Structura de bază a unui piston este strâns legată de rolul său într-un motor cu ardere internă și este una dintre cele mai critice părți mobile ale motorului. Pistonul se deplasează alternativ în interiorul cilindrului, formând camera de ardere împreună cu chiulasa și pereții cilindrului, având responsabilitatea comprimării, arderii și emisiei amestecului de combustibil{{1}aer. Performanța și structura pistonului afectează direct puterea, economia, performanța emisiilor și fiabilitatea motorului cu ardere internă. Prin urmare, o analiză amănunțită a structurii de bază a pistonului ajută la înțelegerea mai bună a principiului de funcționare al motorului cu ardere internă și la optimizarea designului acestuia.
1. Cap de piston
Capul pistonului este partea superioară a pistonului, de obicei semisferică sau plată. Formează camera de ardere între ea și chiulasa, care este zona principală pentru arderea amestecului de combustibil-aer. Forma și dimensiunea capului pistonului au un impact semnificativ asupra procesului de ardere. În general, o zonă mai mare a capului pistonului oferă mai mult spațiu de ardere, ceea ce favorizează arderea completă a combustibilului, îmbunătățind astfel puterea motorului. Cu toate acestea, o suprafață excesiv de mare a capului pistonului poate duce, de asemenea, la pierderi de căldură crescute și la o eficiență termică redusă a motorului. Prin urmare, acești factori trebuie să fie echilibrați la proiectarea capului pistonului pentru a obține performanțe optime.
În plus, capul pistonului are caneluri pentru segmentele de piston pentru instalarea segmentelor de piston. Funcția principală a segmentelor de piston este de a etanșa camera de ardere, împiedicând scurgerea gazelor de ardere în carter. Ele joacă, de asemenea, un rol în răzuirea uleiului, disiparea căldurii și reducerea uzurii. Tipul și numărul segmentelor de piston afectează, de asemenea, performanța pistonului. În general, segmentele multiple de piston asigură o etanșare mai bună, dar cresc și pierderea prin frecare și costurile de producție. Prin urmare, în aplicațiile practice, configurația corespunzătoare a segmentului pistonului trebuie selectată pe baza cerințelor de funcționare ale motorului și a obiectivelor de performanță.
2. Fusta Piston
Fusta pistonului este partea inferioară a pistonului, de formă cilindrică. Formează o potrivire de alunecare cu peretele cilindrului, suportând presiunea laterală și frecarea. Forma și dimensiunea mantalei pistonului au un impact semnificativ asupra stabilității mișcării și uzurii pistonului. Pentru a reduce pierderea prin frecare și pentru a îmbunătăți rezistența la uzură, manșoanele pistonului folosesc de obicei materiale speciale și procese de tratare a suprafețelor. De exemplu, manșoanele de piston din aliaj de aluminiu pot suferi o anodizare dură sau pot fi acoperite cu un strat rezistent la uzură-pentru a le crește duritatea suprafeței; Mantele de piston din fontă pot folosi procese precum călirea cu laser pentru a le îmbunătăți rezistența la uzură.
În plus, mantaua pistonului este echipată cu găuri de ulei și caneluri de ulei pentru lubrifiere și răcire. Uleiul de lubrifiere intră în golul dintre manta pistonului și peretele cilindrului prin orificiile de ulei, formând o peliculă de ulei pentru lubrifiere; simultan, uleiul de lubrifiere duce și o parte de căldură, contribuind la răcire. Designul și aranjarea acestor găuri și caneluri de ulei sunt, de asemenea, factori cheie care afectează performanța pistonului.
3. Scaunul bolțului pistonului
Scaunul știftului pistonului este partea de mijloc care conectează capul pistonului și mantaua pistonului și este, de asemenea, locul de instalare a știftului pistonului. Știftul pistonului este o componentă importantă care conectează pistonul și biela, suportând sarcini alternative de tracțiune și compresiune. Prin urmare, scaunul știftului pistonului trebuie să aibă suficientă rezistență și rigiditate pentru a asigura fixarea fiabilă a știftului pistonului și transmisia cuplului. În același timp, designul scaunului bolțului pistonului trebuie să ia în considerare și lubrifierea și disiparea căldurii. În general, scaunul știftului pistonului conține canale de ulei lubrifiant și radiatoare pentru a asigura condiții bune de lubrifiere și răcire pentru bolțul de piston. Aceste detalii de design sunt cruciale pentru îmbunătățirea durabilității și fiabilității pistonului.
Aceste trei părți îndeplinesc fiecare funcții și roluri diferite, constituind împreună pistonul, o componentă cheie în mișcare. În timpul procesului de proiectare și fabricație, este necesar să se ia în considerare pe deplin impactul factorilor cum ar fi forma, dimensiunea, materialul și procesul fiecărei piese asupra performanței pistonului pentru a obține cea mai bună performanță.
