پیستون ها باید در هر چهار ضربه در برابر دمای بسیار بالا و فشار بالا مقاومت کنند. پیستون ها به خصوص در موتورهای با کارایی بالا و مسابقه ای تحت فشار زیادی قرار دارند. موتور با توربوشارژ، سوپرشارژرهای مکانیکییا تزریق اکسید نیتروژن، بیشتر در مورد استحکام پیستون نیاز دارند. احتمال انفجار را به آن اضافه کنید و از این راب‌ها چیز زیادی می‌خواهید. در تقویت بالادر موتوری که وظیفه آن دستیابی به حداکثر قدرت است، استفاده از پیستون های ریخته گری کافی نیست. تمامی قطعات پیستون در شکل زیر نشان داده شده است.
با استفاده از مثال پیستون موتور دیزل.
تولید پیستون
به طور معمول پیستون های OEM از آلیاژ یوتکتیک ریخته گری دقیق ساخته می شوند و دارای ترکیبی با محتوای بالادی اکسید سیلیکون این پیستون ها بسیار قوی تر و پایدارتر از پیستون های ریخته گری معمولی هستند و می توان آنها را تا حدود 400 اسب بخار استفاده کرد.
پیستون های آهنگری بیشتر دارند تکنولوژی پیچیدهتولید، بلکه دارند بهترین ویژگی ها. در مرحله اول یک قطعه آلیاژ آلومینیوم داغ آهنگری می شود و سپس ترمیم مکانیکیشکل دادن پیستون خالی به یک دستگاه CNC می رود و پس از آن یک قطعه با دقت بالا به دست می آید. پیستون های آهنگری عمدتاً به دلیل گران تر هستند مقدار زیادضایعات و پردازش در دستگاه CNC.
این ماکت‌ها ضخامت فلزی پیستون را برای تقویت توربو (سمت چپ) و تزریق اکسید نیتروژن (راست) نشان می‌دهند.
ساخت موتور طراحی شده برای درجه بالافشرده سازی یا استفاده از تقویت کننده شامل استفاده از پیستون های آهنگری است که بهتر قادر به تحمل دماهای بالا و افزایش فشار هستند.
درگاه های گاز عمودی
این سوراخ های کوچک و عمودی در پایین پیستون در اطراف کل محیط، فشار احتراق را امکان پذیر می کند مخلوط سوختبه اولین حلقه فشرده سازی نفوذ کنید. این امر سفتی محفظه احتراق را افزایش می دهد اما سایش حلقه را نیز افزایش می دهد (فشار به شدت حلقه را به دیواره سیلندر فشار می دهد). در حین کار، علاوه بر ضربه کار، اولین رینگ فشاری مانند پیستون معمولی تحت فشار معمولی قرار می گیرد و بر این اساس نیروی اصطکاک کمتری دارد؛ در واقع در این حالت ها نیازی به فشار قوی رینگ بر روی سیلندر نیست. .
این طرح های پیستونی اغلب در مسابقات درگ استفاده می شود.
سوراخ های عمودی، به دلیل فشار ضربه، به حلقه فشرده سازی بالایی اجازه می دهد تا روی سیلندر فشار داده شود تا از آب بندی بهتر اطمینان حاصل شود.
سوراخ های گاز جانبی در شیارهای حلقه
اینها فرورفتگی های بسیار کوچکی هستند که در قسمت بالایی شیار رینگ پیستون بالایی در امتداد کل محیط پیستون ایجاد می شوند که به رینگ اجازه می دهد تا توسط گازها به صفحه پایینی شیار رینگ پیستون فشار داده شود و در نتیجه سفتی را افزایش دهد.
این نوع اغلب در مسابقات مداری استفاده می شود.
شیارهای کوچک از رینگ بالا تا لبه پایین پیستون منطقه آتش هستند.
شیارهای بزرگ، برخی از آنها یک منطقه گرمایی به سختی قابل توجه ایجاد می کنند.
برخی از پیستون ها دارای یک سری شیارهای باریک هستند که در اطراف پیستون بین اولین حلقه فشاری و لبه کف پیستون ماشین کاری شده اند. این فرورفتگی ها برای کاهش سطح تماس با سیلندر در زمانی که پیستون در نقطه مرگ بالا یا پایین قرار دارد ساخته می شوند. این شیارها برای خاموش کردن شعله در مسیر رینگ نیز کاربرد دارند
شیار جبران
شیار جبران بر روی پل بین حلقه های فشاری ساخته می شود. این شکاف حجم اضافی برای گازها ایجاد می کند تا از حلقه اول عبور کنند و در نتیجه فشار بین حلقه ها را کاهش می دهد و این امر باعث می شود ارتعاش کمتری در حلقه اول تضمین شود؛ بهتر است در پایین شیار خود نگه داشته شود و سفتی محفظه احتراق حفظ شود.
