Piston motor auto: piesa este demnă de laudă. Cum funcționează un piston de motor cu ardere internă?

Deci, prima noastră sarcină este să înțelegem ce este Motor. Rezultatul funcționării motorului este prezența cuplului pe acesta arbore cotit.

Motorul este format din doua mecanisme:

1- Manivelă- biela mecanism (KShM, mecanism manivelă) conceput pentru a transforma mișcarea alternativă a pistonului din cilindru în mișcare de rotație arbore cotit motor.

2 — Mecanism de distribuție a gazelor (GRM, mecanism de distribuție a gazelor) concepute pentru a furniza motorul în timp util amestec inflamabil, precum și pentru eliberarea gazelor de eșapament.

În această parte vom analiza acele părți ale motorului care se referă la arborele cotit. Privind in viitor, voi anunta intreaga lista a pieselor care compun KShM.

Asa de, mecanism manivelă cuprinde:

• Volant
• Pistoane cu inele și degete
• Bloc cilindri cu carter
• chiulasa,
• baia de ulei de motor

Dacă rezultatul muncii este prezența cuplului pe arborele cotit, atunci una dintre părțile motorului este arborele cotit.

1. Arborele cotit (arborele cotit)

Arborele cotit este prezentat în figura de mai jos:

Arborele cotit al motorului cu volanta este format din:
1 - arbore cotit al motorului; 2 — volant cu inel dintat;
3 — jurnal de biela; 4 - rădăcină (sprijin) gât; 5 - contragreutate

Volant- Acesta este un disc metalic masiv care este montat pe arborele cotit al motorului. volantul incearca intotdeauna sa mentina starea din care este scos. Este nevoie de mult timp pentru a câștiga impuls, netezind astfel salturile. De asemenea, este nevoie de mult timp pentru a încetini. Pe scurt, datorită inerției sale, creează netezime în tranzițiile de la o viteză de rotație la alta. În plus, inerția sa joacă rolul unui acumulator de energie. Ei bine, dacă rotiți volantul, cheltuind muncă, este capabil să facă aceeași muncă până când se oprește. În linii mari, acesta este un fel de stabilizator care protejează motorul de supratensiuni și șocuri.

Acum, să fim atenți manivelă. Are acest nume pentru că i se atașează o biela.

2. Biela

Biela- o parte mobilă a mecanismului manivelei motorului care conectează pistonul și arborele cotit și transmite forța de la piston la arborele cotit al motorului cu ardere internă (ICE), transformând mișcare înainte piston în mișcarea de rotație a arborelui cotit.

Arborele cotit și piese biela- grup de pistoane sunt prezentate în figura de mai jos:

1 – arbore cotit; 2 – carcasa rulmentului bielei; 3 – șurub de fixare a capacului bielei; 4 – bolt piston; 5 – inel de reținere; 6 – bucșă cap bielei; 7 – biela; 8 – capac biela; 9 – piuliță de fixare a capacului bielei

Deci, aceasta înseamnă că o biela este atașată la arborele cotit. Și biela, la rândul său, este conectată la piston.

3. Piston

Un piston este o parte a mecanismului manivelei motorului care primește direct presiunea din amestecul de lucru care arde în cilindru.

Pistonul este prezentat în figura de mai jos:

Chiulasa contine camere de ardere, orificii de admisie si evacuare, gauri filetate pentru instalarea bujiilor si pasaje pentru lichid de racire. Scaunele și ghidajele supapelor, din fontă specială termorezistentă, sunt introduse în capul preîncălzit în timp ce sunt răcite, ceea ce asigură o tensiune mare în legătură după egalizarea temperaturii.

Așa că am aflat cum se numește partea din inima mașinii mecanism manivelă. Acum știm că motorul constă dintr-un carter în care este instalat un arbore cotit cu un volant. Bielele sunt atașate de arborele cotit, iar pistoanele sunt atașate de biele. Pistoanele, la rândul lor, rulează în căptușele cilindrilor. Întreaga structură este acoperită de chiulasa. Acesta din urmă servește drept începutul unei povești despre cealaltă parte a motorului - mecanismul de distribuție a gazului. Voi scrie despre asta în mesajul următor.

Recomand acest videoclip pentru fixare:

P.S. Aștept cu nerăbdare urările, sugestiile, opiniile și comentariile voastre.

