Motor pistonu - nedir ve ne için?

Modern içten yanmalı motorlar, otomotiv endüstrisinin şafağında üretilen analoglara kıyasla karmaşık bir tasarıma sahiptir. Bunun nedeni, üreticilerin istikrar, ekonomi ve verimlilik sağlamak için güç ünitesine ek elektronik sistemler kurmasıdır.

Elektrik sistemlerinin inceliğine rağmen, ICE cihazı neredeyse hiç değişmeden kaldı. Ünitenin ana unsurları:

• Krank mekanizması;
• Silindir-piston grubu;
• Emme ve egzoz manifoldu;
• Gaz dağıtım mekanizması;
• Motor yağlama sistemi.

Krank ve gaz dağıtımı gibi mekanizmalar senkronize olmalıdır. Bu, sürücü sayesinde elde edilir. Kemer veya zincir olabilir.

Her motor ünitesi, güç ünitesinin kararlı çalışmasının (veya genel olarak çalışabilirliğinin) imkansız olduğu önemli bir işlevi yerine getirir. Pistonun motorda hangi işlevi yerine getirdiğini ve yapısını düşünün.

Motor pistonu nedir?

Bu parça tüm içten yanmalı motorlara takılmıştır. Onsuz, krank milinin dönüşünü sağlamak imkansızdır. Ünitenin (iki veya dört zamanlı) modifikasyonuna bakılmaksızın, pistonun çalışması değişmez.

Bu silindirik parça, krank mili krankına sabitlenen bir bağlantı çubuğuna tutturulmuştur. Yanma sonucu açığa çıkan enerjiyi dönüştürmenize olanak sağlar.

Pistonun üzerindeki boşluğa çalışma odası denir. Araba motorunun tüm vuruşları içinde gerçekleşir (dört zamanlı bir modifikasyon örneği):

• Giriş valfi açılır ve yakıtla karıştırılan hava (atmosferik karbüratör modellerinde) veya havanın kendisi emilir (örneğin, bir dizel motorda hava emilir ve yakıt, hacim istenen dereceye kadar sıkıştırıldıktan sonra verilir);
• Piston yukarı hareket ettiğinde, tüm valfler kapanır, karışımın gidecek yeri yoktur, sıkıştırılır;
• En yüksek noktada (aynı zamanda ölü olarak da adlandırılır), sıkıştırılmış hava-yakıt karışımına bir kıvılcım verilir. Boşlukta keskin bir enerji salınımı oluşur (karışım tutuşur), bu nedenle pistonu aşağı doğru hareket ettiren bir genişleme meydana gelir;
• En alçak noktaya ulaşır ulaşmaz, egzoz valfi açılır ve egzoz gazları egzoz manifoldundan çıkarılır.

Aynı döngüler, motor piston grubunun tüm elemanları tarafından, yalnızca krank milinin düzgün bir şekilde dönmesini sağlayan belirli bir yer değiştirme ile gerçekleştirilir.

Silindir duvarları ve piston O-halkaları arasındaki gerginlik nedeniyle, bu elemanın alt ölü merkeze hareket etmesi nedeniyle basınç yaratılır. Bitişik silindirin pistonu krank milini döndürmeye devam ettiğinden, ilk silindirde üst ölü merkeze hareket eder. Karşılıklı hareket bu şekilde gerçekleşir.

Piston tasarımı

Bazıları bir piston ile krank miline tutturulmuş parçalar topluluğu anlamına gelir. Aslında, sıkıştırma strokunun sonunda bir yakıt ve hava karışımının mikro patlaması sırasında mekanik bir yük alan silindirik şekle sahip bir elemandır.

Piston cihazı şunları içerir:

• alt;
• o-halka olukları;
• etek.

Piston, bağlantı çubuğuna çelik bir pim ile tutturulmuştur. Her elemanın kendi işlevi vardır.

alt

Parçanın bu kısmı mekanik ve termal gerilimi alır. Yukarıdaki tüm adımların gerçekleştiği çalışma odasının alt sınırıdır. Alt her zaman eşit değildir. Şekli, kurulu olduğu motorun modeline bağlıdır.

Sızdırmazlık parçası

Bu bölümde yağ sıyırıcı ve sıkıştırma halkaları takılmıştır. Zamanla motorun ana elemanlarının değil, değiştirilebilir halkaların aşınması nedeniyle silindir bloğunun silindiri arasında maksimum sızdırmazlık sağlarlar.

En yaygın değişiklik üç O-ring içindir: iki sıkıştırma halkası ve bir yağ sıyırıcısı. İkincisi, silindir duvarlarının yağlanmasını düzenler. Taban ve sızdırmazlık parçası seti genellikle otomatik mekanikler tarafından piston kafası olarak adlandırılır.

etek

Parçanın bu kısmı sabit bir dikey pozisyon sağlar. Eteğin duvarları pistonu yönlendirir ve devrilmesini önler, bu da mekanik yükün silindir duvarları üzerine eşit olarak dağılmasını engeller.

Ana piston fonksiyonları

Pistonun ana işlevi, bağlantı çubuğunu iterek krank milini ilerletmektir. Bu eylem, bir yakıt ve hava karışımı tutuştuğunda meydana gelir. Düz alt yüzey tüm mekanik gerilimi alır.

