ズイガー

科目：

一般
ピストン底部
材料
ピストンリング
ピストンリングの最終すきま
ピストンピン
ピストンピンの脱脂
ピストンの歪み
傾斜ピストン
冷却

一般：
ピストンはシリンダー内で上下運動を行います。シリンダーがエンジンブロックに固着して動かない。ピストンはシリンダー内をODP（下死点）からTDC（上死点）まで常に移動します。燃焼はピストンの上部（ピストン底部と呼ばれます）で起こります。吸気バルブが開き、ピストンが向かって移動するため、吸気セクションに真空が生成されます。この真空により空気 (または燃料混合物) がシリンダー内に吸い込まれます。（ターボまたはコンプレッサーによる）過給エンジンでは、吸気は一定の過剰圧力でシリンダー内に押し込まれます。
De 吸気バルブ閉じるとピストンが上昇します。空気（または燃料混合物）は圧縮（圧縮）され、次にガソリンエンジン会ったスパークプラグそしてある時ディーゼルエンジンディーゼル燃料を加えて点火します。
混合気が発火するため、ピストンが強い力で押し下げられます。そうして排気バルブ開き、ピストンが上昇行程で燃焼ガスを排気に押し出します。

ピストンは次の特性を満たしている必要があります。

TDC および ODP 内の質量力を可能な限り低く保つための可能な最小の質量。質量力が小さいと、ベアリングにかかる応力が少なくなり、より高い回転周波数が可能になります。
熱伝導が良好。ピストン底部の温度は摂氏 400 度を超えることがあります。ピストンベースの温度が上がりすぎるのを防ぐため、ピストンベースは下面にオイルジェットを当てて常に冷却されます。熱負荷が低いため、摩耗とオイルの消費が少なくなります。
十分な機械的抵抗。
摩擦係数が低い。

ピストン底部：
ピストンの上部は「クラウン」または「ピストンボトム」と呼ばれます。バルブの凹部は、多くの場合、ピストンの底部に研磨されます。

直噴ディーゼルエンジンでは、ピストンの底部が依然として燃焼空間の一部であることがよくあります。次に、ピストン内に特別な空洞が削られ、空気を旋回させる役割を果たします。その空間内の空気は渦巻き運動をするため、ディーゼル燃料は噴射中にすぐにこの空気とよく混合されます。

この画像は、ピストン内にプレスワールチャンバーを備えた直噴ディーゼルエンジンを示しています。間接噴射ディーゼルエンジンには、シリンダーヘッド内に別個のプレスワールチャンバーがあります。この場合、ピストン底部には燃焼スペースがなくなります。

材料：
ピストンは通常、アルミニウムまたはマグネシウム合金で作られています。場合によっては、ピストンベースにクロムメッキを施した鍛造アルミニウムピストンが使用されることもあります。これらは非常に強力であり、軽量です。利点は、軽量であるためシリンダー壁にかかる機械的負荷が少なく (したがって摩耗が少なく)、さらに高出力のエンジンでも使用できることです。特殊な生産のため、価格は通常のアルミピストンよりもはるかに高くなります。

シリンダー壁のホーニング溝に匹敵する小さな溝がピストンの側面にも作られています。これらは、上下に移動するときにオイルを「運ぶ」役割を果たします。小さな溝が設けられていないと、オイルが溝を通り過ぎて燃焼室内に到達してしまう可能性があります。

ピストンリング：
ピストンリングは、シリンダー内のピストン間のガスシールを可能な限り最大限に確保する必要があります。ピストンリングに沿った漏れは、特に次のような原因を引き起こします。

圧縮損失 (これに伴う出力損失も発生します)。
燃焼室からのオイルの損失。
オイルの早期老化と汚染。漏れたガスがオイルに入り込むため、これらのガスがオイルと混合し、オイルが老化する可能性があります。

ピストンリングの溝とピストンリングの間には常にオイルの層があります（下の画像を参照）。ピストンリングだけでシールを行うことはできません。これには油も重要な役割を果たします。こんなふうになります：

ピストンが上昇すると、ピストンリングはピストンリング溝の下部に移動します。 (画像を参照)
シリンダー壁に付着したオイルはピストンリングとピストンリング溝の間に浸透します。これにより、ピストンがシリンダー壁に押し付けられます。

オイルスクレーパーリングが摩耗すると、オイルがシリンダー壁とオイルスクレーパーリングの間に侵入し、燃焼室内に滞留する可能性があります。その後、オイルが燃焼し、排気から青または黒の煙が発生します。青い煙は、エンジンオイルが直接排気ガスに入り、燃焼せずに蒸発したものです。黒煙では、オイルが燃焼プロセスに参加し、燃えたオイルの残留物が（黒い）すすの形で排気ガスから出ます。

ピストンリングの最終クリアランス:
スロットクリアランスとは、ピストンリングの両端間の空間のことです。ロッククリアランスが小さすぎると、ピストンリングを小径化する余地がなくなります。シリンダー壁が損傷したり、ピストンリングが破損したりする可能性があります。ロックのクリアランスが大きすぎると、両端間のスペースが大きくなりすぎます。ピストンリングが十分にシールされていないため、圧縮が失われたり、オイル消費量が増加したりする可能性があります。

ロッククリアランスは次の方法で測定されます。隙間ゲージ。上記の測定により、ロッククリアランスは 0,35 ～ 0,55 mm になるはずです。厚さ0,5mmの隙間ゲージは、多少の抵抗があっても通過できました。なので、最終クリアランスは大丈夫です。詳しくは「ピストンリングの測定」という見出しの下に機械的に測定する.