Pistonul ia loc centralîn procesul de transformare a energiei chimice a combustibilului în energie termică şi mecanică. Hai sa vorbim despre pistoanele motorului combustie interna, ce este și scopul principal al lucrării.

CE ESTE UN PISTON DE MOTOR?

Piston motor- aceasta este o piesă cilindrică care realizează mișcare alternativă în interiorul cilindrului și servește la transformarea modificărilor de presiune a gazului, aburului sau lichidului în munca mecanica, sau invers - mișcare alternativă în schimbarea presiunii. Initial pistoane pt motoare auto arderea internă a fost turnată din fontă. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, aluminiul a început să fie folosit, deoarece a oferit următoarele avantaje: viteză și putere crescute, sarcini mai mici pe piese, transfer de căldură mai bun.

De atunci, puterea motorului a crescut de multe ori, temperatura și presiunea din cilindrii motoarelor moderne de automobile (în special motoare diesel) au devenit astfel încât aluminiul și-a atins limita de rezistență. Prin urmare în anul trecut Astfel de motoare sunt echipate cu pistoane din oțel care pot rezista cu încredere la sarcini crescute. Sunt mai ușoare decât aluminiul datorită pereților mai subțiri și a înălțimii de compresie mai mici, de exemplu. distanța de la partea de jos până la axa știftului de aluminiu. Iar pistoanele din oțel nu sunt turnate, ci prefabricate.
Printre altele, reducerea dimensiunilor verticale ale pistonului menținând blocul cilindrilor neschimbat face posibilă prelungirea bielelor. Acest lucru va reduce sarcinile laterale din perechea piston-cilindru, ceea ce va avea un efect pozitiv asupra consumului de combustibil și a duratei de viață a motorului. Sau, fără a schimba bielele și arborele cotit, puteți scurta blocul cilindrilor și astfel ușurați motorul

Pistonul îndeplinește o serie de funcții importante:

• asigura transmiterea fortelor mecanice catre biela;
• este responsabil pentru etanșarea camerei de ardere a combustibilului;
• asigură îndepărtarea în timp util a excesului de căldură din camera de ardere

Lucrarea pistonului are loc în mod complex și în mare măsură conditii periculoase– cu ridicată conditii de temperaturași sarcini crescute, de aceea este deosebit de important ca pistoanele pentru motoare să fie eficiente, fiabile și rezistente la uzură. De aceea, pentru producerea lor se folosesc materiale ușoare, dar ultra-rezistente - aliaje de aluminiu sau oțel rezistente la căldură. Pistoanele sunt realizate prin două metode - turnare sau ștanțare.

Condițiile extreme determină materialul folosit pentru realizarea pistoanelor

Pistonul este acţionat în condiții extreme, ale căror caracteristici sunt ridicate: presiunea, sarcinile inerțiale și temperaturile. De aceea, principalele cerințe pentru materialele pentru fabricarea sa includ:

• rezistență mecanică ridicată;
• conductivitate termică bună;
• densitate scazuta;
• coeficient scăzut de dilatare liniară, proprietăți antifricțiune;
• rezistență bună la coroziune.

Parametrii necesari sunt îndepliniți de aliaje speciale de aluminiu, care se caracterizează prin rezistență, rezistență la căldură și ușurință. Mai rar, fonta gri și aliajele de oțel sunt folosite la fabricarea pistoanelor.
Pistoanele pot fi:

• turnat;
• falsificat.

În prima versiune, acestea sunt realizate prin turnare prin injecție. Cele forjate sunt realizate prin ștanțare dintr-un aliaj de aluminiu cu un mic adaos de siliciu (în medie, aproximativ 15%), ceea ce le crește semnificativ rezistența și reduce gradul de expansiune a pistonului în domeniul de temperatură de funcționare.

Design piston

Pistonul motorului are suficient design simplu, care constă din următoarele părți:

1. Cap piston ICE
2. Bolt de piston
3. Inel de fixare
4. Șeful
5. biela
6. Inserție din oțel
7. Inelul de compresie mai întâi
8. Al doilea inel de compresie
9. Inel racletor de ulei

Caracteristicile de proiectare ale pistonului depind în majoritatea cazurilor de tipul de motor, de forma camerei sale de ardere și de tipul de combustibil utilizat.

