Pistoni është një nga elementët e mekanizmit të fiksimit, mbi të cilin bazohet parimi i funksionimit të shumë motorëve me djegie të brendshme. Ky artikull diskuton dizajnin dhe veçoritë e këtyre pjesëve.

Përkufizimi

Pistoni është një pjesë që kryen lëvizje reciproke në cilindër dhe siguron shndërrimin e ndryshimeve të presionit të gazit në punë mekanike.

Qëllimi

Me pjesëmarrjen e këtyre pjesëve realizohet procesi termodinamik i motorit. Meqenëse pistoni është një nga elementët e mekanizmit të fiksimit, ai percepton presionin e prodhuar nga gazrat dhe e transferon forcën në shufrën lidhëse. Përveç kësaj, siguron mbylljen e dhomës së djegies dhe heqjen e nxehtësisë prej saj.

Dizajn

Pistoni është një pjesë me tre pjesë, domethënë dizajni i tij përfshin tre përbërës që performojnë funksione të ndryshme, dhe dy pjesë: koka, në të cilën kombinohen pjesa e poshtme dhe vulosja, dhe pjesa drejtuese, e përfaqësuar nga fundi.

Poshtë

Mund të ketë një formë të ndryshme në varësi të shumë faktorëve. Për shembull, konfigurimi i pjesës së poshtme të pistonëve të një motori me djegie të brendshme përcaktohet nga vendndodhja e të tjerëve elementet strukturore, si grykë, qirinj, valvola, forma e dhomës së djegies, veçoritë e proceseve që ndodhin në të, dizajni i përgjithshëm i motorit, etj. Në çdo rast, ai përcakton veçoritë e funksionimit.

Ekzistojnë dy lloje kryesore të konfigurimit të pjesës së poshtme të pistonit: konveks dhe konkave. E para siguron forcë më të madhe, por përkeqëson konfigurimin e dhomës së djegies. Me një fund konkave, dhoma e djegies, përkundrazi, ka një formë optimale, por depozitat e karbonit depozitohen më intensivisht. Më rrallë (në motorët me dy goditje) ka pistona me një fund të përfaqësuar nga një zgjatim reflektor. Kjo është e nevojshme kur fryhet për lëvizjen e drejtuar të produkteve të djegies. Pjesët e motorëve me benzinë ​​zakonisht kanë një fund të sheshtë ose pothuajse të sheshtë. Ndonjëherë ata kanë brazda për të hapur plotësisht valvulat. Në motorët me injeksion të drejtpërdrejtë, pistonët karakterizohen nga një konfigurim më kompleks. Në motorët me naftë, ato dallohen nga prania e një dhome djegieje në fund, e cila siguron rrotullim të mirë dhe përmirëson formimin e përzierjes.

Shumica e pistonëve janë të njëanshëm, megjithëse ka edhe versione të dyanshme që kanë dy funde.

Distanca midis brazdës së unazës së parë të ngjeshjes dhe pjesës së poshtme quhet zona e ndezjes së pistonit. Vlera e lartësisë së saj është shumë e rëndësishme, e cila është e ndryshme për pjesët nga materiale të ndryshme. Në çdo rast, nëse lartësia e unazës së zjarrit shkon përtej vlerës minimale të lejueshme, mund të çojë në djegie të pistonit dhe deformim të sediljes së unazës së sipërme të kompresimit.

Pjesa e vulosjes

Këtu janë kruese vaji dhe unazat e ngjeshjes. Për pjesët e tipit të parë, kanalet kanë vrima përmes vrimave që vaji i hequr nga sipërfaqja e cilindrit të futet në piston, nga ku ai futet në tiganin e vajit. Disa prej tyre kanë një buzë prej gize inox me një brazdë për unazën e sipërme të ngjeshjes.

Të përbërë nga gize, ato shërbejnë për të krijuar një përshtatje të rehatshme midis pistonit dhe cilindrit. Prandaj, ato janë burimi i fërkimit më të madh në motor, humbjet nga të cilat janë 25% e humbjeve totale mekanike në motor. Numri dhe vendndodhja e unazave përcaktohen nga lloji dhe qëllimi i motorit. Më shpesh, përdoren 2 unaza kompresuese dhe 1 unaza kruese vaji.

Unazat e kompresimit kryejnë detyrën për të parandaluar hyrjen e gazeve në kavilje nga dhoma e djegies. Ngarkesat më të mëdha bien mbi të parën, prandaj, në disa motorë, brazda e saj përforcohet me një futje çeliku. Unazat e kompresimit mund të jenë trapezoidale, konike, në formë fuçi. Disa prej tyre kanë një prerje.

Shërben për të hequr vajin e tepërt nga cilindri dhe e pengon atë të hyjë në dhomën e djegies. Ka vrima për këtë. Disa opsione kanë një zgjerues pranveror.

Pjesa udhëzuese (fund)

Ka forme fuçie (lakore) ose konike per kompensim.Ka dy batica per kunjin e pistonit. Në këto zona, fundi ka masën më të madhe. Përveç kësaj, vërehen deformimet më të mëdha të temperaturës gjatë ngrohjes. Për reduktimin e tyre përdoren masa të ndryshme. Një unazë kruese vaji mund të vendoset në fund të skajit.

Për të transferuar forcën nga pistoni ose tek ai, përdoret më shpesh një maniak ose një shufër. Kunja e pistonit shërben për të lidhur këtë pjesë me to. Është prej çeliku, ka formë tubulare dhe mund të instalohet në disa mënyra. Më shpesh, përdoret një gisht lundrues, i cili mund të rrotullohet gjatë funksionimit. Për të parandaluar zhvendosjen, fiksohet me unaza mbajtëse. Mbërthimi i ngurtë përdoret shumë më rrallë. Shufra në disa raste vepron si një pajisje udhëzuese, duke zëvendësuar skajin e pistonit.

Materiale

Pistoni i motorit mund të jetë materiale të ndryshme. Në çdo rast, ato duhet të kenë cilësi të tilla si forca e lartë, përçueshmëria e mirë termike, rezistenca ndaj korrozionit dhe koeficienti i ulët i zgjerimit dhe densitetit linear. Për prodhimin e pistonëve përdoren lidhjet e aluminit dhe gize.

Hekur model

Ndryshon nga qëndrueshmëria e madhe, rezistenca ndaj konsumit dhe e ulët Vetia e fundit ofron mundësinë e punës së pistonëve të tillë me kthesa të vogla në sajë të asaj izolimi të mirë të cilindrit. Megjithatë, për shkak të rëndësishme gravitet specifik Pjesët prej gize përdoren vetëm në ata motorë ku masat reciproke kanë forca inercie që përbëjnë jo më shumë se një të gjashtën e forcave të presionit në pjesën e poshtme të pistonit të gazit. Për më tepër, për shkak të përçueshmërisë së ulët termike, ngrohja e pjesës së poshtme të pjesëve prej gize gjatë funksionimit të motorit arrin 350-450 ° C, e cila është veçanërisht e padëshirueshme për opsionet e karburatorit, pasi çon në ndezjen e shkëlqimit.

Alumini

Ky material përdoret më shpesh për pistona. Kjo është për shkak të peshës së ulët specifike (pjesët e aluminit janë 30% më të lehta se pjesët prej gize), përçueshmëria e lartë termike (3-4 herë më e lartë se ajo e gize), e cila siguron që pjesa e poshtme të nxehet në jo më shumë se 250 ° C, e cila lejon rritje në shkallë dhe ngjeshje dhe siguron mbushje më të mirë të cilindrave dhe anti-fërkim të lartë Vetitë. Në të njëjtën kohë, alumini ka një 2 herë më të madh se ai i gize,koeficienti linear i zgjerimit, e cila na detyron të bëjmë të mëdha boshllëqe me mure cilindrash dmth përmasat e pistonit më pak alumin se gize a, për cilindra identikë. Për më tepër, detaje të tilla dhe keni një forcë më e ulët, veçanërisht kur nxehet (në 300 ° C, zvogëlohet me 50-55%, ndërsa gize nyh - në 10%).

Për të zvogëluar shkallën e fërkimit, muret e pistonëve janë të veshura me grafit dhe disulfid molibden.