ピストンピン：
ピストンピンは、ピストンをコネクティングロッドに回転可能に取り付けるために使用されます。ピストンピンは（理論上）ピストンの中心に取り付けられ、サークリップで固定されています。実際には、ピストンピンは中心からずらして取り付けられており、これにより性能が向上します。これについての詳細は、次の章「ピストンピンの脱軸」で説明します。

ピストンピンの脱脂：
ピストンピンの軸外の位置は、ピストンピンが完全に中心にないことを意味します (図に示すように)。もちろん、これらのピストンも特定の方向に取り付ける必要があります。方向はピストンの底部にマークされた矢印で示されます。この矢印は配信側を指しています。

ピストンピンを中心からずらして配置することは重要な目的を果たします。シリンダー壁の摩耗を軽減し、シリンダー壁を交換するときにピストンによって発生する騒音を低減します。ピストンが上昇するとシリンダー壁の左側に押し付けられ、下降すると右側に押し付けられます。パワーストロークごとに、ピストンは左側から右側に大きな力で衝突します。
ピストンピンが中心からずれて配置されているため、コンロッドは上死点手前ですでに直立しています。ピストンはパワーストロークの前にシリンダーの右側に移動します。パワーストロークが発生すると、ピストンはすでに正しい位置にあり、一度の動きで真っ直ぐ下降することができます。ピストンピンが中心からずれているため、パワーストロークによってピストンがシリンダー壁に衝突することがなくなり、騒音と摩耗が軽減されます。

ピストンの歪み：
ピストンは、エンジンが温かいときとエンジンが冷えているときでは異なる形状になります。材料は熱により膨張します。ピストンは一方向にのみ膨張するように構成されています。そうしないと、ピストンがシリンダー内に固着する可能性があります。

図の左端には正常な状態のピストンが見られます。中央の写真は、動作温度にあるときのシリンダー内のピストンを上から見たものです。そのため、エンジンがしばらく作動すると、ピストンの材料が暖まって膨張します。右の写真は冷えた状態のピストンです。これで楕円形になりました。上下の矢印はサイズの違いを示しています。右の写真のピストンは幅が強化されており、拡張する余地があるように長さは意図的に作られています。その理由は、どんな物質も加熱すると膨張するからです。ピストンにもこのためのスペースを与える必要があります。

膨張しない側、つまり図のピストンの左側と右側は、動力行程中にシリンダー壁に押し付けられます。この側がスライドウェイの力を吸収します (以下の「ピストンの傾斜」の章の画像を参照してください。これはもちろんこのように構成されています。そうしないと、この巨大な力によってピストンとシリンダー壁の間のスペースが広すぎるためです。ピストンはその後、エンジンがシリンダー壁に衝突するため、寿命が短くなります。

それにもかかわらず、エンジンが冷えているときとエンジンが温まっているときでは音が異なる場合があります。エンジンが冷えているときは、ピストンとシリンダーの間に遊びがあり、カタカタという軽い音が聞こえることがあります。エンジンの暖機段階がスムーズに進行する限り、これはまったく問題ありません。これは、エンジンをゆっくりと暖める必要があることを意味します（高速すぎず、低速でのガス量が多すぎないことは言うまでもありません）。これが起こった場合、ピストンはまだ完全に膨張しておらず、オイルは少なくとも 60 度または 80 度の動作温度にまだ達していません。そうなるとエンジンの寿命は著しく短くなってしまいます。シリンダーの壁はより早く摩耗し、ピストンの側面も摩耗が激しくなります。ピストンの騒音は、メーカーが「デザックス加工」を施すことによって低減することもできます。 (上の章を参照)。

傾斜ピストン:
ピストンは上下運動をしながらシリンダー壁内を幅方向にもわずかに移動します。エンジンの誤った使用法（エンジンが冷えている状態で高速・高回転を運転するなど）によりシリンダー壁に摩耗が生じると、シリンダー壁の一部（画像の赤でマークした部分）が空洞になることがあります。自動車メーカーによる不適切な材料選択も、これに大きな影響を与える可能性があります (VAG の特定の 1.4 16v エンジンを考えてください)。これは、シリンダー壁の幅が増加するため、ピストンの動きの自由度が増すことを意味します。滑り面の力の結果。この場合、「傾斜ピストン」について話します。画像では、ピストンがシリンダー内でわずかにねじれて描かれていることがわかります。少し大げさな状況ですが、「ピストンを傾ける」という概念が明確に表れています。

ピストンが傾くと、エンジンからカチカチ音が大きくなります。場合によっては、ディーゼルエンジンが発する音に匹敵することもあります。この音は、シリンダー内にピストンが持つ余分なスペースによる純粋にシリンダー壁の衝突音です。その結果、オイルの消費量が増加し（シール不良により）、摩耗も増加することがよくあります。これに関してはエンジンをオーバーホールするしかありません。

冷却：
ピストンは底部にエンジンオイルを噴霧することで冷却されます。これは、オイルスプレー (下の画像を参照) を使用するか、コネクティングロッドの穴を通して行うことができます。これは、冷却と潤滑に関する詳細情報とともに、このページで説明されています。潤滑システム.