Fund

Fundul poate avea diferite forme în funcție de funcțiile pe care le îndeplinește - plat, concav și convex. Forma concavă a fundului oferă mai mult munca eficienta camera de ardere, totuși, aceasta contribuie la formarea mai mare a depunerilor în timpul arderii combustibilului. Forma inferioară convexă îmbunătățește performanța pistonului, dar în același timp reduce eficiența procesului de ardere amestec de combustibilîn celulă.

Inele de piston

Sub partea inferioară există caneluri speciale (caneluri) pentru instalarea segmentelor de piston. Distanța de la partea de jos până la primul inel de compresie se numește centură de foc.

Segurile de piston sunt responsabile pentru o conexiune fiabilă între cilindru și piston. Ele asigură etanșeitate fiabilă datorită potrivirii lor strânse pe pereții cilindrului, care este însoțită de frecare intensă. Folosit pentru a reduce frecarea ulei de motor. Aliajul de fontă este folosit pentru a face segmente de piston.

Numărul de segmente de piston care pot fi instalate într-un piston depinde de tipul de motor folosit și de scopul acestuia. Adesea, sistemele sunt instalate cu un inel racletor de ulei și două inele de compresie (primul și al doilea).

TIPURI DE PISTONI

Motoarele cu ardere internă folosesc două tipuri de pistoane, care diferă în dispozitiv structural– integrală și compusă.

Piesele solide sunt fabricate prin turnare urmată de prelucrare. Procesul de turnare a metalului creează un semifabricat căruia i se dă forma generală a piesei. În continuare, la mașinile de prelucrare a metalelor, suprafețele de lucru din piesa de prelucrat rezultată sunt prelucrate, sunt tăiate caneluri pentru inele, se fac găuri și adâncituri tehnologice.

ÎN elemente constitutive capul și fusta sunt separate și sunt asamblate într-o singură structură în timpul instalării pe motor. Mai mult, asamblarea într-o singură parte se realizează prin conectarea pistonului la biela. În acest scop, pe lângă găurile pentru știftul pistonului din fustă, pe cap sunt ochi speciali.

Demnitate pistoane compozite- capacitatea de a combina materialele de fabricație, care crește performanţă Detalii.

Îndepărtarea excesului de căldură din piston

Alături de sarcini mecanice semnificative, pistonul este expus și efectelor negative ale temperaturilor extrem de ridicate. Căldura este îndepărtată din grupul de piston:

• sistem de răcire de pe pereții cilindrului;
• cavitatea internă a pistonului, apoi bolțul pistonului și biela, precum și uleiul care circulă în sistemul de lubrifiere;
• parțial rece amestec aer-combustibil furnizate la cilindri.

De pe suprafața interioară a pistonului, răcirea acestuia se realizează folosind:

Inele de ulei și inele de compresie

Inelul răzuitor de ulei asigură îndepărtarea în timp util a excesului de ulei de pe pereții interiori ai cilindrului, iar inelele de compresie împiedică intrarea gazelor în carter.

Inelul de compresie, situat primul, absoarbe majoritatea sarcinilor inerțiale în timpul funcționării pistonului.

Pentru a reduce sarcinile, la multe motoare o inserție de oțel este instalată în canelura inelului, ceea ce crește rezistența și raportul de compresie al inelului. Inelele de compresie pot fi realizate sub formă de trapez, butoi, con sau cu decupaj.

În cele mai multe cazuri, inelul de raclere a uleiului este echipat cu multe orificii pentru scurgerea uleiului, uneori cu un expandator cu arc.

Bolt de piston

Aceasta este o parte tubulară care este responsabilă pentru conectarea fiabilă a pistonului la biela. Fabricat din aliaj de oțel. Când se instalează bolțul pistonului în boșe, acesta este fixat strâns cu inele speciale de reținere.

Pistonul, bolțul pistonului și inelele formează împreună așa-numitul grup de piston al motorului.

Fusta

Partea de ghidare a dispozitivului cu piston, care poate fi realizată sub formă de con sau butoi. Fusta pistonului este echipată cu două boturi pentru conectarea la bolțul pistonului.

Pentru a reduce pierderile prin frecare, pe suprafața fustei se aplică un strat subțire de substanță antifricțiune (se folosește adesea grafit sau disulfură de molibden). Partea inferioară a fustei este echipată cu un inel pentru raclerea uleiului.