همچنین نگاه کنید مواد زیرویژگی های طراحی
که در مکانیزم میل لنگپیستون چندین عملکرد را انجام می دهد، از جمله سنجش فشار گاز و انتقال نیرو به شاتون، آب بندی محفظه احتراق و حذف گرما از آن. پیستون مشخصه ترین قسمت یک موتور احتراق داخلی است، زیرا ... با کمک آن است که فرآیند ترمودینامیکی موتور محقق می شود.
شرایطی که در آن پیستون کار می کند بسیار شدید است و با آن مشخص می شود فشار بالا، دما و بارهای اینرسی. بنابراین پیستون ها روشن هستند موتورهای مدرناز مواد سبک، بادوام و مقاوم در برابر حرارت - آلیاژ آلومینیوم، کمتر فولاد ساخته شده است. پیستون ها به دو روش ساخته می شوند - قالب گیری تزریقی یا مهر زنی، به اصطلاح. پیستون های آهنگری
پیستون یک عنصر ساختاری یک تکه است که به طور معمول به یک سر (در برخی منابع به آن پایین گفته می شود) و یک دامن تقسیم می شود. شکل و طراحی پیستون تا حد زیادی با نوع موتور، شکل محفظه احتراق و فرآیند احتراق در آن تعیین می شود. پیستون یک موتور بنزینی دارای سطح سر صاف یا تقریباً صاف است. می توان آن را شیار کرد تا شیرها به طور کامل باز شوند. پیستون های موتورهای با تزریق مستقیم سوخت شکل پیچیده تری دارند. در سر پیستون موتور دیزل یک محفظه احتراق با شکل خاصی وجود دارد که چرخش خوب را تضمین می کند و تشکیل مخلوط را بهبود می بخشد.
در زیر سر پیستون شیارهایی برای نصب رینگ های پیستون وجود دارد. دامن پیستونیمخروطی شکل یا منحنی دارد ( بشکه ای شکل) شکل. این شکل دامن انبساط حرارتی پیستون را در هنگام گرم شدن جبران می کند. به محض رسیدن دمای عملیاتیموتور، پیستون شکل استوانه ای به خود می گیرد. برای کاهش تلفات اصطکاک توسط سطح جانبییک لایه از مواد ضد اصطکاک روی پیستون اعمال می شود ( دی سولفید مولیبدن، گرافیت). دامن پیستون دارای سوراخ هایی با باس است ( رئیسان) برای اتصال پین پیستون.
خنک کننده پیستونیاز سطح داخلی انجام می شود راه های مختلف:
- غبار روغن در سیلندر؛
- پاشش روغن از طریق سوراخ در شاتون؛
- پاشش روغن با نازل مخصوص؛
- تزریق روغن به یک کانال حلقوی ویژه در ناحیه حلقه؛
- گردش روغن از طریق یک سیم پیچ لوله ای در سر پیستون.
رینگ های پیستونیک اتصال محکم بین پیستون و دیواره سیلندر ایجاد کنید. آنها از چدن اصلاح شده ساخته شده اند. رینگ های پیستون منبع اصلی اصطکاک در موتور هستند. احتراق داخلی. تلفات اصطکاک در رینگ ها تا 25 درصد کل تلفات مکانیکی موتور می رسد.
تعداد و محل حلقه ها به نوع و هدف موتور بستگی دارد. رایج ترین طرح دو حلقه فشرده سازی و یک حلقه خراش روغن است. حلقه های فشرده سازیجلوگیری از نفوذ گازها از محفظه احتراق به داخل میل لنگ موتور. اولین حلقه فشرده سازی بیشتر کار می کند شرایط سخت. بنابراین، روی پیستون های دیزل و تعدادی موتور بنزینی اجباری، یک درج فولادی در شیار رینگ تعبیه شده است که باعث افزایش استحکام می شود و امکان دستیابی به حداکثر نسبت تراکم را فراهم می کند. حلقه های فشاری می توانند شکل ذوزنقه ای، بشکه ای شکل و مخروطی داشته باشند، برخی از آنها با برش (برش) ساخته می شوند.
