pistó ICE. Dispositiu i finalitat

La mescla de combustible que es crema al cilindre del motor allibera energia tèrmica. Després es converteix en una acció mecànica que fa girar el cigonyal. L'element clau d'aquest procés és el pistó.

Aquest detall no és tan primitiu com podria semblar a primera vista. Seria un gran error considerar-lo com un simple impulsor.

El pistó es troba al cilindre, on fa un moviment alternatiu.

В ходе продвижения в сторону верхней мертвой точки (ВМТ) поршень сжимает горючую смесь. В бензиновом ДВСе она воспламеняется при помощи в момент, близкий к максимальному давлению. В дизеле воспламенение происходит непосредственно из-за сильного сжатия.

L'augment de la pressió dels gasos formats durant la combustió empeny el pistó en sentit contrari. Juntament amb el pistó, la biela articulada amb ell es mou, fet que el fa girar. Així, l'energia dels gasos comprimits es converteix en parell, que es transmet a través de la transmissió a les rodes del cotxe.

Durant la combustió, la temperatura dels gasos arriba als 2 mil graus. Com que la combustió és explosiva, el pistó està sotmès a fortes càrregues de xoc.

Les càrregues extremes i les condicions de funcionament gairebé extremes requereixen requisits especials per al disseny i els materials utilitzats per a la seva fabricació.

A l'hora de dissenyar pistons, cal tenir en compte una sèrie de punts importants:

• la necessitat de garantir una llarga vida útil i, per tant, de minimitzar el desgast de la peça;
• evitar l'esgotament del pistó en funcionament a alta temperatura;
• assegureu-vos el màxim segellat per evitar l'entrada de gas;
• minimitzar les pèrdues per fricció;
• garantir una refrigeració eficient.

El material del pistó ha de tenir una sèrie de propietats específiques:

• força important;
• màxima conductivitat tèrmica possible;
• resistència a la calor i la capacitat de suportar canvis bruscos de temperatura;
• el coeficient d'expansió tèrmica ha de ser petit i ser el més proper possible al coeficient corresponent del cilindre per garantir un bon segellat;
• resistencia a la corrosió;
• propietats antifricció;
• baixa densitat perquè la peça no sigui massa pesada.

Com que el material que compleixi idealment tots aquests requisits encara no s'ha creat, cal utilitzar opcions de compromís. Els pistons per a motors de combustió interna estan fets de fosa grisa i aliatges d'alumini amb silici (silumin). En els pistons compostos per a motors dièsel, passa que el cap és d'acer.

El ferro colat és força fort i resistent al desgast, tolera bé la calor forta, té propietats antifricció i una petita expansió tèrmica. Però a causa de la baixa conductivitat tèrmica, el pistó de ferro colat pot escalfar fins a 400 °C. En un motor de gasolina, això és inacceptable, ja que pot provocar una preencesa.

Per tant, en la majoria dels casos, els pistons per a motors de combustió interna d'automòbils es fabriquen mitjançant estampació o fosa de sililí que conté almenys un 13% de silici. L'alumini pur no és adequat, ja que s'expandeix massa quan s'escalfa, la qual cosa comporta un augment de la fricció i desgast. Aquestes poden ser falsificacions amb les quals podeu trobar quan compreu peces de recanvi en llocs dubtosos. Per evitar que això passi, poseu-vos en contacte amb els de confiança.

El pistó d'aliatge d'alumini és lleuger i condueix bé la calor, de manera que el seu escalfament no supera els 250 ° C. Això és molt adequat per a motors de combustió interna que funcionen amb gasolina. Les propietats antifricció del sililí també són força bones.

Al mateix temps, aquest material no està exempt d'inconvenients. A mesura que augmenta la temperatura, es torna menys durador. I a causa de la important expansió lineal quan s'escalfa, s'han de prendre mesures addicionals per preservar el segell al voltant del perímetre del capçal i no reduir la compressió.