Un proces obligatoriu în funcționarea unui dispozitiv cu piston este răcirea acestuia, care poate fi efectuată folosind următoarele metode:

• stropirea cu ulei prin orificiile bielei sau duzei;
• mișcarea uleiului de-a lungul bobinei din capul pistonului;
• alimentarea cu ulei în zona inelului prin canalul inelar;
• ceata de ulei

Piesa de etansare

Partea de etanșare și partea inferioară sunt conectate pentru a forma capul pistonului. În această parte a dispozitivului există segmente de piston - racletă de ulei și compresie. Pasajele inelare au găuri mici prin care uleiul uzat intră în piston și apoi se scurge în carter.

În general, pistonul unui motor cu ardere internă este una dintre părțile cele mai puternic încărcate, care este supusă unor puternice influențe dinamice și în același timp termice. Aceasta impune cerințe sporite atât asupra materialelor utilizate la producerea pistoanelor, cât și asupra calității fabricării acestora.

Pistonul motorului servește la conversie reactie chimica combustibil în funcționarea mecanică a arborelui cotit. Funcționează în condiții de temperatură și presiune ridicată, prin urmare este fabricat din materiale deosebit de durabile, care pot rezista mult timp la astfel de influențe agresive fără a-și modifica caracteristicile.

Cum funcționează un piston?

În exterior, pistonul este un cilindru format din elemente precum:

Curea de etanșare;

urechi;

Inserție termostatică din oțel.

Fund

Această parte a pistonului preia sarcina termică principală și, prin urmare, are o grosime destul de mare. Cu cât fundul este mai gros, cu atât temperatura sa de încălzire este mai mică, dar cu atât masa pistonului în sine este mai mare. De obicei, grosimea fundului este de aproximativ 7-9 mm, pentru motoarele supraalimentate 11 mm, diesel 10-16 mm. Deși, de exemplu, pe Modele Honda Grosimea fundului pistonului este de 5,5-6 mm.

Pe unele tipuri de pistoane, fundul și prima canelură pentru inelul de compresie sunt acoperite cu un strat de fontă pentru rezistență la uzură și se folosește și anodizarea dură - transformând un strat subțire de aluminiu în ceramică (0,008-0,012 mm). Acoperirea întărește coroana pistonului, reducând riscul de supraîncălzire și ardere.

Curea de etanșare

Partea pistonului unde sunt realizate canelurile pentru segmentele pistonului.

Urechile

Serviți pentru a instala știftul pistonului în piston. Pe un număr de pistoane, bofurile pot avea nervuri rezultate din tăierea lor la mijlocul pistonului, așa-numitele „răcitoare”, pentru distribuția uniformă a fluxului de căldură. Pistoanele cu „frigidere” au rezistență și rigiditate crescute, ceea ce este important pentru înaltă motoare cu turație, mai ales cu supraalimentare.

Fusta

Partea de ghidare a pistonului, care servește la egalizarea forțelor laterale la deplasarea pistonului în partea superioară și fund mort punct. La pistoanele moderne, fusta are o ușoară îngustare spre jos, la fel ca cureaua de etanșare; astfel de pistoane au formă de butoi.

Inserție termostatică

Este situat în interiorul mantalei și, atunci când este încălzit, acționează ca un bimetal pe baza diferenței de coeficienți de dilatare a oțelului și aluminiului, prevenind dilatarea mare a mantalei pistonului.

Material piston

Pistoanele tuturor motoarelor moderne de mașini de producție sunt fabricate din aliaj de aluminiu. Anterior, pe motoare erau instalate pistoane din fontă (fontă gri și ductilă), care ulterior au fost înlocuite cu pistoane dintr-un aliaj de aluminiu și siliciu, a căror pondere era de aproximativ 12% -13%. Pistoanele au fost turnate într-o matriță specială - o matriță de răcire.

Prezența siliciului în aliaj a făcut posibilă reducerea uzurii pistonului, precum și reducerea expansiunii liniare, ceea ce a făcut posibilă reducerea decalajului termic al pistonului în cilindru.