Nxehtësia

Siç u përmend, gjatë funksionimit ato mund të ngrohen deri në 250-450 °C. Prandaj, është e nevojshme të merren masa që synojnë si uljen e ngrohjes ashtu edhe kompensimin e zgjerimit termik të pjesëve të shkaktuara prej tij.

Vaji përdoret për të ftohur pistonët. menyra te ndryshme ato ushqehen brenda tyre: krijojnë një mjegull vaji në cilindër, e spërkasin përmes një vrime në shufrën lidhëse ose me një grykë, e injektojnë në kanalin unazor dhe e qarkullojnë përmes një mbështjelljeje tubulare në fundin e pistonit.

Për të kompensuar deformimet e temperaturësnë zonat e baticës fundet kthehen nga të dyja anët metal 0,5-1,5 mm thellësinë formën e slotave në formë U ose T. Kjo masë përmirësohet lubrifikimin e tij dhe parandalon shfaqjen e e nga deformimet e temperaturës së pikëzimit, pra të dhënat e gropat quhen frigoriferë. Ata përdoret në kombinim me një skaj konik ose në formë fuçi.E kompenson atë lineare zgjerimi për faktin se kur nxehetskaji merr një formë cilindrike. Përveç kësaj, përdoren futje kompensuesenë mënyrë që diametri i pistonit të përjetojë një të kufizuar zgjerim termik në rrafshin e lëkundjes së shufrës lidhëse. Është gjithashtu e mundur të izolohet pjesa udhëzuese nga koka që përjeton më shumë nxehtësi. Më në fund, mureve të skajit u jepen vetitë elastikeduke bërë një prerje të zhdrejtë në të gjithë gjatësinë e saj.

Teknologjia e prodhimit

Sipas metodës së prodhimit, pistonët ndahen në të derdhur dhe të falsifikuar (të stampuar).Detaje të llojit të parë përdoret në shumicën makina, dhe zëvendësimi i pistonëve me ato të falsifikuara përdoret në akordim. Opsionet e falsifikuara karakterizohen nga forca dhe qëndrueshmëria e shtuar, si dhe pesha më e ulët. Prandaj, instalimi i pistonëve të këtij lloji rrit besueshmërinë dhe performancën e motorit.Kjo është veçanërisht e rëndësishme për motorët që funksionojnë nën ngarkesa të shtuara, ndërsa pjesët e derdhura janë të mjaftueshme për përdorim të përditshëm.

Aplikacion

Pistoni është një pjesë shumëfunksionale. Prandaj, përdoret jo vetëm në motorë. Për shembull, ekziston një pistoni i kalibrit të frenave,sepse funksionon në të njëjtën mënyrë. Gjithashtu mekanizmi i fiksimit përdoret në disa modele të kompresorëve, pompave dhe pajisjeve të tjera.

Pistoniështë një nga pjesët e mekanizmit të fiksimit të motorit dhe është një element integral i ndarë me kusht në një kokë dhe një skaj. Është baza e procesit të shndërrimit të energjisë së djegies së karburantit në energji termike, dhe më pas në energji mekanike. Performanca e motorit, si dhe besueshmëria dhe qëndrueshmëria e tij, varen drejtpërdrejt nga cilësia e kësaj pjese.

Qëllimi dhe llojet e pistonëve

Në motor, pistoni i motorit kryen një numër funksionesh, në veçanti, është:

1. shndërrimi i presionit të gazit në forcën e transmetuar në shufrën lidhëse;
2. sigurimi i ngushtësisë së dhomës së djegies;
3. lavaman nxehtësie.

Pistoni funksionon në kushte ekstreme nën ngarkesa të vazhdueshme mekanike. Prandaj, për motorët modernë ato janë bërë nga lidhje të veçanta alumini, të cilat janë të lehta dhe të qëndrueshme me rezistencë të mjaftueshme ndaj nxehtësisë. Disi më pak të zakonshme janë pistonët e çelikut. Më parë, ato bëheshin kryesisht nga gize. Shënimi i pistonit, i cili është domosdoshmërisht i pranishëm në secilin produkt, do t'ju tregojë se nga është bërë. Këto pjesë bëhen me dy metoda - derdhje dhe stampim. Pistonët e falsifikuar, të zakonshëm në akordim, bëhen me stampim dhe jo të farkëtuara me dorë.

Dizajni i pistonit

Pajisja e pistonit nuk është e komplikuar. Kjo është një pjesë integrale, e cila, për lehtësinë e përkufizimit, ndahet në mënyrë konvencionale në një skaj dhe një kokë. formë specifike dhe karakteristikat e projektimit pistonët përcaktohen nga lloji dhe modeli i motorit. Në llojet e zakonshme të motorëve me djegie të brendshme me benzinë, mund të shihni vetëm pistona me koka të sheshta ose shumë afër kësaj forme. Ata shpesh kanë brazda të dizajnuara për të maksimizuar hapjen e plotë të valvulave. Në motorët me injeksion të drejtpërdrejtë të karburantit, pistonët bëhen në një formë pak më komplekse. Pistoni i një motori me naftë ka një kokë me një konfigurim specifik për të siguruar rrotullim optimal për formimin e mirë të përzierjes.

Diagrami i pistonit të motorit.

Nën kokën në brazdat e pistonit vendosen në të cilat janë instaluar unazat e pistonit. Skajet e pistonëve të ndryshëm janë gjithashtu të ndryshëm: me një formë të ngjashme me një kon ose një fuçi. Ky konfigurim bën të mundur kompensimin e zgjerimit të pistonit që ndodh kur ai nxehet në punë. Duhet të theksohet se pistoni fiton vëllimin e tij të plotë të punës vetëm pasi motori të jetë ngrohur në temperaturën normale.

Për të minimizuar efektin e fërkimit të vazhdueshëm anësor të pistonit në cilindër, në sipërfaqen anësore të tij aplikohet një material i veçantë kundër fërkimit, lloji i të cilit varet edhe nga lloji i motorit. Gjithashtu në skajin e pistonit ka vrima të veçanta me baticë për montimin e kunjit të pistonit.

Funksionimi i pistonit përfshin ngrohjen e tij intensive. Ftohet, dhe në motorë të ndryshëm në mënyra të ndryshme. Këtu janë më të zakonshmet prej tyre:

• duke furnizuar mjegull vaji në cilindër;
• përmes spërkatjes së vajit përmes një shufre lidhëse ose një hundë të veçantë;
• përmes injektimit të vajit përmes kanalit unazor;
• me ndihmën e qarkullimit të vazhdueshëm të vajit përmes një bobine të vendosur drejtpërdrejt në kokën e pistonit.

Nuk është vetë pistoni që është në kontakt të ngushtë me muret e cilindrit, por unazat e tij. Për të siguruar rezistencën më të lartë ndaj konsumit, ato janë bërë nga një klasë e veçantë prej gize. Numri dhe vendndodhja e saktë e këtyre unazave varet nga lloji i motorit. Më shpesh, pistoni ka një palë unaza kompresimi dhe një tjetër kruese vaji.

Unaza kompresimi projektuar për të parandaluar që gazrat nga dhoma e djegies të dalin në kavilje. Unaza e parë mban ngarkesën më të rëndë, prandaj, në të gjithë motorët me naftë dhe benzinë ​​të fuqishme, një futje çeliku është gjithashtu e pranishme në brazdë të unazës së parë, gjë që bën të mundur rritjen e forcës së strukturës. Ka shumë lloje të unazave të kompresimit që janë unike për pothuajse çdo prodhues të pavarur.

Unaza kruese vaji- për të hequr vajin e tepërt nga cilindri dhe për të parandaluar depërtimin e tij në dhomën e djegies. Unaza të tilla bëhen me një numër të madh vrimash kullimi, si dhe me zgjerues pranverash, megjithëse jo në të gjitha modelet e motorit.

Pajisja me piston

Pistoni i motorit është i lidhur me shufrën lidhëse përmes një kunj pistoni, një pjesë çeliku me tuba. Mënyra më e zakonshme për të fiksuar kunjin është lundrimi, falë të cilit pjesa mund të lëvizë gjatë funksionimit. Unazat e veçanta mbajtëse nuk lejojnë që gishti të lëvizë në anët. Kapje e fortë e gishtit ky moment praktikisht jo e zakonshme për shkak të cenueshmërisë së dukshme më të madhe të strukturave të tilla.