حلقه خراش روغنروغن اضافی را از سطح سیلندر خارج می کند و از ورود روغن به محفظه احتراق جلوگیری می کند. حلقه دارای سوراخ های زهکشی زیادی است. برخی از طرح های حلقه دارای منبسط کننده فنری هستند.
پیستون با استفاده از پین پیستونی که لوله ای شکل و از فولاد است به شاتون متصل می شود. روش های مختلفی برای نصب پیستون وجود دارد. محبوب ترین به اصطلاح انگشت شناور، که در حین کار قابلیت چرخش در باس ها و سر پیستون شاتون را دارد. برای جلوگیری از حرکت پین، آن را با حلقه های قفلی محکم می کنند. بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرد، بست سفت و سخت انتهای پین در پیستون یا بستن صلب پین در سر پیستون شاتون.
پیستون، رینگ های پیستونو پین پیستون نام ایجاد شده گروه پیستون را دارد.
پیستون یکی از عناصر مکانیزم میل لنگ است که اصل کار بسیاری از موتورهای احتراق داخلی بر آن استوار است. در این مقاله به طراحی و ویژگی های این قطعات می پردازیم.
تعریف
پیستون بخشی است که حرکات رفت و برگشتی را در سیلندر انجام می دهد و تضمین می کند که تغییرات فشار گاز به کار مکانیکی تبدیل می شود.
هدف
با مشارکت این قطعات، فرآیند ترمودینامیکی عملکرد 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 انتقال می دهد. علاوه بر این، آب بندی محفظه احتراق و حذف گرما از آن را تضمین می کند.
طرح
پیستون یک قسمت سه قسمتی است، یعنی طراحی آن شامل سه جزء است که عملکردهای مختلفی را انجام می دهد و دو قسمت: سر که قسمت پایین و آب بندی را با هم ترکیب می کند و قسمت راهنما که با دامن نشان داده می شود.
پایین
ممکن است شکل متفاوتبسته به عوامل زیادی به عنوان مثال، پیکربندی تاج های پیستون یک موتور احتراق داخلی توسط مکان سایر موتورها تعیین می شود. عناصر ساختاریمانند انژکتورها، شمع ها، سوپاپ ها، شکل محفظه احتراق، ویژگی های فرآیندهای رخ داده در آن، طراحی کلیموتور و ... در هر صورت ویژگی های عملکرد را مشخص 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 شکل پایین مقعر، محفظه احتراق، برعکس، شکل بهینه ای دارد، اما رسوبات کربن با شدت بیشتری رسوب می کنند. کمتر (در موتورهای دو زمانه) پیستون هایی وجود دارد که قسمت پایینی آنها با یک برآمدگی بازتابنده نشان داده شده است. این در هنگام تصفیه برای حرکت جهتی محصولات احتراق ضروری است. قطعات موتور بنزینی معمولاً کفی صاف یا تقریباً صاف دارند. گاهی اوقات شیارهایی برای باز کردن کامل دریچه ها دارند. برای موتورهای با تزریق مستقیمپیستون ها با پیکربندی پیچیده تری مشخص می شوند. موتورهای دیزلی 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 گزینه های دو طرفه نیز وجود دارند که دو سر دارند.
فاصله بین شیار اولین رینگ فشاری و پایین را منطقه آتش پیستون می گویند. مقدار ارتفاع آن بسیار مهم است که برای قطعات ساخته شده از آن متفاوت است مواد مختلف. در هر صورت ارتفاع حلقه آتش فراتر از محدودیت ها حداقل است ارزش مجازممکن است منجر به فرسودگی و تغییر شکل پیستون شود صندلیحلقه فشاری بالایی
قسمت آب بندی
اسکراپر روغن و حلقه های فشرده سازی در اینجا قرار دارند. برای قسمت‌های نوع اول، کانال‌ها دارای سوراخ‌هایی هستند که اجازه می‌دهند روغن برداشته‌شده از سطح سیلندر وارد پیستون شود، از جایی که وارد تابه روغن می‌شود. برخی دارای لبه چدنی مقاوم در برابر خوردگی با شیاری برای حلقه فشاری بالایی هستند.