Aquesta part té forma de vidre i consta d'un cap i una peça de guia (falda). Al capçal, al seu torn, es pot distingir el fons i la part de segellat.

Inferior

És la superfície de treball principal del pistó, és la que percep la pressió dels gasos en expansió. La seva superfície ve determinada pel tipus d'unitat, la col·locació de broquets, espelmes, vàlvules i el dispositiu CPG específic. Per als ICE que utilitzen gasolina, es fa plana o còncau amb retalls addicionals per evitar defectes de la vàlvula. El fons convex augmenta la força, però augmenta la transferència de calor i, per tant, s'utilitza rarament. El còncava us permet organitzar una petita cambra de combustió i proporcionar una alta relació de compressió, que és especialment important en les unitats dièsel.

Part de segellat

Aquest és el costat del cap. S'hi fan ranures per als anells de pistó al voltant de la circumferència.

Els anells de compressió fan el paper d'un segell, evitant la fuita de gasos comprimits, i els rascadors d'oli eliminen el lubricant de la paret, evitant que entri a la cambra de combustió. L'oli flueix sota el pistó a través dels forats de la ranura i després torna al dipòsit d'oli.

La secció del costat lateral entre la vora de la part inferior i l'anell superior s'anomena zona de foc o calor. És ell qui experimenta el màxim efecte tèrmic. Per evitar l'esgotament del pistó, aquest cinturó es fa prou ample.

Part de guia

No permet que el pistó es deformi durant el moviment alternatiu.

Per compensar l'expansió tèrmica, la faldilla es fa curvilínia o en forma de con. Al costat, se sol aplicar un recobriment antifricció.

A l'interior hi ha caps: dues afluències amb forats per al passador del pistó, on es posa el cap.

Als laterals, a la zona dels caps, es fan petites sagnies per evitar deformacions tèrmiques i l'ocurrència de rascades.

Com que el règim de temperatura del pistó és molt estressant, el tema del seu refredament és molt important.

Els anells de pistó són la principal manera d'eliminar la calor. A través d'ells, s'elimina almenys la meitat de l'excés d'energia tèrmica, que es transfereix a la paret del cilindre i després a la camisa de refrigeració.

Un altre canal important del dissipador de calor és la lubricació. S'utilitzen boira d'oli al cilindre, lubricació a través del forat de la biela, polvorització forçada amb broquet d'oli i altres mètodes. Més d'un terç de la calor es pot eliminar fent circular l'oli.

A més, part de l'energia tèrmica es destina a escalfar la part fresca de la mescla combustible que ha entrat al cilindre.

Els anells mantenen la quantitat de compressió desitjada als cilindres i eliminen la part del lleó de la calor. I representen aproximadament una quarta part de totes les pèrdues per fricció del motor de combustió interna. Per tant, difícilment es pot sobreestimar la importància de la qualitat i l'estat dels anells de pistons per al funcionament estable del motor de combustió interna.

Normalment hi ha tres anells: dos anells de compressió a la part superior i un rascador d'oli a la part inferior. Però hi ha opcions amb un nombre diferent d'anells: de dos a sis.

Канавка верхнего кольца в силуминовом Бывает, что делается со стальной вставкой, повышающей износоустойчивость.

Els anells estan fets de graus especials de ferro colat. Aquests anells es caracteritzen per una gran resistència, elasticitat, resistència al desgast, baix coeficient de fricció i conserven les seves propietats durant molt de temps. Les addicions de molibdè, tungstè i alguns altres metalls donen resistència a la calor addicional als anells de pistons.

Новые нуждаются в притирке. Если вы заменили кольца, обязательно некоторое время обкатайте ДВС, избегая напряженных режимов работы. В противном случае не притертые кольца могут перегреться и потерять упругость, а в некоторых случаях даже сломаться. Итогом может стать нарушение уплотнения, потеря мощности, попадание смазки в камеру сгорания, перегрев и прогорание поршня.