Prishja e pistonit dhe pjesëve të lidhura me to

Gjatë funksionimit intensiv ose thjesht të zgjatur, pistoni mund të dështojë për shkak të pranisë së një trupi të huaj në cilindër, të cilin pistoni e ndesh vazhdimisht gjatë lëvizjes. Një objekt i tillë mund të jetë një grimcë e një shufre lidhëse, ose diçka tjetër që është larguar nga pjesa. Sipërfaqet e një thyerje të tillë kanë ngjyrë gri, nuk karakterizohen nga gërryerje, çarje dhe shenja të tjera vizuale. Pistoni shpërbëhet shpejt dhe papritmas.

Thyerja e shkaktuar nga lodhja e metaleve karakterizohet nga formimi i vijave raster në zonën e problemit. Kjo ju lejon të përcaktoni paraprakisht praninë e një avari dhe të zëvendësoni pistonin. Përveç plakjes, shkaku i një frakture të tillë mund të jetë ndezja e shpërthimit, rritja e dridhjes së pistonit për shkak të përplasjes së kokës së tij me kokën e cilindrit ose pastrimit të tepërt të skajit. Në çdo rast, në pjesën formohen çarje, që tregojnë dështimin e saj të afërt.

Pas veshjes së unazave, dëmtimi i kokës së pistonit është më i zakonshmi.

Përveç konsumimit dhe plakjes së metaleve, dështimet e lidhura me pistonin mund të ndodhin për një sërë arsyesh, duke përfshirë:

• shkelje e regjimit të djegies, për shembull për shkak të vonesës së ndezjes;
• organizimi jo i duhur i fillimit të një motori të ftohtë;
• mbushja e cilindrit me vaj ose ujë me motorin e fikur, që quhet;
• rritje e paarsyeshme e fuqisë si rezultat i rikonfigurimit të elektronikës;
• përdorimi i pjesëve të papërshtatshme;
• arsye të tjera.

Më shpesh, riparimet kryhen duke zëvendësuar pistonin, unazat ose të gjithë grupin e pistonit.

Terma të ndërlidhura

Përkufizimi.

motor pistoni- një nga variantet e motorit me djegie të brendshme, i cili funksionon duke shndërruar energjinë e brendshme të karburantit të djegur në punën mekanike të lëvizjes përkthimore të pistonit. Pistoni vihet në lëvizje nga zgjerimi i lëngut punues në cilindër.

Mekanizmi i fiksimit konverton lëvizjen përkthimore të pistonit në lëvizje rrotulluese të boshtit të gungës.

Cikli i punës së motorit përbëhet nga një sekuencë ciklesh të goditjeve të njëanshme të pistonit përkthimor. Motorë të ndarë me dy dhe katër cikle pune.

Parimi i funksionimit të motorëve me pistoni me dy dhe katër goditje.

Numri i cilindrave në motorët me piston mund të ndryshojë në varësi të modelit (nga 1 në 24). Madhësia e motorit konsiderohet të jetë e barabartë me shumën vëllimet e të gjithë cilindrave, kapaciteti i të cilëve gjendet nga produkti i seksionit kryq dhe goditjes së pistonit.

AT motorët me piston dizajne të ndryshme, procesi i ndezjes së karburantit ndodh në mënyra të ndryshme:

Shkarkimi i shkëndijës elektrike, e cila formohet në kandelat. Motorë të tillë mund të funksionojnë si me benzinë ​​ashtu edhe me lloje të tjera karburanti (gaz natyror).

Kompresimi i trupit të punës:

AT motorët me naftë me karburant dizel ose gaz (me një shtesë prej 5% të karburantit dizel), ajri kompresohet dhe kur pistoni arrin pikën e kompresimit maksimal, injektohet karburant, i cili ndizet nga kontakti me ajrin e nxehtë.

Motorët e modelit me kompresim. Furnizimi me karburant në to është saktësisht i njëjtë si në motorët me benzinë. Prandaj, për funksionimin e tyre, kërkohet një përbërje e veçantë e karburantit (me papastërtitë e ajrit dhe eterit dietil), si dhe rregullimi i saktë i raportit të ngjeshjes. Motorët e kompresorëve kanë gjetur shpërndarjen e tyre në industrinë e avionëve dhe automobilave.

motorët me shkëlqim. Parimi i funksionimit të tyre është në shumë aspekte i ngjashëm me motorët e modelit të kompresimit, megjithatë, nuk ishte pa një veçori të projektimit. Roli i ndezjes në to kryhet nga një prizë ndriçimi, shkëlqimi i së cilës ruhet nga energjia e karburantit që digjet në ciklin e mëparshëm. E veçantë është edhe përbërja e lëndës djegëse, e bazuar në metanol, nitrometan dhe vaj ricini. Motorë të tillë përdoren si në makina ashtu edhe në aeroplanë.

motorët me kalori. Në këta motorë, ndezja ndodh kur karburanti bie në kontakt me pjesët e nxehta të motorit (zakonisht kurorën e pistonit). Gazi me vatër të hapur përdoret si lëndë djegëse. Ato përdoren si motorë lëvizës në mullinjtë e petëzimit.

Llojet e karburantit të përdorur në motorët me piston:

Karburant i lëngshëm – naftë, benzinë, alkoole, bionaftë;

gazrat- gazet natyrore dhe biologjike, gazrat e lëngshëm, hidrogjen, produkte të gazta të plasaritjes së naftës;

I prodhuar në një gjenerator gazi nga qymyri, torfe dhe druri, monoksidi i karbonit përdoret gjithashtu si lëndë djegëse.

Funksionimi i motorëve me piston.

Ciklet e motorit të përshkruara në detaje në termodinamikën teknike. Ciklograme të ndryshme përshkruhen nga cikle të ndryshme termodinamike: Otto, Diesel, Atkinson ose Miller dhe Trinkler.

Shkaqet e dështimeve të motorit të pistonit.

efikasiteti i motorit të pistonit.

Efikasiteti maksimal që mund të arrihet në motor pistoniështë 60%, d.m.th. pak më pak se gjysma e karburantit të djegur shpenzohet për ngrohjen e pjesëve të motorit, dhe gjithashtu del me nxehtësinë e gazrave të shkarkimit. Në lidhje me këtë, është e nevojshme të pajisni motorët me sisteme ftohjeje.

Klasifikimi i sistemeve të ftohjes:

Air CO- ato lëshojnë nxehtësi në ajër për shkak të sipërfaqes së jashtme me brinjë të cilindrave. Janë
më shumë për motorët e dobët (dhjetëra kf), ose për motorët e fuqishëm të avionëve që ftohen nga një rrjedhje e shpejtë e ajrit.

CO të lëngshme- një lëng (ujë, antifriz ose vaj) përdoret si ftohës, i cili pompohet përmes xhaketës ftohëse (kanalet në muret e bllokut të cilindrit) dhe futet në radiatorin ftohës, në të cilin ftohet nga rrjedhat e ajrit, natyral ose nga fansat. Rrallë, metali i natriumit përdoret gjithashtu si ftohës, i cili shkrihet nga nxehtësia e një motori ngrohës.

Aplikacion.

Motorët me piston, për shkak të gamës së tyre të fuqisë (1 vat - 75,000 kW), kanë fituar popullaritet të madh jo vetëm në industrinë e automobilave, por edhe në industrinë e avionëve dhe në ndërtimin e anijeve. Ato përdoren gjithashtu për të drejtuar pajisje ushtarake, bujqësore dhe ndërtimore, gjeneratorë elektrikë, pompa uji, sharrë elektrike me zinxhir dhe makina të tjera, të lëvizshme dhe të palëvizshme.

Në grupin cilindër-piston (CPG), ndodh një nga proceset kryesore, falë të cilit funksionon motori me djegie të brendshme: çlirimi i energjisë si rezultat i djegies së përzierjes ajër-karburant, i cili më pas shndërrohet në një mekanik. veprim - rrotullimi i boshtit të gungës. Komponenti kryesor i punës i CPG është pistoni. Falë tij krijohen kushtet e nevojshme për djegien e përzierjes. Pistoni është komponenti i parë i përfshirë në shndërrimin e energjisë së marrë.