Pe măsură ce motoarele au devenit mai puternice, cerințele pentru fiabilitatea pistonului au crescut considerabil, iar proporția de siliciu din aliajul de aluminiu a crescut și a crescut la 18% și mai mult, acest lucru a devenit deosebit de important pentru motoarele diesel și motoarele supraalimentate. Astfel de pistoane sunt realizate prin ștanțare.

Pentru a reduce timpul de șlefuire a cilindrului, pe corpul pistonului se aplică cositorirea metalelor cu punct de topire scăzut, cum ar fi staniul, plumbul sau aliajul staniu-plumb (grosime 0,005-0,002 mm).

Recent au aparut si pistoanele din oteluri termorezistente, la nivel de dezvoltare si aplicare parțială. Pistoanele din oțel au o greutate mai mică, dar structura în sine este puternică. Mai puțină greutate se obține mai mult grosime subțire fusta și mai puțină înălțime de la jos până la axa degetului.

Datorită înălțimii mai mici a pistonului la o înălțime normală a blocului, devine posibilă instalarea bielelor extinse, ceea ce reduce sarcinile laterale în perechea de frecare piston-biele.
Cu toate acestea, astfel de pistoane au o serie de dezavantaje. Aceasta înseamnă costuri de procesare mai mari și uzură crescută a alezajului cilindrului.

Principiul de funcționare

Când amestecul clipește în camera de ardere, apare o temperatură ridicată de ordinul 1800-2000 de grade, energia eliberată în acest caz creează presiune ridicata pe capul pistonului, făcându-l să se miște în jos pe corpul cilindrului.

Pistonul prin biela, într-o mișcare alternativă, transmite forța către fusul arborelui cotit, provocându-l pe acesta din urmă să se rotească.

Defecțiuni ale pistonului

Topirea sau arderea fundului;

Fisuri în pereții despărțitori între caneluri;

Uzura canelurilor (distanta mare intre canelura si inel);

Fisuri sau deformare în corpul pistonului;

Resursă

Această cifră depinde de diverși factori și poate fi de 200-250-300 mii km pentru motoare casniceși 500-600 mii de kilometri sau mai mult pentru mașinile străine.

Astfel, neschimbarea în timp util a uleiului și a filtrului face ca inelele să se încadreze în canelurile pistonului, înrăutățind brusc răcirea acestuia, ca urmare a supraîncălzirii pistonului și a apariției zgârieturilor pe corpul acestuia.

Durata de viață a pistonului este redusă de astfel de defecte, cum ar fi dezvoltarea unei găuri în știfturile pentru știftul bielei, precum și a celor uzate, atunci când înălțimea lor scade și încep să rupă canelurile pistonului.

Cel mai adesea, problemele cu pistoanele sunt cauzate de motor din cauza unei defecțiuni a termostatului, pompei sau depresurizării sistemului de răcire, precum și a unei defecțiuni a ventilatorului de răcire a radiatorului, a radiatorului în sine sau a senzorului acestuia.

Cum se prelungește durata de viață a pistoanelor

Pentru ca pistoanele să-și atingă durata de viață, se recomandă utilizarea numai a uleiului prescris de producător și înlocuirea acestuia strict conform reglementărilor. Dacă este posibil, nu atingeți kilometrajul prescris de unu două mii și schimbați uleiul. Utilizați combustibil recomandat de producător. motor înainte de a conduce, în special în timp de iarna. Monitorizați condițiile de funcționare a motorului pentru a preveni supraîncălzirea.

Piston

Piston- o piesă cilindrică care efectuează o mișcare alternativă în interiorul cilindrului și servește la transformarea modificărilor de presiune ale unui gaz, abur sau lichid în lucru mecanic sau invers - mișcare alternativă într-o schimbare de presiune. Într-un mecanism cu piston, spre deosebire de un mecanism cu piston, etanșarea este situată pe suprafața cilindrică a pistonului, de obicei sub forma unuia sau mai multor segmente de piston.

Structura

Pistonul este împărțit în trei părți care îndeplinesc funcții diferite

• fund
• piesa de etansare
• parte de ghidare (fustă)

Pentru a transmite forța de la piston (sau invers), se poate folosi o tijă sau manivelă, care este conectată la piston cu ajutorul unui bolț. Alte metode de transmitere a forței sunt utilizate mai rar. În unele cazuri, tija poate juca rolul unui dispozitiv de ghidare, caz în care nu este necesară o fustă.

