raclete de ulei și inele de compresie. Pentru piesele de primul tip, canalele au orificii de trecere pentru ca uleiul scos de pe suprafata cilindrului sa intre in piston, de unde patrunde in baia de ulei. Unele au o jantă din oțel inoxidabil cu o canelură pentru inelul de compresie superior.

Inelele de piston, din fontă, servesc pentru a crea o potrivire perfectă între piston și cilindru. Prin urmare, ele sunt sursa celei mai mari frecări în motor, pierderile din care se ridică la 25% din pierderile mecanice totale ale motorului. Numărul și locația inelelor sunt determinate de tipul și scopul motorului. Cele mai utilizate sunt 2 inele de compresie și 1 inel de raclere a uleiului.

Inelele de compresie îndeplinesc sarcina de a împiedica intrarea gazelor în carter din camera de ardere. Cele mai mari sarcini cad pe prima dintre ele, prin urmare, la unele motoare, canelura sa este întărită cu o inserție de oțel. Inelele de compresie pot fi trapezoidale, conice, în formă de butoi. Unele dintre ele au un decupaj.

Inelul răzuitor de ulei servește la îndepărtarea uleiului în exces din cilindru și împiedică intrarea acestuia în camera de ardere. Are găuri pentru asta. Unele variante au un expandator cu arc.

Piesă de ghidare (fustă)

Are o formă de butoi (curbiliniu) sau conică pentru a compensa expansiunea termică. Pe easunt două urechi pentru bolțul pistonului. În aceste zone, fusta are cea mai mare masă. În plus, se observă cele mai mari deformații de temperatură în timpul încălzirii. Pentru a le reduce sunt utilizate diferite măsuri. Este posibil să existe un inel pentru raclerea uleiului în partea de jos a fustei.

Pentru a transfera forța de la piston sau la acesta, cel mai adesea se folosește o manivela sau o tijă. Știftul pistonului servește la conectarea acestei piese la ele. Este realizat din otel, are forma tubulara si poate fi instalat in mai multe moduri. Cel mai adesea, se folosește un deget plutitor, care poate fi rotit în timpul funcționării. Pentru a preveni deplasarea, se fixează cu inele de reținere. Fixarea rigidă este folosită mult mai rar. Tija acționează ca ghid în unele cazuri, înlocuind mantaua pistonului.

Materiale

Pistonul motorului poate fi compus din diverse materiale. În orice caz, trebuie să aibă calități precum rezistență ridicată, conductivitate termică bună, proprietăți anti-fricțiune, rezistență la coroziune și coeficient scăzut de dilatare liniară și densitate. Pentru producția de pistoane se folosesc aliaje de aluminiu și fontă.

Fontă

Are rezistență ridicată, rezistență la uzură și coeficient scăzut de dilatare liniară. Această ultimă proprietate permite ca astfel de pistoane să funcționeze cu un spațiu de joc strâns, obținând astfel o bună etanșare a cilindrului. Cu toate acestea, din cauza greutății specifice semnificative, piesele din fontă sunt utilizate numai la acele motoare în care masele alternative au forțe.inerție, constituind nu mai mult de o șaseme din forțele de presiune pe partea inferioară a pistonului de gaz. În plus, datorită conductivității termice scăzute, încălzirea fundului pieselor din fontă în timpul funcționării motorului ajunge la 350-450 ° C, ceea ce este deosebit de nedorit pentru opțiunile de carburator, deoarece duce la aprindere strălucitoare.

Aluminiu

Acest material este cel mai frecvent utilizat pentru pistoane. Acest lucru se datorează greutății specifice scăzute (piesele din aluminiu sunt cu 30% mai ușoare decât piesele din fontă), conductivității termice ridicate (de 3-4 ori mai mare decât cea a fontei), care asigură că fundul este încălzit la cel mult 250 °. C, ceea ce face posibilă creșterea raportului de compresie și asigurarea unei umpleri mai bune a cilindrilor și proprietăți antifricțiune ridicate. Totodată, aluminiul are un coeficient de dilatare liniar de 2 ori mai mare decât cel al fontei, ceea ce obligă să se facă goluri mari cu pereții cilindrilor, adică dimensiunile pistoanelor din aluminiu sunt mai mici decât cele ale fontei pt. cilindri identici. În plus, astfel de piese au o rezistență mai mică, mai ales când sunt încălzite (la 300 ° C, scade cu 50-55%, în timp ce pentru fontă - cu 10%).

Pentru a reduce gradul de frecare, pereții pistoanelor sunt acoperiți cu un material antifricțiune, care este folosit ca grafit și disulfură de molibden.

Încălzire

După cum sa menționat, în timpul funcționării motorului, pistoanele se pot încălzi până la 250-450 °C. Prin urmare, este necesar să se ia măsuri care să vizeze atât reducerea încălzirii, cât și compensarea dilatației termice cauzate de aceasta.detalii.

Pentru a răci pistoanele se folosește ulei, care este furnizat în interiorul lor în diverse moduri: creează o ceață de ulei în cilindru, îl pulverizează printr-un orificiu din biela sau cu o duză, îl injectează în canal inelar, circulă prin bobina tubulară din partea inferioară a pistonului.

Pentru a compensa deformațiile de temperatură în zonele mareelor, fustele sunt întoarse pe ambele părți ale metalului la 0,5-1,5 mm adâncime sub formă de fante în formă de U sau T. O astfel de măsură îi îmbunătățește lubrifierea și previne apariția scorurilor din cauza deformărilor de temperatură, prin urmare aceste adâncituri se numesc frigidere. Sunt folosite în combinație cu o fustă conică sau în formă de butoi. Acest lucru compensează expansiunea sa liniară datorită faptului că atunci când este încălzită, fusta capătă o formă cilindrică. În plus, inserțiile de compensare sunt utilizate astfel încât diametrul pistonului suferă o dilatare termică limitată în planul de oscilație al bielei. De asemenea, este posibil să izolați partea de ghidare de capul care experimentează cea mai mare căldură. În cele din urmă, pereții fustei primesc proprietăți elastice prin aplicarea unei tăieturi oblice pe toată lungimea sa.

Tehnologia de producție

Conform metodei de fabricație, pistoanele sunt împărțite în turnate și forjate (ștanțate). Piesele de primul tip sunt folosite pe majoritatea mașinilor, iar la tuning se folosește înlocuirea pistoanelor cu altele forjate. Opțiunile forjate se caracterizează prin rezistență și durabilitate sporite, precum și greutate mai mică. Prin urmare, instalarea pistoanelor de acest tip crește fiabilitatea și performanța motorului. Acest lucru este deosebit de important pentru motoarele care funcționează în condiții de creștereîncărcături, în timp ce piesele turnate sunt suficiente pentru utilizarea zilnică.

Aplicație

Pistonul este o piesă multifuncțională. Prin urmare, este folosit nu numai în motoare. De exemplu, există un piston al etrierului de frână, deoarece funcționează într-un mod similar. De asemenea, mecanismul manivelei este folosit pe unele modele de compresoare, pompe și alte echipamente.