Pistoni i motorit ka një formë cilindrike. Ndodhet në rreshtin e cilindrit të motorit, është një element i lëvizshëm - në procesin e funksionimit kryen lëvizje reciproke dhe kryen dy funksione.

1. Me lëvizjen përpara, pistoni zvogëlon vëllimin e dhomës së djegies, duke kompresuar përzierjen e karburantit, e cila është e nevojshme për procesin e djegies (në motorët me naftë, ndezja e përzierjes ndodh nga kompresimi i saj i fortë).
2. Pas ndezjes së përzierjes ajër-karburant në dhomën e djegies, presioni rritet ndjeshëm. Në përpjekje për të rritur volumin, ai e shtyn pistonin prapa dhe bën një lëvizje kthimi, e cila transmetohet përmes shufrës lidhëse në boshtin e gungës.

Çfarë është një pistoni i motorit me djegie të brendshme të makinës?

Pajisja e pjesës përfshin tre komponentë:

1. Poshtë.
2. Pjesa e vulosjes.
3. Pantallona të gjera.

Këta komponentë janë të disponueshëm si në pistonë të fortë (opsioni më i zakonshëm) ashtu edhe në pjesë të përbëra.

Poshtë

Pjesa e poshtme është sipërfaqja kryesore e punës, pasi ajo, muret e mëngës dhe koka e bllokut formojnë një dhomë djegieje në të cilën digjet përzierja e karburantit.

Parametri kryesor i pjesës së poshtme është forma, e cila varet nga lloji i motorit me djegie të brendshme (ICE) dhe tiparet e tij të projektimit.

Në motorët me dy goditje, përdoren pistona, në të cilët pjesa e poshtme e një forme sferike është zgjatja e pjesës së poshtme, kjo rrit efikasitetin e mbushjes së dhomës së djegies me një përzierje dhe gazra të shkarkimit.

Në motorët me benzinë ​​me katër goditje, pjesa e poshtme është e sheshtë ose konkave. Për më tepër, në sipërfaqe bëhen prerje teknike - prerje për pllakat e valvulave (eliminon mundësinë e një përplasjeje midis pistonit dhe valvulës), prerje për të përmirësuar formimin e përzierjes.

Në motorët me naftë, prerjet në pjesën e poshtme janë më dimensionale dhe kanë një formë të ndryshme. Të tilla prerje quhen dhoma djegieje pistoni dhe ato janë krijuar për të krijuar turbulenca kur ajri dhe karburanti furnizohen në cilindër për të siguruar përzierje më të mirë.

Pjesa e vulosjes është projektuar për të instaluar unaza speciale (ngjeshje dhe kruese vaji), detyra e të cilave është të eliminojë hendekun midis pistonit dhe murit të rreshtit, duke parandaluar depërtimin e gazeve të punës në hapësirën nën piston dhe lubrifikantëve në djegie. dhoma (këta faktorë ulin efikasitetin e motorit). Kjo siguron që nxehtësia të largohet nga pistoni në mëngë.

Pjesa e vulosjes

Pjesa e vulosjes përfshin brazda në sipërfaqen cilindrike të pistonit - brazda të vendosura prapa pjesës së poshtme, dhe ura midis brazdave. Në motorët me dy goditje, futjet speciale vendosen shtesë në brazda, kundër të cilave mbështeten bravat e unazave. Këto futje janë të nevojshme për të eliminuar mundësinë e rrotullimit të unazave dhe futjes së kyçeve të tyre në dritaret e hyrjes dhe daljes, gjë që mund të shkaktojë shkatërrimin e tyre.


Kërcimi nga buza e pjesës së poshtme në unazën e parë quhet zona e nxehtësisë. Ky rrip percepton ndikimin më të madh të temperaturës, kështu që lartësia e tij zgjidhet në bazë të kushteve të punës të krijuara brenda dhomës së djegies dhe materialit të pistonit.

Numri i brazdave të bëra në pjesën e vulosjes korrespondon me numrin e unazave të pistonit (dhe 2 - 6 mund të përdoren). Dizajni më i zakonshëm me tre unaza - dy ngjeshje dhe një kruese vaji.

Në brazdë për unazën e krueses së vajit, bëhen vrima për pirgun e vajit, i cili hiqet nga unaza nga muri i mëngës.

Së bashku me pjesën e poshtme, pjesa mbyllëse formon kokën e pistonit.

Ju gjithashtu do të jeni të interesuar në:

Pantallona të gjera

Skaji vepron si një udhëzues për pistonin, duke e penguar atë të ndryshojë pozicionin e tij në lidhje me cilindrin dhe të sigurojë vetëm lëvizjen reciproke të pjesës. Falë këtij komponenti, kryhet një lidhje e lëvizshme e pistonit me shufrën lidhëse.

Për lidhje, në skaj bëhen vrima për instalimin e kunjit të pistonit. Për të rritur forcën në pikën e kontaktit të gishtit, në pjesën e brendshme të skajit bëhen dyndje masive të veçanta, të quajtura boss.

Për të rregulluar kunjin në piston vrimat e montimit nën të sigurohen brazda për unazat mbajtëse.

Llojet e pistonit

Në motorët me djegie të brendshme, përdoren dy lloje pistonësh, të cilët ndryshojnë në dizajnin e tyre - një pjesë dhe të përbërë.

Pjesët me një pjesë bëhen me derdhje, e ndjekur nga përpunimit. Në procesin e derdhjes, nga metali krijohet një boshllëk, të cilit i jepet forma e përgjithshme e pjesës. Më tej, në makinat e përpunimit të metaleve, sipërfaqet e punës përpunohen në pjesën e punës që rezulton, priten brazdat për unazat, bëhen vrima teknologjike dhe prerje.

Në elementët e përbërë, koka dhe skaji janë të ndara, dhe ato janë mbledhur në një strukturë të vetme gjatë instalimit në motor. Për më tepër, montimi në një pjesë kryhet duke lidhur pistonin me shufrën lidhëse. Për këtë, përveç vrimave për gishtin në fund, ka vrima të veçanta në kokë.

Avantazhi i pistonëve të përbërë është mundësia e kombinimit të materialeve të prodhimit, gjë që rrit performancën e pjesës.

Materialet e prodhimit

Lidhjet e aluminit përdoren si material prodhimi për pistonët e ngurtë. Pjesët e bëra nga lidhje të tilla karakterizohen nga pesha e ulët dhe përçueshmëria e mirë termike. Por në të njëjtën kohë, alumini nuk është një material me forcë të lartë dhe rezistent ndaj nxehtësisë, gjë që kufizon përdorimin e pistonëve të prodhuar prej tij.

Pistonët e derdhur janë gjithashtu prej gize. Ky material është i qëndrueshëm dhe rezistent ndaj temperaturave të larta. Disavantazhi i tyre është një masë e konsiderueshme dhe përçueshmëri e dobët termike, e cila çon në një ngrohje të fortë të pistonëve gjatë funksionimit të motorit. Për shkak të kësaj, ato nuk përdoren në motorët me benzinë, pasi temperaturat e larta shkaktojnë ndezjen e shkëlqimit (përzierja ajër-karburant ndizet nga kontakti me sipërfaqet e nxehta, dhe jo nga një shkëndijë e kandelave).

Dizajni i pistonëve të përbërë ju lejon të kombinoni këto materiale me njëri-tjetrin. Në elementë të tillë, skaji është bërë nga lidhje alumini, i cili siguron përçueshmëri të mirë termike, dhe koka është prej çeliku ose gize rezistente ndaj nxehtësisë.

Por elementet tip i përbërë ka disavantazhe, duke përfshirë:

• mund të përdoret vetëm në motorët me naftë;
• peshë më e madhe në krahasim me aluminin e derdhur;
• nevoja për të përdorur unaza pistoni të bëra nga materiale rezistente ndaj nxehtësisë;
• çmim më i lartë;

Për shkak të këtyre veçorive, fusha e përdorimit të pistonëve të përbërë është e kufizuar, ato përdoren vetëm në motorët me naftë me madhësi të madhe.