آنها که از چدن تشکیل شده اند، برای ایجاد اتصال محکم پیستون به سیلندر خدمت می کنند. بنابراین، آنها منبع بیشترین اصطکاک در موتور هستند که تلفات آن 25 درصد از کل تلفات مکانیکی موتور را تشکیل می دهد. تعداد و محل حلقه ها با توجه به نوع و هدف موتور تعیین می شود. رایج ترین آنها 2 حلقه فشاری و 1 حلقه خراش روغن است.
حلقه های فشاری وظیفه جلوگیری از ورود گازها از محفظه احتراق به داخل میل لنگ را انجام می دهند. بیشترین بار 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 یا بشکه ای شکل باشند. برخی از آنها دارای بریدگی هستند.
برای حذف استفاده می شود روغن اضافیاز سیلندر و از ورود آن به محفظه احتراق جلوگیری می کند. برای این منظور سوراخ هایی در آن وجود دارد. برخی از گزینه ها دارای یک گسترش دهنده فنری هستند.
بخش راهنما (دامن)
دارای شکل بشکه (منحنی) یا مخروطی شکل برای جبران است.دارای دو باس برای پین پیستون است. در این مناطق دامن بیشترین جرم را دارد. علاوه بر این، بیشترین تغییر شکل دما در طول گرمایش در آنجا 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 یا به پیستون، اغلب از میل لنگ یا میله استفاده می شود. پین پیستونبرای اتصال این قسمت به آنها عمل می کند. از فولاد ساخته شده، شکل لوله ای دارد و به روش های مختلفی قابل نصب است. اغلب از یک انگشت شناور استفاده می شود که می تواند در حین کار بچرخد. برای جلوگیری از جابجایی، آن را با حلقه های قفل محکم می کنند. اتصال سفت و سخت بسیار کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. میله در برخی موارد به عنوان یک وسیله راهنما عمل می کند و جایگزین دامن پیستون می شود.
مواد
پیستون موتور ممکن است از مواد مختلف. در هر صورت، آنها باید دارای ویژگی هایی مانند استحکام بالا، هدایت حرارتی خوب، مقاومت در برابر خوردگی و ضریب و چگالی انبساط خطی پایین باشند. برای تولید پیستون از آلیاژهای آلومینیوم و چدن استفاده می شود.
چدن
متفاوت است قدرت زیادمقاومت در برابر سایش و کم ویژگی دوم این امکان را برای چنین پیستون هایی فراهم می کند که با فاصله های کوچک کار کنند و در نتیجه آب بندی سیلندر خوبی حاصل شود. با این حال، به دلیل وزن ویژه قابل توجهی که دارند، قطعات چدنی فقط در موتورهایی استفاده می شوند که توده های رفت و برگشتی دارای نیروهای اینرسی هستند که بیش از یک ششم نیروهای فشار در کف پیستون گاز را تشکیل نمی دهند. علاوه بر این، به دلیل هدایت حرارتی کم، گرم شدن کف قطعات چدنی در حین کار موتور به 350-450 درجه می رسد. C، که به ویژه برای گزینه های کاربراتور نامطلوب است، زیرا منجر به احتراق درخشش می شود. 
آلومینیوم
این ماده بیشتر برای پیستون استفاده می شود. این با وزن مخصوص پایین آنها توضیح داده می شود (قطعات آلومینیومی 30٪ سبکتر از چدن هستند)، رسانایی حرارتی بالا (3-4 برابر بیشتر از چدن)، که گرم شدن کف را تا حداکثر 250 درجه سانتیگراد تضمین می کند. اجازه می دهددرجه تراکم را افزایش می دهد و باعث پر شدن بهتر سیلندر و ضد اصطکاک بالا می شود خواص علاوه بر این، آلومینیوم 2 برابر بیشتر از چدن،ضریب انبساط خطی، که ما را مجبور به انجام کارهای بزرگ می کندشکاف ها با دیواره های سیلندر،یعنی ابعاد پیستون ها آلومینیوم کمتر از چدنآ، برای سیلندرهای یکسان.
علاوه بر این، چنین جزئیاتو دارد استحکام کمتر، به ویژه در حالت گرم شده (در دمای 300 درجه سانتیگراد 50-55٪ کاهش می یابد، در حالی که برای چدننیخ - در 10٪. 
برای کاهش درجه اصطکاک، دیواره های پیستون با گرافیت و دی سولفید مولیبدن پوشش داده می شوند.
حرارت
همانطور که گفته شد، در حین کار می توانند تا 250-450 گرم کنند درجه سانتی گراد بنابراین، لازم است اقداماتی با هدف کاهش گرمایش و جبران انبساط حرارتی قطعات ناشی از آن انجام شود.