Pistonul poate fi unilateral sau în două sensuri. În acest din urmă caz, pistonul are două capete.

Fund

Forma fundului depinde de funcția îndeplinită de piston. De exemplu, la motoarele cu ardere internă, forma depinde de locația bujiilor, injectoarelor, supapelor, designului motorului și alți factori. Cu o formă de fund concavă, se formează cea mai rațională cameră de ardere, dar depozitele de carbon apar mai intens în ea. Cu o formă de fund convexă, rezistența pistonului crește, dar forma camerei de ardere se deteriorează. La unele motoare în doi timpi, partea inferioară a pistonului este realizată sub forma unui reflector proeminent pentru mișcarea direcțională a produselor de ardere în timpul purjării. Distanța de la coroana pistonului până la canelura primului inel de compresie se numește zona de incendiu a pistonului. In functie de materialul din care este realizat pistonul, centura de foc are un minim înălțimea admisă, o scădere în care poate duce la arderea pistonului de-a lungul peretelui exterior, precum și la distrugerea scaun inel de compresie superior.

Funcțiile de etanșare îndeplinite de grupul de piston sunt de mare importanță pt operatie normala motoare cu piston. DESPRE stare tehnica Motorul este judecat după capacitatea de etanșare a grupului de piston. De exemplu, la motoarele de automobile nu este permis ca consumul de ulei din cauza risipei sale din cauza pătrunderii (aspirației) excesive în camera de ardere să depășească 3% din consumul de combustibil. Când uleiul se arde, se observă o creștere a fumului a gazelor de eșapament și motoarele sunt scoase din funcțiune, indiferent de puterea satisfăcătoare și de alți indicatori.

Piesa de etansare

Partea inferioară și partea de etanșare formează capul pistonului. Inelele de compresie și raclete de ulei sunt amplasate în partea de etanșare a pistonului. În unele modele de pistoane din aliaje de aluminiu, în cap este turnată o jantă din fontă rezistentă la coroziune (niresist), în care este tăiată o canelură pentru inelul de compresie superior cel mai încărcat. Niresist inserție sub partea de sus inel de piston au, în special, pistoane de motoare produse. Acest lucru crește semnificativ rezistența la uzură a pistonului. Canalele inelare pentru inele raclete de ulei sunt realizate cu prin găuri, prin care uleiul scos din oglinda cilindrului intră în piston și curge în baia de ulei a motorului.

Partea de ghid

Fusta pistonului (tronc) este partea sa de ghidare la deplasarea în cilindru și are două boturi (boșe) pentru instalarea bolțului pistonului. Deoarece masa pistonului de la boșuri se dovedește a fi mai mare decât în ​​alte părți ale fustei, deformațiile termice în timpul încălzirii în planul boșajelor vor fi, de asemenea, cele mai mari. Pentru a reduce presiunea termică a pistonului, metalul este îndepărtat la o adâncime de 0,5-1,5 mm de la suprafața mantalei pe ambele părți, unde sunt amplasate boșajele. Aceste adâncituri, care îmbunătățesc lubrifierea pistonului din cilindru și previn formarea zgârieturilor din cauza deformărilor de temperatură, sunt numite „răcitoare”. Un inel răzuitor de ulei poate fi, de asemenea, amplasat în partea de jos a fustei.

Materiale

Următoarele cerințe se aplică materialelor utilizate pentru fabricarea pistoanelor pentru motoare de automobile:

• rezistență mecanică ridicată;
• densitate scazuta;
• conductivitate termică bună;
• coeficient de dilatare liniar scăzut;
• rezistență ridicată la coroziune;

Pentru fabricarea pistoanelor se utilizează fontă gri și aliaje de aluminiu.

Fontă

• Pistoanele din fontă sunt durabile și rezistente la uzură.
• Datorită coeficientului lor scăzut de expansiune liniară, pot funcționa cu degajări relativ mici, oferind o etanșare bună a cilindrului.

• Fonta are o greutate specifică destul de mare. În acest sens, domeniul de aplicare al pistoanelor din fontă este limitat la motoarele cu viteză relativ mică, în care forțele inerțiale ale maselor alternative nu depășesc o șesime din forța de presiune a gazului pe fundul pistonului.
• Fonta are o conductivitate termică scăzută, astfel încât încălzirea fundului pistoanelor din fontă ajunge la 350-400 °C. O astfel de încălzire este nedorită mai ales în motoare cu carburator, deoarece provoacă aprindere strălucitoare.