Video: Parimi i funksionimit të pistonit të motorit. Pajisja

Pistoni i motorit është një nga pjesët më të rëndësishme dhe, natyrisht, funksionimi i suksesshëm i motorit dhe jeta e tij e gjatë e shërbimit varen nga materiali dhe cilësia e pistonëve. Ky artikull, i krijuar më shumë për fillestarët, do të përshkruajë gjithçka (mirë, ose pothuajse gjithçka) që lidhet me pistonin, përkatësisht: qëllimin e pistonit, pajisjen e tij, materialet dhe teknologjinë e prodhimit të pistonëve dhe nuanca të tjera.

Dua të paralajmëroj menjëherë të dashur lexues se nëse ka nuancë e rëndësishme në lidhje me pistonët, ose me teknologjinë e prodhimit të tyre, unë kam shkruar tashmë më në detaje në një artikull tjetër, atëherë sigurisht që nuk ka kuptim të përsëris veten në këtë artikull. Thjesht do të vendos lidhjen e duhur, duke klikuar mbi të cilën lexuesi i dashur, nëse dëshiron, do të mund të shkojë në një artikull tjetër më të detajuar dhe të njihet më hollësisht me informacionin e nevojshëm për pistonët në të.

Në pamje të parë, shumë fillestarëve mund t'u duket se pistoni është një pjesë mjaft e thjeshtë dhe është e pamundur të dalësh me diçka më të përsosur në teknologjinë, formën dhe dizajnin e tij të prodhimit. Por në fakt, gjithçka nuk është aq e thjeshtë, dhe megjithë thjeshtësinë e jashtme të formës, pistonët dhe teknologjitë e prodhimit të tyre janë ende duke u përmirësuar, veçanërisht në motorët më modernë (serialë ose sportivë) të detyruar me shpejtësi më të lartë. Por le të mos ecim përpara dhe të fillojmë nga e thjeshta në komplekse.

Për të filluar, le të analizojmë pse nevojitet një piston (a) në një motor, si funksionon, për cilat forma të pistonëve janë motorë të ndryshëm dhe më pas do të kalojmë pa probleme në teknologjitë e prodhimit.

Për çfarë shërben një pistoni i motorit?

Pistoni, për shkak të mekanizmit të fiksimit (dhe - shih figurën më poshtë), duke u kthyer në cilindrin e motorit, për shembull, duke lëvizur lart - për t'u thithur në cilindër dhe për të ngjeshur përzierjen e punës në dhomën e djegies, si dhe për shkak të zgjerimi i gazrave të djegshëm që lëvizin poshtë në cilindër, duke bërë punë, duke u transformuar energji termale karburanti i djegshëm në energjinë e lëvizjes, i cili kontribuon (nëpërmjet transmetimit) në rrotullimin e rrotave lëvizëse të automjetit.

Pistoni i motorit dhe forcat që veprojnë mbi të: A - forca që e shtyp pistonin në muret e cilindrit; B është forca që lëviz pistonin poshtë; B është forca e transmetuar nga pistoni në shufrën lidhëse dhe anasjelltas, G është forca e presionit të gazeve të djegshme që e lëviz pistonin poshtë.

Kjo është, në fakt, pa një piston në një motor me një cilindër, ose pa piston në një motor me shumë cilindra, është e pamundur të lëvizësh automjetin në të cilin është instaluar motori.

Përveç kësaj, siç shihet nga figura, disa forca veprojnë në piston (gjithashtu, forcat e kundërta që shtypin pistonin nga poshtë lart nuk tregohen në të njëjtën figurë).

Dhe bazuar në faktin se disa forca po shtypin në piston dhe mjaft fort, pistoni duhet të ketë disa veti të rëndësishme, përkatësisht:

• aftësia e një pistoni të motorit për të përballuar presionin e madh të gazrave që zgjerohen në dhomën e djegies.
• aftësia për të kompresuar dhe përballuar presionin e lartë të karburantit të ngjeshshëm (veçanërisht në).
• aftësia për t'i rezistuar depërtimit të gazrave midis mureve të cilindrit dhe mureve të tij.
• aftësia për të transferuar presion të jashtëzakonshëm në shufrën lidhëse, përmes kunjit të pistonit, pa u thyer.
• aftësia për të mos konsumuar për një kohë të gjatë nga fërkimi në muret e cilindrit.
• aftësia për të mos ngecur në cilindër nga zgjerimi termik i materialit nga i cili është bërë.
• Pistoni i motorit duhet të jetë në gjendje të përballojë temperaturën e lartë të djegies së karburantit.
• kanë forcë të madhe me një masë të vogël për të eliminuar dridhjet dhe inercinë.

Dhe këto nuk janë të gjitha kërkesat për pistonët, veçanërisht për motorët modernë me shpejtësi të lartë. O vetitë e dobishme dhe kërkesat e pistonëve modernë, do të flasim më shumë, por së pari, le të shohim pajisjen e një pistoni modern.

Siç mund të shihet në figurë, një pistoni modern mund të ndahet në disa pjesë, secila prej të cilave ka një kuptim të rëndësishëm dhe funksionet e veta. Por më poshtë do të përshkruhen pjesët kryesore më të rëndësishme të pistonit të motorit dhe do të fillojmë me pjesën më të rëndësishme dhe kritike - nga fundi i pistonit.

Fundi (fundi) i pistonit të motorit.

Kjo është sipërfaqja më e lartë dhe më e ngarkuar e pistonit, e cila përballet drejtpërdrejt në dhomën e djegies së motorit. Dhe fundi i çdo pistoni është i ngarkuar jo vetëm me një forcë të madhe shtypjeje nga gazrat që zgjerohen me një shpejtësi të jashtëzakonshme, por edhe me një temperaturë të lartë djegieje të përzierjes së punës.

Për më tepër, fundi i pistonit me profilin e tij përcakton vetë sipërfaqen e poshtme të dhomës së djegies dhe gjithashtu përcakton një parametër kaq të rëndësishëm si . Nga rruga, forma e pjesës së poshtme të pistonit mund të varet nga disa parametra, për shembull, nga vendndodhja e qirinjve ose grykave në dhomën e djegies, nga vendndodhja dhe madhësia e hapjes së valvulave, nga diametri i pllakave të valvulave - në foton në të majtë, prerjet për pllakat e valvulave në pjesën e poshtme të pistonit janë qartë të dukshme, të cilat përjashtojnë valvulat e poshtme të takimit.

Gjithashtu, forma dhe dimensionet e pjesës së poshtme të pistonit varen nga vëllimi dhe forma e dhomës së djegies së motorit, ose nga tiparet e përzierjes së karburantit-ajrit të futur në të - për shembull, në disa motorë të vjetër me dy goditje, një zgjatje karakteristike -krehër është bërë në fund të pistonit, duke luajtur rolin e një reflektori dhe duke udhëhequr rrjedhën e produkteve të djegies gjatë fryrjes. Kjo zgjatje është paraqitur në figurën 2 (dalja në fund është e dukshme edhe në figurën e mësipërme, e cila tregon rregullimin e pistonit). Nga rruga, Figura 2 tregon gjithashtu rrjedhën e punës së një motori të lashtë me dy goditje dhe sesi zgjatja në fund të pistonit ndikon në mbushjen me përzierjen e punës dhe gazrat e shkarkimit (d.m.th., përmirësimin e pastrimit).

Motori i motoçikletës me dy goditje - rrjedha e punës

Por në disa motorë (për shembull, në disa motorë me naftë), përkundrazi, ka një çarje të rrumbullakët në pjesën e poshtme të pistonit në qendër, për shkak të së cilës rritet vëllimi i dhomës së djegies dhe, në përputhje me rrethanat, raporti i kompresimit zvogëlohet.

Por, meqenëse një prerje me diametër të vogël në qendër të pjesës së poshtme nuk është e dëshirueshme për mbushje të favorshme me përzierjen e punës (shfaqen turbulenca të padëshiruara), në shumë motorë, prerjet në fundet e pistonit në qendër kanë pushuar së bërë.

Dhe për të zvogëluar vëllimin e dhomës së djegies, është e nevojshme të bëhen të ashtuquajturat zhvendosës, domethënë të bëhet një fund me një sasi të caktuar materiali, i cili ndodhet pak mbi rrafshin kryesor të pjesës së poshtme të pistonit.