برای خنک کردن پیستون ها از روغن استفاده می شود که در داخل آنها به روش های مختلف تامین می شود: غبار روغن در سیلندر ایجاد می شود، از طریق سوراخ در شاتون یا با یک نازل پاشیده می شود، به کانال حلقوی تزریق می شود و از طریق لوله ای به گردش در می آید. سیم پیچ در پایین پیستون
برای جبران تغییر شکل دمادر مناطق جزر و مدیدامن ها از دو طرف کوتاه می شوند فلز 0.5-1.5 میلی متر عمقبه شکل شیارهای U یا T شکل. این اندازه گیری بهبود می یابدروغن کاری آن و جلوگیری از ظهور از تغییر شکل های دمایی اسکاج، بنابراین اینه فرورفتگی ها را یخچال می نامند.آنها در ترکیب با دامن مخروطی یا بشکه ای شکل استفاده می شود.این آن را جبران می کندخطی انبساط به دلیل این واقعیت است که هنگام گرم شدندامن شکل استوانه ای به خود می گیرد. علاوه بر این، از درج های جبرانی استفاده می شودبه طوری که قطر پیستون محدودی را تجربه می کندانبساط حرارتی در صفحه نوسان شاتون. همچنین می توانید قسمت راهنما را از سر جدا کنید که بیشترین گرما را تجربه می کند. در نهایت به دیوارهای دامن خواص فنری داده می شودایجاد یک برش مورب در تمام طول آن.
فن آوری تولید
با توجه به روش ساخت، پیستون ها به دو دسته ریخته گری و آهنگری (مهردار) تقسیم می شوند.قطعات نوع اولدر بیشتر استفاده می شود اتومبیل ها و جایگزینی پیستون ها با پیستون های آهنگری برای تنظیم استفاده می شود. گزینه های فورج شده با افزایش استحکام و دوام و همچنین وزن کمتر مشخص می شوند. بنابراین نصب پیستون از این نوع باعث افزایش قابلیت اطمینان و عملکرد موتور می شود.این امر به ویژه برای موتورهایی که تحت شرایط بار بالا کار می کنند بسیار مهم است، در حالی که برای مصرف روزانهقطعات ریخته گری به اندازه کافی 
کاربرد
پیستون یک قطعه چند منظوره است. بنابراین، نه تنها در موتورها استفاده می شود. به عنوان مثال، یک پیستون کالیپر ترمز وجود دارد،از آنجایی که به روشی مشابه عمل می کند. همچنین مکانیسم میل لنگ در برخی از مدل های کمپرسور، پمپ و سایر تجهیزات استفاده می شود.
من مقدمه را طولانی نمی کنم، به طور خلاصه به شما می گویم که این در مورد چه چیزی خواهد بود. پست عالی. و بنابراین ما در مورد انواع پیستون، چهار زمانه بنزینی، دیزلی و دو زمانه صحبت می کنیم. وظیفه اصلی همه در نظر گرفته شده است. انواع پیستون، این برای کنترل انبساط حرارتی و مقاومت در برابر یک بار خاص است، در زیر نحوه حل این مشکل را خواهیم فهمید.
پیستون برای بنزین چهار زمانهموتورها
در مدرن موتورهای بنزینیاز پیستون هایی با دامن متقارن یا نامتقارن استفاده کنید
با ضخامت های مختلف پایین و دامن پیستون.
پیستون های انبساط کنترل شده
پیستون هایی با درج حلقوی که انبساط حرارتی را کنترل می کند.
درج ها از چدن خاکستری ساخته شده اند. هدف اصلی این حلقه کاهش انبساط حرارتی آلیاژ آلومینیوم پیستون است، از آنجایی که چدن دارای انبساط نسبتا کمی و رسانایی حرارتی کم است، درج فلز را با حفظ شکل آن مهار می کند. تولید چنین پیستون هایی گران تر است و قیمت محصول نهایی به نسبت بالاتر است. عیب اصلی عدم امکان ساخت پیستون آهنگری است که برای موتورهای توربوشارژ ضروری است و جرم زیاد پیستون. این نوع پیستون ها بیشتر مربوط به گذشته است.
