Subiecte:
- General
- Fundul pistonului
- materiale
- Inele de piston
- Jocul final al segmentelor pistonului
- Bolt de piston
- Dezaxarea bolțului pistonului
- Distorsiunea pistonului
- Piston basculant
- Răcire
General:
Pistoanele fac mișcări în sus și în jos în cilindru. Cilindrul este blocat în blocul motor și nu se mișcă. Pistonul se deplasează în mod constant de la ODP (Centrul mort inferior) la TDC (Centrul mort superior) în cilindru. Arderea are loc în partea superioară a pistonului (numită fundul pistonului). Deoarece supapele de admisie se deschid și pistonul se deplasează spre, se creează un vid în secțiunea de admisie. Acest vid aspiră aer (sau un amestec de combustibil) în cilindru. Într-un motor supraalimentat (prin intermediul unui turbo sau compresor), aerul de admisie este împins în cilindru cu o anumită presiune în exces.
De supapele de admisie se închide și pistonul se mișcă în sus. Aerul (sau amestecul de combustibil) este comprimat (comprimat) apoi la a motor pe benzina cu a bougie iar la unu motor diesel aprins prin adăugarea de motorină.
Deoarece amestecul se aprinde, pistonul este împins în jos cu mare forță. Apoi supapele de evacuare se deschide și pistonul împinge gazele arse în evacuare în cursa ascendentă.
Pistoanele trebuie să îndeplinească următoarele proprietăți:
- Cea mai mică masă posibilă pentru a menține forțele de masă în TDC și ODP cât mai scăzute posibil. Forțele de masă mici exercită o presiune mai mică asupra rulmenților și permit frecvențe de rotație mai mari.
- Conducție bună a căldurii; temperatura fundului pistonului poate depăși 400 de grade Celsius. Pentru a preveni creșterea prea mare a temperaturii bazei pistonului, acesta este răcit constant cu un jet de ulei pe partea inferioară. Sarcina termică mai mică are ca rezultat o uzură mai mică și un consum mai mic de ulei.
- Rezistenta mecanica suficienta.
- Coeficient scăzut de frecare.
Partea inferioară a pistonului:
Partea superioară a pistonului se numește „coroană” sau „partea inferioară a pistonului”. Degajările pentru supape sunt adesea șlefuite în baza pistonului.
La motoarele diesel cu injecție directă, partea inferioară a pistonului este adesea încă parte a spațiului de ardere. O cavitate specială este apoi șlefuită în piston, care servește la învârtirea aerului. Aerul din acel spațiu va face o mișcare învolburată, astfel încât motorina să se amestece imediat bine cu acest aer în timpul injecției.
Imaginea prezintă un motor diesel cu injecție directă cu o cameră de pre-turtire în piston. Un motor diesel cu injecție indirectă are o cameră separată de preturtire în chiulasă. Atunci nu există spațiu de ardere în partea inferioară a pistonului.
Materiale:
Pistoanele sunt de obicei fabricate din aliaje de aluminiu sau magneziu. Uneori, pistoanele din aluminiu forjat sunt folosite cu bazele pistoanelor cromate. Acestea sunt foarte puternice și au o greutate mică. Avantajul este ca datorita greutatii lor reduse au si o sarcina mecanica mai mica pe peretii cilindrilor (si deci mai putina uzura), plus ca pot fi folosite in motoare cu multa putere. Datorită producției specializate, prețul este mult mai mare decât pistoanele normale din aluminiu.
În partea laterală a pistonului se fac și caneluri mici, comparabile cu canelurile de honuire din peretele cilindrului. Acestea servesc pentru a „purta” uleiul atunci când se deplasează în sus și în jos. Dacă nu ar fi prevăzute caneluri mici, uleiul ar putea pur și simplu să treacă pe lângă ele și să ajungă în camera de ardere.
Inele de piston:
Segurile de piston trebuie să asigure cea mai bună etanșare la gaz între pistonul din cilindru. Scurgerile de-a lungul segmentelor pistonului cauzează, printre altele:
- Pierderea de compresie (prin urmare și pierderea de putere).
- Pierderi de ulei prin camera de ardere.