Epo, një tregues tjetër i rëndësishëm është trashësia e pjesës së poshtme të pistonit. Sa më i trashë të jetë, aq më i fortë është pistoni dhe aq më i madh është ngarkesa termike dhe fuqia që mund të përballojë për një kohë mjaft të gjatë. Dhe sa më e hollë të jetë trashësia e pjesës së poshtme të pistonit, aq më e madhe është gjasat e djegies ose shkatërrimit fizik të pjesës së poshtme.

Por me një rritje në trashësinë e pjesës së poshtme të pistonit, masa e pistonit rritet në përputhje me rrethanat, gjë që është shumë e padëshirueshme për motorët me shpejtësi të lartë të detyruar. Dhe kështu projektuesit bëjnë kompromis, domethënë "kapin" mesatare e artë midis forcës dhe peshës, dhe natyrisht ata vazhdimisht përpiqen të përmirësojnë teknologjitë e prodhimit të pistonit për motorët modernë (më shumë për teknologjitë më vonë).

Zona e nxehtë e pistonit.

Siç mund të shihet në figurën e mësipërme, e cila tregon rregullimin e pistonit të motorit, toka e sipërme është distanca nga fundi i pistonit deri në unazën e tij të sipërme të kompresimit. Duhet të kihet parasysh se sa më e vogël të jetë distanca nga fundi i pistonit në unazën e sipërme, domethënë sa më e hollë të jetë shtresa e sipërme, aq më i lartë tensioni termik do të përjetohet nga elementët e poshtëm të pistonit, dhe aq më i shpejtë do të konsumohen.

Prandaj, për motorët e detyruar me stres të lartë, është e dëshirueshme që toka e sipërme të bëhet më e trashë, por kjo nuk bëhet gjithmonë, pasi kjo gjithashtu mund të rrisë lartësinë dhe masën e pistonit, gjë që është e padëshirueshme për motorët e detyruar dhe me shpejtësi të lartë. Këtu, si dhe me trashësinë e pjesës së poshtme të pistonit, është e rëndësishme të gjesh një terren të mesëm.

Seksioni i vulosjes së pistonit.

Ky seksion fillon nga fundi i tokës së sipërme deri në pikën ku përfundon brazda e unazës më të ulët të pistonit. Në pjesën e vulosjes së pistonit, brazdat e unazave të pistonit janë të vendosura dhe vetë unazat janë futur (ngjeshja dhe e lëvizshme me vaj).

Kanalet e unazës jo vetëm që mbajnë unazat e pistonit në vend, por gjithashtu u ofrojnë atyre lëvizshmëri (për shkak të zbrazëtirave të caktuara midis unazave dhe brazdave), gjë që lejon që unazat e pistonit të ngjeshen dhe dekompresohen lirshëm për shkak të elasticitetit të tyre (që është shumë e rëndësishme nëse cilindri është i konsumuar dhe ka formë fuçi) . Kjo gjithashtu ndihmon në shtypjen e unazave të pistonit kundër mureve të cilindrit, gjë që eliminon depërtimin e gazit dhe kontribuon në një të mirë, edhe nëse cilindri është pak i konsumuar.

Siç shihet në figurën me pajisjen e pistonit, në brazdë (brazdat) të destinuara për unazën e krueses së vajit ka vrima për rrjedhën e kthimit të vajit të motorit, të cilën unaza (ose unazat) e krueses së vajit e heq nga muret e cilindrit kur pistoni lëviz në cilindër.

Përveç funksionit kryesor (për të parandaluar depërtimin e gazit) të seksionit të vulosjes, ai ka një veçori tjetër të rëndësishme - është heqja (më saktë, shpërndarja) e një pjese të nxehtësisë nga pistoni në cilindër dhe në të gjithë motorin. Sigurisht, për shpërndarjen (heqjen) efektive të nxehtësisë dhe për të parandaluar depërtimin e gazit, është e rëndësishme që unazat e pistonit të përshtaten mjaft fort në brazda të tyre, por veçanërisht në sipërfaqen e murit të cilindrit.

Koka e pistonit të motorit.

Koka e pistonit është një zonë e zakonshme, e cila përfshin kurorën e pistonit dhe zonën e vulosjes të përshkruar tashmë nga unë më sipër. Sa më e madhe dhe më e fuqishme të jetë koka e pistonit, aq më e lartë është forca e saj, shpërndarje më e mirë e nxehtësisë dhe, në përputhje me rrethanat, më shumë burime, por masa është gjithashtu më e madhe, e cila, siç u përmend më lart, është e padëshirueshme për motorët me rrotullime të larta. Dhe për të zvogëluar masën, pa zvogëluar burimin, është e mundur nëse forca e pistonit rritet duke përmirësuar teknologjinë e prodhimit, por unë do të shkruaj më shumë për këtë më vonë.

Nga rruga, pothuajse harrova të them se në disa modele të pistonëve modernë të bërë nga lidhje alumini, në kokën e pistonit bëhet një futje me rezistencë ni-rezistente, domethënë një buzë e ni-rezistencës (gize speciale që është e fortë dhe rezistent ndaj korrozionit) derdhet në kokën e pistonit.

Një brazdë është prerë në këtë buzë për unazën e pistonit të kompresimit më të lartë dhe më të ngarkuar. Dhe megjithëse për shkak të futjes, masa e pistonit rritet pak, forca e tij dhe rezistenca ndaj konsumit rriten ndjeshëm (për shembull, pistonët tanë vendas Tutaev të prodhuar në TMZ kanë një futje jo rezistente).

Lartësia e kompresimit të pistonit.

Lartësia e ngjeshjes është distanca në milimetra e matur nga kurora e pistonit në boshtin e kunjit të pistonit (ose anasjelltas). Pistonët e ndryshëm kanë lartësi të ndryshme kompresimi, dhe natyrisht, sa më e madhe të jetë distanca nga boshti i gishtit deri në fund, aq më e madhe është dhe sa më e madhe të jetë, aq më i mirë është kompresimi dhe aq më i ulët është gjasat e depërtimit të gazit, por gjithashtu sa më e madhe të jetë forca e fërkimit dhe ngrohja e pistonit.

Në motorët e vjetër me shpejtësi të ulët dhe me shpejtësi të ulët, lartësia e kompresimit të pistonit ishte më e madhe, dhe në motorët modernë me shpejtësi më të lartë, ajo u bë më e vogël. Këtu është gjithashtu e rëndësishme të gjesh një terren të mesëm, i cili varet nga rritja e motorit (sa më e lartë të jetë shpejtësia, aq më pak fërkime dhe sa më e ulët lartësia e kompresimit).

Fundi i pistonit të motorit.

Skaji quhet pjesa e poshtme e pistonit (quhet edhe pjesa udhëzuese). Skaji përfshin bosat e pistonit me vrima në të cilat futet kunja e pistonit. Sipërfaqja e jashtme e skajit të pistonit është sipërfaqja drejtuese (mbështetëse) e pistonit dhe kjo sipërfaqe, si unazat e pistonit, fërkohet me muret e cilindrit.

Përafërsisht në pjesën e mesme të skajit të pistonit ka fole në të cilat ka vrima për kunjin e pistonit. Dhe meqenëse pesha e materialit të pistonit në baticat është më e rëndë se në pjesët e tjera të skajit, deformimet nga efekti i temperaturës në rrafshin e boseve do të jenë më të mëdha se në pjesët e tjera të pistonit.

Prandaj, për të reduktuar efektet (dhe streset) e temperaturës në piston nga të dyja anët, një pjesë e materialit hiqet nga sipërfaqja e skajit, afërsisht në një thellësi prej 0,5-1,5 mm dhe fitohen gropa të vogla. Këto prerje, të quajtura ftohës, jo vetëm që ndihmojnë në eliminimin e efekteve dhe deformimeve të temperaturës, por gjithashtu parandalojnë formimin e pikëzimit, si dhe përmirësojnë lubrifikimin e pistonit ndërsa ai lëviz në cilindër.