پیستون حرارتی خودکار
پیستون های حرارتی خودکار دارای یک جداسازی (برش) بین تسمه رینگ و دامن در شیار هستند. حلقه خراش روغن، دامن در ناحیه باس ها نگه داشته می شود. این امر انتقال حرارت را از رینگ پیستون به دامن آن کاهش می دهد و در نتیجه شکل دامن پایدارتری به دست می آید. درج فولادی در ناحیه باس انبساط حرارتی را کنترل می کند و استحکام را افزایش می دهد. چنین پیستون هایی به دلیل "برش" قادر به تحمل بارهای زیاد نیستند؛ آنها با نویز کم در عملکرد مشخص می شوند و متعلق به انواع مدرن تر هستند.
پیستون های اتوترماتیک
آنها بر اساس همان اصل خودروها کار می کنند.
پیستون های حرارتی، اما برشی در شیار اسکراپر روغن ندارند. آنها همچنین دارای صفحات فولادی در ناحیه باس ها هستند. با دوام بیشتر به دلیل یکپارچگی کمربند و دامن حلقه، در مقایسه با گزینه اول بارهای جانبی را بهتر تحمل می کند. آنها هم در موتورهای بنزینی و هم در موتورهای دیزلی استفاده می شوند.
آنها تا حدودی شبیه به اتومبیل های حرارتی هستند، اما به جای برش در دامن، یک درج فولادی در امتداد تمام قطر دارند. بنابراین انتقال دما از کمربند حلقه به دامن محدود می شود و شکل در کل دور کنترل می شود.
این نوع پیستون دارای یک خنک کننده بزرگ و شکل دامن باریک و اغلب بیضی است. پیستون به گونه ای طراحی شده است که با انبساط حرارتی شکل خود را از بیضی به گرد معمولی تغییر می دهد.
علاوه بر این نوع پیستون ها، گزینه ای با دامن اریب به سمت بالای پیستون نیز وجود دارد. دارای قسمت پهن تری از دامن در پایین است که به سمت کمربند حلقه ای باریک می شود.
پیستون های موتورهای با توان خروجی بسیار بالا (بیش از 100 کیلووات بر لیتر) می توانند کانال خنک کننده داشته باشند.
بیشترین پتانسیل برای کاهش جرم پیستون در موتورهای بنزینی چهار زمانه در پیستون های EVOTEC® نهفته است، که در آنها، قبل از هر چیز، شایان ذکر است که پشتیبانی ذوزنقه ای باس ها، که به پین اجازه می دهد تا به ویژه عمیق، نزدیک به قرار گیرد. پایین، کل طول و جرم پیستون را کاهش می دهد. در پست قبلاً در مورد جرم پیستون در مورد مزیت این آرایش پین صحبت کرده ایم. این چیدمان دیواره های دامن باعث می شود تا با نامتقارن ساختن پیستون، قسمت بالایی باس ها را با ضخامت کمی از پارتیشن ها به خوبی تقویت کرده و قسمت پایین را سبک کنند. دامن کاملاً باریک است و دارای پارتیشن های قوی در لبه ها است که به سمت باس ها می رود، این نیز یک مزیت بزرگ است. این آرایش پیستون به خوبی از بارهای جانبی جلوگیری می کند، احتمال تغییر شکل دامن کم است و ضخامت پیستون بسیار کوچکتر از پیستون معمولی است که وزن کلی را نیز کاهش می دهد. علیرغم تمام مزایای ذکر شده در بالا، پیستون به طور قابل توجهی نازک تر شده است؛ این اجازه می دهد تا باس ها نازک تر شوند، زیرا بار اینرسی روی دیواره های پایینی باس ها کمتر شده است.
پیستون های آلومینیومی آهنگری
در موتورهایی با بارهای ویژه بسیار بالا - مانند توربوشارژ یا تزریق اکسید نیتروژن - استفاده کنید پیستون های آهنگری. مزیت بدون شک استحکام آلیاژ آلومینیوم آهنگری است. بیشتر تحمل کن درجه حرارت بالاو بهتر در برابر انفجار مقاومت کنید. معایب عبارتند از قیمت بالاتر، عدم توانایی در استفاده از برخی فناوری ها، به عنوان مثال، برخی از مواردی که در بالا توضیح داده شد به دلیل فرآیند تکنولوژیکیتولید.
پیستون آهنگری برای فرمول 1
در پست بعدی در مورد پیستون برای موتورهای دو زمانه و دیزلی صحبت خواهیم کرد، جایی که بار و دما حتی بیشتر است.