- Îmbătrânirea prematură și contaminarea uleiului; Deoarece gazele scurse pătrund în ulei, aceste gaze se pot amesteca cu uleiul, provocând îmbătrânirea uleiului.
Există întotdeauna un strat de ulei între canelurile segmentului pistonului și segmentele pistonului (vezi imaginea de mai jos). Nu este posibil ca segmentele pistonului să se ocupe singure de etanșare. Uleiul joacă, de asemenea, un rol important în acest sens. Merge asa:
- Pe măsură ce pistonul se ridică, segmentele pistonului se deplasează în porțiunea inferioară a canelurii segmentului pistonului. (vezi imaginea)
- Uleiul de pe peretele cilindrului pătrunde între inelul pistonului și canalul segmentului pistonului. Acest lucru face ca pistonul să fie apăsat pe peretele cilindrului.
Când inelele de răzuire a uleiului sunt uzate, uleiul poate intra între peretele cilindrului și inelul de răzuire a uleiului, făcându-l să ajungă în camera de ardere. Uleiul este apoi ars, rezultând fum albastru sau negru din evacuare. Fumul albastru provine din uleiul de motor care intră direct în evacuare, nears și se evaporă. În fumul negru, uleiul a participat la procesul de ardere, iar reziduurile de ulei arse părăsesc evacuarea sub formă de funingine (neagră).
Jocul final al segmentelor pistonului:
Distanța fantei este spațiul dintre cele două capete ale inelului pistonului. Dacă jocul de blocare este prea mic, segmentul pistonului nu are spațiu pentru a se forma la un diametru mai mic. Peretele cilindrului poate fi deteriorat și inelul pistonului se poate rupe. Dacă spațiul de blocare este prea mare, există prea mult spațiu între capete; segmentele pistonului nu etanșează suficient și pot cauza pierderea compresiei sau creșterea consumului de ulei.
Distanța de blocare se măsoară cu a ecartament. Cu măsurarea de mai sus, spațiul de blocare ar trebui să fie între 0,35 și 0,55 mm. Ecartamentul cu o grosime de 0,5 mm poate fi deplasat cu o oarecare rezistență. Deci autorizația finală este în regulă. Pentru mai multe informații, consultați pagina „măsurători ale segmentului pistonului” sub titlul Măsurând mecanic.
Bolt de piston:
Știftul pistonului este utilizat pentru a atașa rotativ pistonul la biela. Știftul pistonului este (teoretic) montat în centrul pistonului și este fixat cu un inel de siguranță. În realitate, știftul pistonului este montat decentrat, ceea ce îmbunătățește performanța. Mai multe informații despre aceasta găsiți mai jos în următorul capitol: Dezaxarea bolțului pistonului.
Dezaxarea bolțului pistonului:
Poziția în afara axei știftului pistonului înseamnă că știftul pistonului nu este complet centrat (așa cum se arată în figură). Aceste pistoane trebuie, desigur, să fie montate într-o anumită direcție. Direcția este indicată de o săgeată, care este marcată în partea inferioară a pistonului. Această săgeată indică spre partea de distribuție.
Plasarea bolțului pistonului decentrat servește un scop important; reduce uzura peretelui cilindrului și reduce zgomotul produs de piston la schimbarea pereților cilindrului. Când pistonul se mișcă în sus, este apăsat pe partea stângă a peretelui cilindrului și când se mișcă în jos este apăsat pe partea dreaptă. La fiecare cursă de putere, pistonul va fi lovit din partea stângă de partea dreaptă cu o forță enormă.
Deoarece bolțul pistonului este plasat decentrat, biela este deja verticală înainte de PMS. Pistonul se deplasează în partea dreaptă a cilindrului înainte de cursa de putere. Când are loc cursa de putere, pistonul este deja în poziția corectă și acum poate merge direct în jos dintr-o singură mișcare. Datorită știftului decentrat al pistonului, pistonul nu mai este lovit de peretele cilindrului de cursa de putere, ceea ce reduce zgomotul și uzura.
Distorsiunea pistonului:
Pistonul ia o formă diferită într-un motor cald decât într-un motor rece. Materialul se dilată din cauza căldurii. Pistonul este construit în așa fel încât expansiunea are loc doar într-o singură direcție. În caz contrar, pistonul s-ar putea bloca în cilindru.