Duhet të theksohet gjithashtu se skaji i pistonit ka formën e një koni (më i ngushtë në krye afër fundit, më i gjerë në fund), dhe në rrafshin pingul me boshtin e kunjit të pistonit ka formën e një ovali. Këto devijime nga forma ideale cilindrike janë minimale, domethënë ato kanë vetëm disa qindra mm (këto vlera janë të ndryshme - sa më i madh të jetë diametri, aq më i madh është devijimi).

Koni është i nevojshëm në mënyrë që pistoni të zgjerohet në mënyrë të barabartë nga ngrohja, sepse në krye temperatura e pistonit është më e lartë, dhe
dhe më shumë zgjerim termik. Dhe meqenëse diametri i pistonit në fund është pak më i vogël se në fund, atëherë kur të zgjerohet nga ngrohja, pistoni do të marrë një formë afër një cilindri ideal.

Epo, ovali është krijuar për të kompensuar veshjen e shpejtë në muret e skajit, të cilat konsumohen më shpejt aty ku fërkimi është më i lartë dhe është më i lartë në rrafshin e lëvizjes së shufrës lidhëse.

Falë skajit të pistonit (më saktë, sipërfaqes së tij anësore), sigurohet pozicioni i dëshiruar dhe i saktë i boshtit të pistonit në boshtin e cilindrit të motorit. Me ndihmën e sipërfaqes anësore të skajit, forcat tërthore transmetohen në cilindrin e motorit nga veprimi i forcës anësore A (shih figurën e sipërme në tekst, si dhe figurën në të djathtë), e cila në mënyrë periodike vepron në pistonët dhe cilindrat, kur pistonët zhvendosen gjatë rrotullimit të boshtit të gungës (mekanizmi i shufrës lidhëse me gunga).

Gjithashtu, falë sipërfaqes anësore të skajit, nxehtësia largohet nga pistoni në cilindër (si dhe nga unazat e pistonit). Sa më e madhe të jetë sipërfaqja anësore e skajit, aq më mirë do të jetë shpërndarja e nxehtësisë, më pak rrjedhje gazi, më pak trokitje e pistonit me pak konsumim në tufat e kokës së sipërme të shufrës lidhëse (ose me përpunim të pasaktë të tufave - shihni figurën në majtas), megjithatë, si me tre unaza kompresimi, dhe jo dy (kam shkruar më shumë për këtë).

Por nëse skaji i pistonit është shumë i gjatë, masa e tij është më e madhe, më shumë fërkime ndodhin në muret e cilindrit (në pistonët modernë, një shtresë kundër fërkimit aplikohet në skaj për të reduktuar fërkimin dhe konsumimin), dhe masa dhe fërkimi i tepërt janë shumë e padëshirueshme në motorët modernë (ose sportivë) të detyruar me shpejtësi të lartë dhe për këtë arsye në motorë të tillë skaji gradualisht filloi të bëhej shumë i shkurtër (i ashtuquajturi minifund) dhe gradualisht pothuajse u hoq prej tij - kështu u shfaq pistoni në formë T , treguar në foton në të djathtë.

Por pistonët në formë T kanë gjithashtu disavantazhe, për shembull, ata përsëri mund të kenë probleme me fërkimin kundër mureve të cilindrit, për shkak të sipërfaqes së pamjaftueshme të lubrifikuar të një skaji shumë të shkurtër (dhe me shpejtësi të ulët).

Më hollësisht në lidhje me këto probleme, si dhe në cilat raste nevojiten pistona në formë T me një minifund në disa motorë, dhe në të cilat nuk janë, kam shkruar një artikull të veçantë të detajuar. Aty shkruhet edhe për evolucionin e formës së pistonit të motorit - ju këshilloj ta lexoni. Epo, unë mendoj se ne kemi kuptuar tashmë rregullimin e pistonit dhe po kalojmë pa probleme në teknologjitë e prodhimit të pistonit në mënyrë që të kuptojmë se cilët piston janë prodhuar menyra te ndryshme më mirë, dhe cilat janë më të këqija (më pak të qëndrueshme).

Pistona për motorë - materiale të prodhimit.

Kur zgjidhni një material për prodhimin e pistonëve, vendosen kërkesa strikte, përkatësisht:

• Materiali i pistonit duhet të ketë veti të shkëlqyera kundër fërkimit (kundër kapjes).
• Materiali i pistonit të motorit duhet të ketë një forcë mekanike mjaft të lartë.
• materiali i pistonit duhet të ketë një densitet të ulët dhe përçueshmëri të mirë termike.
• Materiali i pistonit duhet të jetë rezistent ndaj korrozionit.
• materiali i pistonit duhet të ketë një koeficient të ulët të zgjerimit linear dhe të jetë sa më afër ose i barabartë me koeficientin e zgjerimit të materialit të mureve të cilindrit.

Hekur model.

Më parë, në agimin e ndërtimit të motorit, që nga makinat e para, motoçikletat dhe aeroplanët (aeroplanët), gize gri u përdor për materialin e pistonit (nga rruga, edhe për pistonët e kompresorit). Natyrisht, si çdo material, gize ka avantazhe dhe disavantazhe.

Nga avantazhet, duhet të theksohet rezistencë e mirë ndaj konsumit dhe forcë e mjaftueshme. Por shumica dinjitet i rëndësishëm pistonët prej gize të instaluar në motorë me blloqe gize (ose veshje) - ky është i njëjti koeficient i zgjerimit termik si cilindri i motorit prej gize. Kjo do të thotë që boshllëqet termike mund të bëhen minimale, domethënë shumë më pak se ajo e një pistoni alumini që funksionon në një cilindër prej gize. Kjo bëri të mundur rritjen e ndjeshme të ngjeshjes dhe burimit të grupit të pistonit.

Një tjetër plus i rëndësishëm i pistonëve prej gize është një rënie e lehtë (vetëm 10%) e forcës mekanike kur pistoni nxehet. Për një piston alumini, ulja e forcës mekanike gjatë ngrohjes është dukshëm më e madhe, por më shumë për atë më poshtë.

Por me ardhjen e motorëve më të shpejtë, kur përdorni pistona prej gize, pengesa e tyre kryesore filloi të dilte në dritë me shpejtësi të lartë - një masë mjaft e madhe në krahasim me pistonët e aluminit. Dhe gradualisht ata kaluan në prodhimin e pistonëve nga lidhjet e aluminit, madje edhe në motorë me një bllok ose mëngë prej gize, megjithëse pistonët e aluminit duhej të bëheshin me boshllëqe termike shumë më të mëdha për të eliminuar pykën e pistonit të aluminit në derdhje. - cilindër hekuri.

Nga rruga, më herët në pistonët e disa motorëve ata bënë një prerje të zhdrejtë të skajit, i cili siguroi vetitë elastike të skajit të pistonit të aluminit dhe e përjashtoi atë nga bllokimi në cilindrin prej gize - një shembull i një pistoni të tillë mund të jetë shihet në motorin e motoçikletës IZH-49).

Dhe me ardhjen e cilindrave modernë, ose blloqeve të cilindrave, të bërë plotësisht prej alumini, në të cilat nuk ka më veshje prej gize (d.m.th., të veshura me nikel ose), u bë e mundur të prodhohen edhe pistona alumini me boshllëqe termike minimale. , sepse zgjerimi termik i një cilindri aliazh është bërë pothuajse i njëjtë si dhe pistoni i aliazhit.

lidhjet e aluminit. Pothuajse të gjithë pistonët modernë në motorët serialë tani janë bërë prej alumini (përveç pistonëve plastikë në kompresorë të lirë kinezë).

Pistonët e bërë nga lidhjet e aluminit kanë gjithashtu avantazhe dhe disavantazhe. Nga avantazhet kryesore, duhet të theksohet pesha e ulët e pistonit me aliazh të lehtë, i cili është shumë i rëndësishëm për motorët modernë me shpejtësi të lartë. Pesha e një pistoni alumini, natyrisht, varet nga përbërja e aliazhit dhe nga teknologjia e prodhimit të pistonit, sepse një pistoni i farkëtuar peshon shumë më pak se ai i bërë nga e njëjta aliazh me derdhje, por unë do të shkruaj për teknologjitë e pak më vonë.