معروف ترین و پر استفاده ترین در سراسر جهان دستگاه های مکانیکی- اینها موتورهای احتراق داخلی هستند (که از این پس ICE نامیده می شود). برد آنها گسترده است و از نظر تعدادی ویژگی، به عنوان مثال، تعداد سیلندرها که تعداد آنها می تواند از 1 تا 24 متغیر باشد و سوخت مورد استفاده متفاوت است.
عملکرد موتور احتراق داخلی پیستونی
موتور تک سیلندر احتراق داخلیرا می توان ابتدایی ترین، نامتعادل ترین و دارای سکته مغزی ناهموار دانست، علیرغم اینکه نقطه شروع در خلقت است. موتورهای چند سیلندرنسل جدید. امروزه از آنها در مدل سازی هواپیما، در تولید ابزارآلات کشاورزی، خانگی و باغی استفاده می شود. به طور گسترده در صنعت خودرو استفاده می شود موتورهای چهار سیلندرو دستگاه های محکم تر
چگونه کار می کند و از چه چیزی تشکیل شده است؟
موتور احتراق داخلی پیستونیساختار پیچیده ای دارد و شامل موارد زیر است:
- یک محفظه، شامل یک بلوک سیلندر، یک سر سیلندر؛
- مکانیزم توزیع گاز؛
- مکانیسم میل لنگ (که از این پس مکانیسم میل لنگ نامیده می شود).
- تعدادی سیستم کمکی
میل لنگ رابط بین انرژی آزاد شده در طی احتراق است مخلوط سوخت و هوا(از این پس FA نامیده می شود) در سیلندر و میل لنگ که حرکت خودرو را تضمین می کند. سیستم توزیع گاز وظیفه تبادل گاز در طول عملیات واحد را بر عهده دارد: دسترسی به مجموعه های اکسیژن و سوخت اتمسفر به موتور و حذف به موقع گازهای تشکیل شده در حین احتراق.
طراحی یک موتور پیستونی ساده
سیستم های کمکی ارائه شده است:
- ورودی، اطمینان از تامین اکسیژن به موتور؛
- سوخت، نشان داده شده توسط یک سیستم تزریق سوخت.
- احتراق، که جرقه و احتراق مجموعه های سوخت را برای موتورهایی که با بنزین کار می کنند فراهم می کند (موتورهای دیزلی به دلیل دمای بالا با خود اشتعال مخلوط مشخص می شوند).
- سیستم روانکاری که اصطکاک و سایش قطعات فلزی در تماس را با استفاده از روغن ماشین کاهش می دهد.
- سیستم خنک کننده، که از گرم شدن بیش از حد قسمت های کار موتور جلوگیری می کند و گردش خون را تضمین می کند مایعات خاصنوع ضد یخ؛
- یک سیستم اگزوز که خروج گازها را به مکانیسم مربوطه، متشکل از دریچه های خروجی، تضمین می کند.
- سیستم کنترلی که نظارت بر عملکرد موتور احتراق داخلی را در سطح الکترونیک فراهم می کند.
عنصر کار اصلی در واحد توصیف شده در نظر گرفته شده است پیستون موتور احتراق داخلی، که خود یک قطعه پیش ساخته است.
طراحی پیستون موتور
نمودار عملیاتی گام به گام
عملکرد یک موتور احتراق داخلی بر اساس انرژی گازهای منبسط می شود. آنها نتیجه احتراق مجموعه های سوخت در داخل مکانیسم هستند. این فرآیند فیزیکیپیستون را مجبور به حرکت در سیلندر می کند. در این مورد، سوخت می تواند:
- مایعات (بنزین، سوخت دیزل)؛
- گازها؛
- مونوکسید کربن در نتیجه سوزاندن سوخت جامد.
کارکرد موتور یک سیکل بسته پیوسته است که از تعداد معینی چرخه تشکیل شده است. متداول ترین موتورهای احتراق داخلی دو نوع هستند که از نظر تعداد چرخه متفاوت هستند:
- دو زمانه، تولید فشرده سازی و سکته مغزی؛
- چهار زمانه - با چهار مرحله با مدت زمان مساوی مشخص می شود: ورودی، فشرده سازی، ضربه قدرت، و نهایی - اگزوز، این نشان دهنده تغییر چهار برابری در موقعیت عنصر اصلی کار است.
شروع سکته مغزی با محل قرارگیری پیستون به طور مستقیم در سیلندر تعیین می شود:
- نقطه مرگ بالا (از این پس TDC نامیده می شود).