Aluminiu

Marea majoritate a motoarelor auto moderne au pistoane din aluminiu.

Avantaje

Avantajele pistoanelor din aluminiu:

• greutate redusă (cu cel puțin 30% mai puțin față de fontă);
• conductivitate termică ridicată (de 3-4 ori mai mare decât conductibilitatea termică a fontei), asigurând încălzirea fundului pistonului la cel mult 250 °C, ceea ce contribuie la umplerea mai bună a cilindrilor și permite creșterea raportului de compresie la motoarele pe benzină;
• bune proprietăți anti-fricțiune.

Dezavantajele pistoanelor din aluminiu sunt:

• coeficient mare de dilatare liniară (de aproximativ 2 ori mai mare decât fonta),
• o scădere semnificativă a rezistenței mecanice la încălzire (creșterea temperaturii la 300 °C duce la o scădere a rezistenței mecanice a aluminiului cu 50-55% față de 10% la fontă).

Golurile dintre pereții cilindrului și pistoanele din aluminiu care sunt inacceptabile pentru funcționarea normală a motorului sunt eliminate prin măsuri de proiectare, dintre care principalele sunt:

• dând mantalei pistonului o formă ovală sau oval-conică;
• izolarea părții trunchiului (ghidului) a pistonului de partea sa cea mai încălzită (capul);
• tăierea oblică a fustei pe toată lungimea, oferind proprietăți elastice ale pereților;
• Fantele în formă de T și U din mantaua pistonului nu sunt de lungime completă în combinație cu ovalitatea sa;
• inserții de compensare care limitează dilatarea termică a mantalei în planul de balansare al bielei.

Aplicație

Două probleme principale rezolvate la proiectarea motoarelor:

1. cum să evitați uzura crescută a pistonului,
2. Cum să evitați arderea pistonului.

Ambele probleme apar din cauza dorinței designerilor de a ușura pistonul cât mai mult posibil, deoarece acest lucru îmbunătățește performanța motoarelor și compresoarelor.

Vezi si

• Motor alternativ cu ardere externă

Legături

Note

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Piston” în alte dicționare:

soț. (din praf, prue?) pistoane, astrakh. porușni (distruge?), postsoluri, jachete de piele, kaligi, un tip de sandale; pistoanele nu sunt cusute deloc, ci sunt îndoite (îndoiți pistoanele, faceți-le) dintr-o singură bucată de piele sau piele brută (cu lână), pe un hold-up, ochelari, garnitură de centură;... ... Dicţionarul explicativ al lui Dahl- 1. PISTON1, piston, man. (acestea.). Un corp cilindric mobil care este strâns adiacent pereților cilindrului și servește la pomparea și expulzarea lichidelor, gazelor și aburului din cilindru. Pistoane în pompe, compresoare, motoare. 2. PISTON2, pistoane,… … Dicționarul explicativ al lui Ushakov

PISTON, schna, pl. și, pentru ea și pentru ea, soț. O parte în mișcare, alungită sau în formă de disc, care se mișcă strâns în interiorul cilindrului și pompează sau pompează lichid, gaz, abur. | scădea porshenyok, nka, soț. | adj. piston, oh, oh. P. pompa. Inteligent... ... Dicționarul explicativ al lui Ozhegov

- (Piston) una dintre piese motor cu aburi, separând cavitățile de lucru ale cilindrului, preluând presiunea aburului și deplasându-se în cilindru. Dicționar marin Samoilov K.I. M.L.: Editura Navală de Stat NKVMF URSS, 1941 … Dicționarul marin Ghidul tehnic al traducătorului

Orez. Piston motor diesel(A) camionși forme de piston diferite motoare(b): 1 - canelura inferioarei inel racletor de ulei;
2 - canelura pentru inelul de reținere a știftului pistonului;
3 - suprafața interioară a șefului;
4 - orificiu pentru lubrifierea bolțului pistonului;
5 - canelura inelului de raclere a uleiului superior;
6 - caneluri ale inelelor de compresie;
7 - cap piston;
8 - camera de ardere in piston;
9 - fundul pistonului;
10 - orificii pentru scurgerea uleiului;
11 - fusta

