پیستون

معرفی و بررسی پیستون

پیستون نقش مهمی در سیستم احتراق دارد، بنابراین عملکرد آن باید حفظ شود. آسیب به اجزای پیستون خودرو تاثیر مرگباری بر خودرو خواهد داشت. عملاً تمام قطعات موتور به طور مستقیم یا غیر مستقیم به بلوک موتور متصل می شوند.

پیستون ها وسیله استوانه ای شکل هستند که مهر و موم متحرک در یک سیلندر را تشکیل می دهند. یک پیستون در یکی از سیلندرهای بلوک موتور بالا و پایین حرکت می کند. نیروی انفجاری حاصل از احتراق بر روی سطح پیستون اعمال می شود که به عنوان سر یا تاج پیستون شناخته می شود.

سر یک پیستون بسته به طرح موتور انتخاب شده توسط سازنده موتور می تواند دارای اشکال بسیار متنوعی باشد. طرح‌های رایج‌تر سر تخت، مقعر یا محدب هستند – همه اینها به این بستگی دارد که آیا آنها می‌خواهند در داخل محفظه احتراق آشفتگی ایجاد کنند یا اینکه طراحی به گونه‌ای است که احتراق تا حد امکان کنترل شود.

پیستون چیست؟

پیستون یک جزء کلیدی در موتور رفت و برگشتی است. این از یک قطعه فلزی استوانه‌ای با حلقه‌های پیستون ساخته شده است که پس از نصب پیستون در داخل سیلندر موتور، یک مهر و موم هوا را تشکیل می‌دهد. پیستون از طریق یک پین پیستون یا گوج به یک میله اتصال متصل می شود که به نوبه خود به میل لنگ متصل می شود.

در موتورهای چهار زمانه (بنزینی و دیزلی) خودرو، فرآیند مکش، تراکم، احتراق و اگزوز در بالای پیستون در سرسیلندر انجام می‌شود، که پیستون را مجبور می‌کند تا به سمت بالا و پایین حرکت کند (یا به صورت افقی مخالف به داخل و خارج شود.) در داخل سیلندر، که باعث چرخش میل لنگ می شود.

پیستون خودرو جزئی است که در ناحیه بلوک سیلندر قرار دارد. این بخش راحتی و ایمنی رانندگان را تامین می کند. پیستون این خودرو وظیفه اصلی دریافت کننده فشار احتراق را دارد. پس از دریافت فشار احتراق، سپس به میل لنگ فرستاده می شود.

فرآیند حمل و نقل از طریق شاتون انجام می شود. نقش پیستون نیز به فرآیند احتراق مربوط می شود تا نیروی موتور خودرو تامین شود.

وظیفه پیستون چیست؟

در طول حرکت قدرت موتور احتراق داخلی، انرژی موجود در سوخت در مدت زمان بسیار کوتاهی به گرما و فشار در سیلندر تبدیل می‌شود. این یک فرآیند بسیار انفجاری است که در نتیجه مقادیر دما و فشار در سیلندر تنها در کسری از ثانیه به طور چشمگیری افزایش می یابد.

مبدل قدرت انبساط احتراق

پیستون می تواند برای تبدیل انرژی انبساط احتراق به انرژی مکانیکی عمل کند. هنگامی که شمع آتش می گیرد، احتراق ایجاد می شود. جدای از آن، انفجاری به شکل گرما، گاز احتراق باقیمانده و انرژی انبساط نیز ایجاد می شود.

این انرژی به حداکثر نمی رسد زیرا به انرژی مکانیکی تبدیل نشده است. بعداً پیستون برای انجام این فرآیند مستقیماً از بالا به پایین هل داده می شود.

تنظیم حجم سیلندر

عملکرد پیستون ماشین حرکت بالا و پایین آن است. هنگامی که این اجزاء پایین می آیند، حجم در سیلندر افزایش می یابد. موتور مخلوط سوخت و هوا را به داخل محفظه سوخت می مکد. اگر پیستون ترمز خودرو در حال افزایش باشد، حجم آن کاهش می یابد. این منجر به افزایش فشار خواهد شد. دمای گاز در محفظه سوخت نیز یکسان است، به طوری که پسماند احتراق رانده می شود.

کمپرسور مواد سیلندر

عملکرد بعدی پیستون فشرده سازی مواد احتراق است. این ماده فشرده به داخل مکیده شده است تا بعداً قابل اشتعال باشد. این روش کار زمانی انجام می شود که مرحله فشرده سازی رخ دهد.

کاهش حجم زمانی اتفاق می افتد که پیستون از پایین و به بالا حرکت کند. وضعیت شیر ​​داخل نیز کاملا بسته است. مواد داخل سیلندر هنوز وجود دارد؛ بنابراین، این فرآیند باعث فشرده شدن مواد در سیلندر می شود.

پیستون ها چگونه کار می کنند؟

در اینجا مراحل مربوط به فرآیند کار موتور پیستونی آورده شده است.

مرحله 1: سکته مغزی مصرفی

پیستون در بالای سیلندر نصب می شود (Top Dead Center – TDC). همانطور که میل لنگ می چرخد، پیستون را به پایین سیلندر می کشد (مرکز مرده پایین – BDC). این یک خلاء ایجاد می کند و دریچه ورودی را باز می کند تا مخلوط هوا و سوخت سیلندر را پر کند.

مرحله 2: ضربه فشرده سازی

هنگامی که سیلندر پر است، سوپاپ ورودی بسته می شود و پیستون به سمت بالا می رود. این عمل هوا و سوخت را با هم فشرده می کند و آن را برای احتراق آماده می کند.