- نقطه مرگ پایین (از این پس BDC نامیده می شود).
با مطالعه الگوریتم عملکرد یک نمونه چهار زمانه، می توانید به طور کامل متوجه شوید اصل کار موتور ماشین.
اصل کارکرد موتور خودرو
جذب با عبور از بالا اتفاق می افتد مرکز مردهاز طریق کل حفره سیلندر پیستون کار با جمع شدن همزمان مجموعه سوخت. بر اساس ویژگی های طراحیاختلاط گازهای ورودی ممکن است رخ دهد:
- در کلکسیونر سیستم ورودیاگر موتور بنزینی با تزریق توزیع شده یا مرکزی باشد، این درست است.
- در محفظه احتراق، اگر ما صحبت می کنیم موتور دیزلو همچنین موتوری که با بنزین کار می کند اما با تزریق مستقیم.
اندازه گیری اول با باز بودن دریچه های ورودی مکانیسم توزیع گاز عبور می کند. تعداد سوپاپ های ورودی و خروجی، مدت زمان باز ماندن آنها، اندازه و وضعیت سایش آنها عواملی هستند که بر قدرت موتور تأثیر می گذارند. پیستون در مرحله اولیه فشرده سازی در BDC قرار می گیرد. متعاقباً شروع به حرکت به سمت بالا می کند و مجموعه سوخت انباشته شده را به ابعاد تعیین شده توسط محفظه احتراق فشرده می کند. محفظه احتراق فضای آزاد سیلندر است که بین قسمت بالایی آن و پیستون باقی می ماند. بالا مردهنقطه.
اندازه گیری دوم شامل بستن تمام سوپاپ های موتور است. محکم بودن مناسب آنها به طور مستقیم بر کیفیت فشرده سازی مجموعه سوخت و احتراق بعدی آن تأثیر می گذارد. همچنین، کیفیت تراکم مجموعه سوخت تحت تأثیر قرار می گیرد نفوذ بزرگسطح سایش اجزای موتور این در اندازه فضای بین پیستون و سیلندر، در تنگی سوپاپ ها بیان می شود. سطح تراکم موتور عامل اصلی تأثیرگذار بر قدرت آن است. توسط دستگاه خاصی به نام متر فشار اندازه گیری می شود.
سکته مغزی کار هنگامی که به فرآیند متصل می شود شروع می شود سیستم احتراق، جرقه ایجاد می کند. پیستون در حداکثر موقعیت بالایی قرار دارد. مخلوط منفجر می شود و گازها آزاد می شوند و ایجاد می کنند فشار خون بالا، و پیستون به حرکت در می آید. مکانیسم میل لنگ به نوبه خود چرخش میل لنگ را فعال می کند که حرکت خودرو را تضمین می کند. تمام شیرهای سیستم در این زمان در وضعیت بسته هستند.
سکته مغزی را رها کنید آخرین مورد در چرخه مورد بررسی است. همه دریچه های اگزوزدر حالت باز قرار دارند و به موتور اجازه می دهند محصولات احتراق را "بازدم" کند. پیستون به نقطه شروع خود باز می گردد و آماده شروع یک چرخه جدید است. این حرکت باعث آزادسازی می شود سیستم اگزوز، و سپس در محیط، گازهای خروجی.
نمودار عملکرد یک موتور احتراق داخلیهمانطور که در بالا ذکر شد، بر اساس چرخه است. با نگاهی دقیق به آن، چگونه کار می کند موتور پیستونی ، می توان خلاصه کرد که کارایی چنین مکانیزمی بیش از 60٪ نیست. این درصد به این دلیل است که در یک لحظه معین کورس قدرت فقط در یک سیلندر انجام می شود.
تمام انرژی دریافتی در این زمان به سمت حرکت خودرو هدایت نمی شود. بخشی از آن صرف حفظ چرخ فلایویل در حرکت می شود که با اینرسی، عملکرد خودرو را در سه حرکت دیگر تضمین می کند.
مقدار معینی از انرژی حرارتی به طور غیرارادی برای گرم کردن محفظه و گازهای خروجی تلف می شود. به همین دلیل است که قدرت موتور خودرو با تعداد سیلندرها و در نتیجه به اصطلاح حجم موتور تعیین می شود که با استفاده از فرمول خاصی به عنوان حجم کل تمام سیلندرهای کار محاسبه می شود.