Pistonul are un design destul de complex deoarece este supus la sarcini foarte mari și variabile.
Suprafața exterioară a părții de ghidare se numește fuste. În timpul cursei de putere, pistonul este expus la o presiune ridicată din cauza expansiunii temperatura ridicata gazele Pe de altă parte, când motorul este pornit, mai ales la de mare viteză, pistonul este supus unor mari sarcini inerțiale alternante. Când pistonul este la PMS și BDC, accelerația sa este zero, iar apoi pistonul accelerează brusc și se mișcă cu de mare viteză, iar direcția de mișcare se schimbă de sute de ori pe secundă. Pentru a reduce sarcinile inerțiale, este necesar să reduceți cât mai mult posibil masa pistonului. În același timp, trebuie să aibă o rezistență mare pentru a rezista tensiune arterială crescutăși încălzire la contactul cu gaze fierbinți, urmată de răcire atunci când o încărcătură proaspătă rece este furnizată cilindrului. În prezent, pistoanele din motoarele de automobile pe benzină și diesel sunt fabricate din aliaje de aluminiu. La producerea unui piston, inserțiile de oțel sunt adesea plasate în turnare în timpul procesului de fabricație, ceea ce mărește rigiditatea acestuia și împiedică dilatarea termică. Uneori, o inserție de oțel este plasată într-o canelură sub inelul superior de compresie (cel mai încărcat).
Când este încălzit, pistonul se extinde. Pentru compensare dilatare termică Când este încălzit, pistonul primește o formă specială. Fusta pistonului în plan transversal are mai degrabă forma unui oval decât a unui cerc. În plan longitudinal, fusta pistonului arată ca un trunchi de con. Părțile pistonului cu o temperatură ridicată sau cu un volum mare de metal se extind mai mult (de exemplu, partea fustei în care se află șefurile) și când ajunge Temperatura de OperareÎntr-un motor, pistonul ia forma unui cilindru.
Pe parcursul existenței lor, pistoanele au suferit modificări semnificative de design. Dacă comparați pistonul unui motor de mașină modern cu predecesorul său, veți observa că pistoanele au devenit semnificativ mai scurte. Cea mai mare parte a fustei este tăiată pe fiecare parte, lăsând doar două secțiuni mici pentru a preveni răsucirea pistonului în cilindru. Datorită designului perfect, forțele care acționează asupra pistonului sunt echilibrate pentru a minimiza tendința de întoarcere. Distanța de la fundul pistonului până la canelura superioară a inelului pistonului este redusă pentru a reduce posibilitatea formării depunerilor de carbon în această parte. Prin reducerea dimensiunilor secțiunii transversale în designul pistonului, a fost posibilă reducerea semnificativă a greutății acestuia. Pentru a reduce pierderile prin frecare și a crește durabilitatea pieselor arborelui cotit, pe suprafața laterală a pistonului este aplicat un strat de material antifricțiune care conține bisulfură de molibden sau grafit.
Fundul pistonului poate fi plat, convex, concav sau poate avea caneluri, astfel încât atunci când supapele sunt complet deschise, acestea să nu atingă pistonul. Într-un motor diesel, camera de ardere poate fi realizată în piston.
pistoane motor cu injecție directă combustibilii au formă specială necesare pentru asigurarea procesului de ardere a combustibilului.
Segurile de piston sunt fabricate din fontă special modificată. La motoare mașini moderne Sunt folosite mai multe tipuri de inele. Inelele de compresie superioare servesc pentru a preveni pătrunderea gazelor în carterul motorului, iar inelul inferior de raclere a uleiului controlează cantitatea de ulei de pe pereții cilindrului (pereții sunt lubrifiați cu uleiul care vine din carter sub formă de ceață de ulei). Uleiul este necesar pentru a preveni uzura CPG, dar excesul său este nedorit. Prin urmare, ar trebui să furnizați mai mult decât este necesar și să eliminați excesul folosind un inel de raclere a uleiului care acționează ca un racletor. Una dintre modalitățile de a obține pistoane mai compacte și mai ușoare este să faceți inelele mai înguste și mai mici și să le plasați compact în partea superioară a capului pistonului. În același timp, se impun cerințe sporite asupra materialului din care sunt fabricate și asupra preciziei fabricării lor.