Bu işleve ek olarak, bu bölüm daha fazla özelliğe sahiptir:

• Patlamadan elde edilen verimin maksimum yüzdeye sahip olması nedeniyle çalışma odasını silindirdeki mühürler (bu parametre sıkıştırma derecesine ve sıkıştırma miktarına bağlıdır). O-halkalar aşınmışsa, sıkılık zarar görür ve aynı zamanda güç ünitesinin performansı düşer;
• Çalışma odasını soğutur. Bu fonksiyon ayrı bir makaleyi hak ediyor ama kısacası silindirin içinde tutuşturulduğunda sıcaklık keskin bir şekilde 2 bin dereceye çıkıyor. Parçanın erimesini önlemek için ısıyı uzaklaştırmak son derece önemlidir. Bu işlev, conta halkaları, piston pimi ve bağlantı çubuğu ile gerçekleştirilir. Ancak, ana ısı dağıtıcı unsurlar yağ ve hava-yakıt karışımının taze bir kısmıdır.

Piston türleri

Bugüne kadar, üreticiler çok sayıda farklı piston modifikasyonu geliştirdiler. Bu durumda ana görev, parçaların aşınmasının azaltılması, ünitenin üretkenliği ve kontak elemanlarının yeterli soğutulması arasındaki "altın ortalamaya" ulaşmaktır.

Pistonu daha iyi soğutmak için daha geniş halkalar gereklidir. Ancak bununla, enerjinin bir kısmı daha büyük sürtünme kuvvetinin üstesinden geleceği için motorun verimliliği azalır.

Tasarım gereği, tüm pistonlar iki değişikliğe ayrılmıştır:

• İki zamanlı motorlar için. İçlerindeki alt, yanma ürünlerinin çıkarılmasını ve çalışma odasının doldurulmasını iyileştiren küresel bir şekle sahiptir.
• Dört zamanlı motorlar için. Bu tür modifikasyonlarda, alt kısım içbükey veya düz olacaktır. İlk kategori, valf zamanlaması yer değiştirdiğinde daha güvenlidir - valf açıkken bile piston, içinde karşılık gelen girintiler olduğundan pistonla çarpışmaz. Ayrıca bu elemanlar, karışımın çalışma odasında daha iyi karışmasını sağlar.

Dizel motorlar için pistonlar ayrı bir parça kategorisidir. Birincisi, benzinli içten yanmalı motorlar için analoglardan çok daha güçlüler. Bu gereklidir, çünkü silindirin içinde 20 atmosferi aşan bir basınç oluşturulması gerekir. Yüksek sıcaklıklar ve muazzam basınç nedeniyle, geleneksel bir piston kolayca çökebilir.

İkincisi, bu tür pistonlar genellikle piston yanma odaları adı verilen özel girintilere sahiptir. Giriş vuruşunda türbülans yaratarak sıcak alt gövdenin daha iyi soğutulmasını ve daha verimli yakıt / hava karışımını sağlarlar.

Bu unsurların başka bir sınıflandırması da vardır:

• Oyuncular. Daha sonra torna tezgahlarında işlenen katı bir boşluğa dökülerek yapılırlar. Bu tür modeller hafif araçlarda kullanılır;
• Milli takımlar. Bu parçalar, ayrı ayrı piston elemanları için malzemeleri birleştirmeyi mümkün kılan farklı parçalardan bir araya getirilmiştir (örneğin, etek alüminyum alaşımdan ve taban, dökme demir veya çelikten yapılabilir). Tasarımın yüksek maliyeti ve karmaşıklığı nedeniyle, bu tür pistonlar geleneksel motorlara takılmaz. Böyle bir modifikasyonun ana uygulaması dizel yakıtla çalışan büyük içten yanmalı motorlardır.

Motor pistonları için gereklilikler

Pistonun görevini yerine getirebilmesi için, üretimi sırasında aşağıdaki gereksinimlerin karşılanması gerekir:

1. Mekanik gerilim altında deforme olmazken yüksek sıcaklık yüklerine dayanmalıdır ve motorun verimliliğinin sıcaklık değişimiyle düşmemesi için malzemenin yüksek bir genleşme katsayısına sahip olmaması gerekir;
2. Bir kovan yatağının işlevini yerine getirmesi sonucunda parçanın yapıldığı malzeme hızlı bir şekilde aşınmamalıdır;
3. Piston hafif olmalıdır, çünkü ataletin bir sonucu olarak kütle arttıkça, bağlantı kolu ve krank üzerindeki yük birkaç kez artar.

Yeni bir piston seçerken, üreticinin tavsiyelerini dikkate almak son derece önemlidir, aksi takdirde motor ek yükler yaşar ve hatta dengesini kaybeder.

Sorular ve Cevaplar:

Pistonlar bir motorda ne yapar? Silindirlerde, hava-yakıt karışımının yanması ve aşağı doğru hareket eden bitişik pistonların krank üzerindeki etkisi nedeniyle ileri geri hareketler yaparlar.

Ne tür pistonlar var? Farklı alt kalınlıklarda simetrik ve asimetrik etekler ile. Kontrollü genleşme, otomatik termal, otomatik termik, duoterm, bölmeli, eğimli etekli Evotec, dövme alüminyum pistonları vardır.

Pistonun tasarım özellikleri nelerdir? Pistonlar sadece şekil olarak değil, aynı zamanda O-ring takmak için yuva sayısı bakımından da farklılık gösterir. Piston eteği konik veya namlu şeklinde olabilir.