Një avantazh tjetër i pistonëve me aliazh të lehtë, për të cilin pak njerëz dinë, është një përçueshmëri termike mjaft e lartë, e cila është rreth 3-4 herë më e lartë se përçueshmëria termike e gize gri. Por pse dinjiteti, sepse me përçueshmëri të lartë termike dhe zgjerim termik nuk është fare i vogël, dhe do të duhet dhe do të duhet të bëni më shumë boshllëqe termike, përveç nëse sigurisht cilindri është prej gize (por me cilindra modernë alumini kjo nuk është më e nevojshme).

Por fakti është se përçueshmëria e lartë termike nuk lejon që fundi i pistonit të nxehet më shumë se 250 ° C, dhe kjo kontribuon shumë përmbajtjen më të mirë cilindrat e motorit dhe, natyrisht, ju lejon të rritni më tej raportin e kompresimit në motorët me benzinë ​​dhe në këtë mënyrë të rrisni fuqinë e tyre.

Nga rruga, për të forcuar disi pistonët e hedhur nga një aliazh i lehtë, inxhinierët shtojnë elementë të ndryshëm përforcues në modelin e tyre - për shembull, ata i bëjnë muret dhe fundin e pistonit më të trashë, dhe bosët nën kunjin e pistonit derdhen më shumë masive. Epo, ose ata bëjnë futje nga i njëjti gize, unë kam shkruar tashmë për këtë më lart. Dhe sigurisht, të gjitha këto përforcime rrisin masën e pistonit, dhe si rezultat, rezulton se një pistoni më i vjetër dhe më i qëndrueshëm i bërë prej gize humbet mjaft peshë në një pistoni me aliazh të lehtë, diku me 10- 15 për qind.

Dhe këtu lind pyetja për këdo, a ia vlen loja qiri? Ia vlen, sepse lidhjet e aluminit kanë një tjetër veti të shkëlqyer - ato largojnë nxehtësinë tre herë më mirë se i njëjti gize. Dhe kjo veçori e rëndësishme është e domosdoshme në motorët modernë me rrotullim të lartë (të përforcuar dhe të nxehtë), të cilët kanë një raport kompresimi mjaft të lartë.

Përveç kësaj teknologjive moderne prodhimi i pistonëve të farkëtuar (rreth tyre pak më vonë) rrit ndjeshëm forcën dhe zvogëlon peshën e pjesëve dhe nuk është më e nevojshme të përforcohen pistonët e tillë me futje të ndryshme, ose derdhje më masive.

Disavantazhet e pistonëve të bërë nga lidhjet e aluminit përfshijnë: një koeficient mjaft të madh të zgjerimit linear të lidhjeve të aluminit, në të cilin është afërsisht dy herë më i madh se ai i pistonëve prej gize.

Një tjetër disavantazh i rëndësishëm i pistonëve të aluminit është një rënie mjaft e madhe e forcës mekanike ndërsa temperatura e pistonit rritet. Për shembull: nëse një pistoni me aliazh të lehtë nxehet në treqind gradë, atëherë kjo do të çojë në një ulje të forcës së tij deri në dy herë (me rreth 55 - 50 përqind). Dhe për një pistoni prej gize, kur nxehet, forca zvogëlohet ndjeshëm më pak - me vetëm 10 - 15%. Edhe pse pistonët modernë, të bërë nga lidhjet e aluminit me falsifikim, dhe jo me derdhje, humbasin forcën shumë më pak kur nxehen.

Në shumë pistona moderne të aluminit, ulja e forcës mekanike dhe zgjerimi i tepërt termik eliminohet nga teknologjitë më të avancuara të prodhimit që kanë zëvendësuar derdhjen tradicionale (më shumë për këtë më poshtë), si dhe futjet speciale të kompensimit (për shembull, futjet niresist që përmenda lart), të cilat jo vetëm që rrisin forcën, por gjithashtu zvogëlojnë ndjeshëm zgjerimin termik të mureve të skajit të pistonit.

Pistoni i motorit - teknologjia e prodhimit.

Nuk është sekret që me kalimin e kohës, për të rritur fuqinë e motorit, ata gradualisht filluan të rrisin raportin e kompresimit dhe shpejtësinë e motorit. Dhe për të rritur fuqinë pa shumë dëme në burimin e pistonëve, teknologjitë për prodhimin e tyre u përmirësuan gradualisht. Por le të fillojmë me radhë - me pistonat e derdhur konvencionale.

Pistonët e bërë me derdhje konvencionale.

Kjo teknologji është më e thjeshta dhe më e vjetra, ajo është përdorur që nga fillimi i historisë së ndërtimit të automjeteve dhe motorëve, që nga koha pistona prej gize ryh.

Teknologjia për prodhimin e pistonëve për motorët më modernë me derdhje konvencionale pothuajse nuk përdoret më. Në fund të fundit, prodhimi është një produkt që ka të meta (pore, etj.) që ulin ndjeshëm forcën e pjesës. Po, dhe teknologjia e hedhjes konvencionale të mykut (myku i ftohtë) është mjaft i lashtë, është huazuar nga paraardhësit tanë të lashtë, të cilët hodhën sëpata bronzi shumë shekuj më parë.

Dhe aliazhi i aluminit i derdhur në kallëp përsërit formën e kallëpit (matricës), dhe më pas pjesa ende duhet të përpunohet termikisht dhe në makineri, duke hequr materialin e tepërt, gjë që kërkon shumë kohë (madje edhe në makinat CNC).

Formimi me injeksion.

Forca e një pistoni të bërë me derdhje të thjeshtë nuk është e lartë, për shkak të porozitetit të pjesës, dhe gradualisht shumë kompani u larguan nga kjo metodë dhe filluan të derdhin piston nën presion, gjë që përmirësoi ndjeshëm forcën, pasi pothuajse nuk ka porozitet.

Teknologjia e derdhjes me injeksion ndryshon ndjeshëm nga teknologjia e derdhjes konvencionale të akseve të epokës së bronzit dhe, natyrisht, prodhimi është një pjesë më e saktë dhe më e qëndrueshme, e cila ka një strukturë pak më të mirë. Nga rruga, duke hedhur lidhjet e aluminit nën presion në një kallëp (kjo teknologji quhet edhe stampim i lëngshëm), derdhen jo vetëm pistonët, por edhe kornizat e disa motoçikletave dhe makinave moderne.

Por prapëseprapë, kjo teknologji nuk është perfekte, dhe edhe nëse merrni një pistoni të hedhur dhe e ekzaminoni, nuk do të gjeni asgjë në sipërfaqen e tij, por kjo nuk do të thotë që gjithçka brenda është perfekte. Në të vërtetë, në procesin e derdhjes, edhe nën presion, nuk përjashtohet shfaqja e zbrazëtirave dhe shpellave të brendshme (flluska të vogla) që ulin forcën e pjesës.

Por prapëseprapë, derdhja me injeksion e pistonëve (vulosje e lëngshme) është dukshëm më e mirë se derdhja konvencionale, dhe kjo teknologji përdoret ende në shumë fabrika në prodhimin e pistonëve, kornizave, pjesëve të shasisë dhe pjesëve të tjera të makinave dhe motoçikletave. Dhe për ata që janë të interesuar të lexojnë më në detaje se si bëhen pistonët e farkëtuar me lëng dhe për avantazhet e tyre, atëherë lexojmë rreth tyre.

Pistonë të falsifikuar të një makine (motoçiklete).

Pistona të falsifikuara për makina shtëpiake.

Kjo është aktualisht teknologjia më e avancuar për prodhimin e pistonëve moderne të aliazhit të lehtë, të cilët kanë shumë përparësi ndaj atyre të derdhur dhe janë instaluar në motorët më modernë me shpejtësi të lartë me një raport të lartë kompresimi. Pistonët e falsifikuar të bëra nga kompani me reputacion nuk kanë praktikisht asnjë të metë.

Por nuk ka kuptim të shkruaj në detaje për pistonët e falsifikuar në këtë artikull, pasi kam shkruar dy artikuj shumë të detajuar për to, të cilët mund t'i lexojë kushdo duke klikuar në lidhjet e mëposhtme.

Kjo duket të jetë e gjitha, nëse më kujtohet diçka tjetër për një detaj kaq të rëndësishëm si pistoni i motorit, do ta shtoj patjetër, sukses për të gjithë.