مرحله 3: پاور استروک

در اوج تراکم، یک شمع جرقه مخلوط را مشتعل می کند. این عمل باعث ایجاد یک انفجار برای تولید نیروی مناسب می شود که پیستون را به سمت پایین به سمت BDC هل می دهد. این ضربه قدرتی را برای چرخاندن میل لنگ و در نهایت به حرکت درآوردن وسیله نقلیه تولید می کند.

مرحله 4: سکته اگزوز

پس از رسیدن به BDC، دریچه اگزوز باز می شود. پیستون به سمت TDC حرکت می کند تا گازهای مصرف شده حاصل از احتراق را از طریق دریچه اگزوز از سیلندر خارج کند.

مرحله 5: انتقال انرژی

میل لنگ حرکت بالا و پایین پیستون که به حرکت رفت و برگشتی معروف است را به یک حرکت چرخشی تبدیل می کند. این به انتقال نیرو به گیربکس خودرو و سپس به چرخ ها کمک می کند.

مرحله 6: مدیریت گرما

پیستون ها به دلیل احتراق در دمای بسیار بالا کار می کنند. آنها با مواد و پوشش هایی طراحی شده اند که می توانند این شرایط را تحمل کنند. علاوه بر این، سیستم خنک کننده موتور به تنظیم دمای پیستون کمک می کند.

مرحله 7: روغن کاری

روغن موتور برای کاهش اصطکاک و سایش، پیستون ها را روغن کاری می کند. این به آنها کمک می کند تا بین پیستون و دیواره سیلندر مهر و موم ایجاد کنند و مانع از نفوذ روغن به محفظه احتراق و گازهای احتراق از آلودگی روغن شوند.

مرحله 8: چرخه پیوسته

این فرآیند چندین بار در ثانیه تکرار می شود و پیستون هزاران سیکل در دقیقه را پشت سر می گذارد. توالی مداوم و سریع این ضربات باعث می شود موتور به خوبی کار کند.

اجزای پیستون

عملکرد پیستون به اجزای کلیدی زیر بستگی دارد.

رینگ پیستون

اینها حلقه های تقسیم فلزی هستند که در شیارهای روی قطر خارجی پیستون قرار می گیرند. آنها به مهر و موم کردن شکاف بین پیستون و دیواره سیلندر برای حداقل از دست دادن گازها از محفظه احتراق به میل لنگ کمک می کنند.

دامنه پیستونی

از پایین پیستون امتداد می یابد. این دامن از تاب خوردن بیش از حد پیستون در داخل سیلندر در حین حرکت بالا و پایین آن جلوگیری می کند. دامنه ‌های پیستون معمولاً از چدن ساخته می‌شوند، زیرا مقاومت سایشی فوق‌العاده و خاصیت خود روان‌کاری آن دارند.

شاتون

شاتون از مواد محکمی مانند فولاد آهنگری یا آلیاژهای آلومینیوم برای مقابله با تنش های کار موتور ساخته شده است. دو انتهای متمایز دارد: انتهای کوچک و انتهای بزرگ. کوچک به پین ​​پیستون متصل می شود و به پیستون اجازه می دهد تا بچرخد. انتهای بزرگ به پین ​​میل لنگ روی میل لنگ متصل می شود تا چرخش را تسهیل کند.

پیچ میله اتصال

این پیچ درپوش شاتون را روی شاتون محکم می کند و امکان اتصال به میل لنگ را فراهم می کند. پیچ شاتون دارای انواع مختلفی از تنش است.

علل خرابی و مشکل پیستون خودرو

در ادامه به دلایل خرابی پیستون های خودرو می پردازیم.

سن استفاده

پیستون های خودرو با بالا رفتن سن، همیشه در شرایط اولیه قرار ندارند. هر چه مدت طولانی تری کهنه شود، افت کیفیت به وجود می آید. هنگامی که استفاده به سن 5 سالگی برسد، آسیب احساس می شود. بهترین راه حل این است که خودرو خود را به طور منظم سرویس کنید. این برای تشخیص زودتر اینکه آیا این جزء شروع به فرسودگی کرده است مفید است.

استفاده از سوخت اکتان پایین

اکتان واحدی است که مقدار فشار قبل از تمام شدن سوخت را نشان می دهد. این واحد اغلب با نام RON نیز شناخته می شود. سوخت کم RON باعث آسیب پیستون می شود. در واقع، از نظر قیمت، سوخت با اکتان پایین ارزان تر خواهد بود. اما برای درمان پیستون خودرو از سوخت با اکتان بالا استفاده کنید.

استفاده از روغن بی کیفیت

روغن بی کیفیت می تواند اجزای خودرو از جمله پیستون های موجود در آنها را بدتر کند. اطمینان حاصل کنید که روغن خودرو مطابق با نوع خودرو و حداکثر کیفیت است. به علاوه روغن را به طور مرتب تعویض کنید تا به پیستون ها و سایر اجزای خودرو آسیبی وارد نشود.

برخورد پیستون ها و سوپاپ ها

در صورتی که پیستونی که استفاده می کنید اصل نباشد، برخورد این دو جزء ممکن است رخ دهد. علاوه بر این، ممکن است به این دلیل باشد که با مشخصات خودرو مطابقت ندارد. در نتیجه، برخورد اتفاق می افتد، به خصوص پیستون با کیفیت قبلی.

چرا پیستون از آلومینیوم ساخته شده است؟

برای افزایش کارایی، اجزای موتور برای طول عمر و وزن سبک باید مقاومت بالایی داشته باشند. در نتیجه، پیستون ها معمولاً از آلیاژ آلومینیوم ساخته می شوند که بهترین ماده همه جانبه برای استفاده در موتورهای متوسط ​​خودرو و موتور سیکلت است.