În extrema stângă a figurii, pistonul poate fi văzut în stare normală. Imaginea din mijloc este a pistonului din cilindru văzut de sus, când este la temperatura de funcționare. Deci, motorul a funcționat de ceva vreme, ceea ce a făcut ca materialul pistonului să se încălzească și să se extindă. Poza din dreapta este a pistonului în stare rece. Acesta are acum formă ovală. Săgețile de deasupra și dedesubt indică diferența de dimensiune. Pistonul din imaginea din dreapta a fost întărit în lățime și construit în mod deliberat în lungime, astfel încât să aibă spațiu de extindere. Motivul pentru aceasta este că fiecare material se extinde atunci când este încălzit. De asemenea, pistonul trebuie să aibă spațiu pentru aceasta.
Partea care nu se extinde, adică părțile stânga și dreaptă ale pistonului din ilustrație, este apăsată pe peretele cilindrului în timpul cursei de putere. Această latură absoarbe forța de glisare (vezi imaginea din capitolul de mai jos „piston basculant”. Bineînțeles, acesta este construit în acest fel, deoarece altfel spațiul dintre piston și peretele cilindrului este prea mare cu această forță enormă. Pistonul atunci devine motorul este aruncat pe peretele cilindrului și, prin urmare, va avea o durată de viață scurtă.
În ciuda acestui fapt, sunetul poate fi diferit atunci când motorul este rece decât atunci când motorul este cald. Când motorul este rece, există atât de mult joc între piston și cilindru încât se mai poate auzi un zgomot ușor. Aceasta nu este deloc o problemă, atâta timp cât faza de încălzire a motorului se desfășoară fără probleme. Prin aceasta vreau sa spun ca motorul trebuie incalzit incet (nu turatii prea mari si cu siguranta nici prea multa benzina la turatii mici). Dacă se întâmplă acest lucru, pistonul nu s-a extins încă complet și uleiul nu a atins încă temperatura de funcționare de cel puțin 60 sau 80 de grade. Motorul va avea apoi o durată de viață semnificativ mai scurtă. Peretele cilindrului se va uza mai repede, la fel ca și partea pistonului, care se va uza greu. Zgomotul pistonului poate fi redus și de către producător prin aplicarea „desaxării”. (Vezi capitolul de mai sus).
Piston basculant:
În timp ce se deplasează în sus și în jos, pistonul se mișcă, de asemenea, ușor în direcția lățimii în peretele cilindrului. Dacă apare uzura peretelui cilindrului din cauza utilizării incorecte a motorului (gândiți-vă la conducerea rapidă / turații mari când motorul este rece), partea din peretele cilindrului (marcată cu roșu în imagine) poate deveni goală. O alegere proastă a materialelor de către producătorul de automobile poate juca un rol major în acest sens (gândiți-vă la anumite motoare 1.4 16v de la VAG), ceea ce înseamnă că lățimea peretelui cilindrului crește și, prin urmare, pistonul are mai multă libertate de mișcare ca un rezultat al forței de glisare. În acest caz vorbim de „pistoane basculante”. Imaginea arată că pistonul este tras ușor răsucit în cilindru. O situație ușor exagerată, dar conceptul de „piston basculant” este clar vizibil.
Rezultatul basculării pistoanelor este că motorul scoate multe zgomote de ticăituri. Uneori poate fi aproape comparat cu sunetul produs de un motor diesel. Sunetul este pur și simplu lovirea peretelui cilindrului datorită spațiului suplimentar pe care pistonul îl are în cilindru. Ca urmare, consumul de ulei crește adesea (din cauza etanșării slabe) și uzura va crește adesea. Singurul lucru care se poate face în acest sens este revizuirea motorului.
răcire:
Pistonul este răcit prin pulverizarea uleiului de motor în partea de jos. Acest lucru se poate face cu un pulverizator de ulei (vezi imaginea de mai jos), sau printr-un orificiu din tija de legătură. Acest lucru, împreună cu mai multe informații despre răcire și lubrifiere, sunt descrise pe pagină sistem de lubrifiere.
