Píst motoru - co to je a k čemu slouží

Moderní spalovací motory mají složitou konstrukci ve srovnání s analogy vyráběnými na úsvitu automobilového průmyslu. To je způsobeno skutečností, že výrobci instalují na pohonnou jednotku další elektronické systémy, aby byla zajištěna stabilita, hospodárnost a účinnost.

I přes jemnost elektrických systémů zůstalo zařízení ICE prakticky nezměněno. Hlavní prvky jednotky jsou:

• Klikový mechanismus;
• Skupina válec-píst;
• Sací a výfukové potrubí;
• Mechanismus distribuce plynu;
• Systém mazání motoru.

Mechanismy, jako je rozložení klik a plynu, musí být synchronizovány. Toho je dosaženo díky pohonu. Může to být pás nebo řetěz.

Každá motorová jednotka plní důležitou funkci, bez které není možný stabilní provoz (nebo obecně provozuschopnost) pohonné jednotky. Zvažte, jakou funkci píst v motoru vykonává, a také jeho konstrukci.

Co je píst motoru?

Tato část je instalována ve všech spalovacích motorech. Bez něj není možné zajistit otáčení klikového hřídele. Bez ohledu na modifikaci jednotky (dvoutaktní nebo čtyřtaktní) je činnost pístu nezměněna.

Tento válcový kus je připevněn k ojnici, která je zase připevněna k kliku klikového hřídele. Umožňuje vám přeměnit energii uvolněnou v důsledku spalování.

Prostor nad pístem se nazývá pracovní komora. V něm probíhají všechny tahy motoru automobilu (příklad čtyřtaktní úpravy):

• Otevírá se sací ventil a směšuje se vzduch s palivem (u modelů s atmosférickým karburátorem) nebo je nasáván samotný vzduch (například vzduch je nasáván v naftovém motoru a palivo je dodáváno po stlačení objemu na požadovaný stupeň);
• Když se píst pohybuje nahoru, všechny ventily jsou zavřené, směs nemá kam jít, je stlačena;
• V nejvyšším bodě (nazývaném také mrtvý) je do směsi stlačeného vzduchu a paliva přiváděna jiskra. V dutině se vytvoří ostré uvolnění energie (směs se vznítí), v důsledku čehož dojde k expanzi, která posune píst dolů;
• Jakmile dosáhne nejnižšího bodu, otevře se výfukový ventil a výfukové plyny jsou odváděny skrz sběrné výfukové potrubí.

Stejné cykly provádějí všechny prvky skupiny pístů motoru, pouze s určitým posunem, čímž je zajištěno plynulé otáčení klikového hřídele.

Díky těsnosti mezi stěnami válce a O-kroužky pístu se vytváří tlak, díky kterému se tento prvek pohybuje do spodní úvrati. Jelikož píst sousedního válce pokračuje v otáčení klikového hřídele, pohybuje se první ve válci do horní úvrati. Takto vzniká vratný pohyb.

Konstrukce pístu

Někteří lidé označují píst jako soubor dílů, které jsou připevněny ke klikovému hřídeli. Ve skutečnosti se jedná o prvek válcového tvaru, který přebírá mechanické zatížení během mikroexploze směsi paliva a vzduchu na konci kompresního zdvihu.

Pístové zařízení zahrnuje:

• dno;
• drážky o-kroužku;
• sukně.

Píst je připevněn k ojnici ocelovým čepem. Každý prvek má svou vlastní funkci.

Dole

Tato část části přebírá mechanické a tepelné namáhání. Je to spodní hranice pracovní komory, ve které probíhají všechny výše uvedené kroky. Dno není vždy rovnoměrné. Jeho tvar závisí na modelu motoru, ve kterém je nainstalován.

Těsnící část

V této části jsou instalovány škrabka na olej a kompresní kroužky. Poskytují maximální těsnost mezi válcem bloku válců, díky čemuž se v průběhu času opotřebovávají ne hlavní prvky motoru, ale vyměnitelné kroužky.

Nejběžnější modifikace je pro tři O-kroužky: dva kompresní kroužky a jedna škrabka na olej. Ten reguluje mazání stěn válce. Sada dna a těsnící části se automechaniky často nazývá hlava pístu.

Sukně

Tato část dílu zajišťuje stabilní svislou polohu. Stěny pláště vedou píst a zabraňují jeho převrácení, což by zabraňovalo rovnoměrnému rozložení mechanického zatížení podél stěn válce.

Hlavní funkce pístu

Hlavní funkcí pístu je pohánět klikový hřídel stisknutím ojnice. K této akci dochází, když se vznítí směs paliva a vzduchu. Plochý spodní povrch přebírá veškeré mechanické namáhání.

Kromě této funkce má tato část ještě několik dalších vlastností:

• Utěsňuje pracovní komoru ve válci, díky čemuž má účinnost z výbuchu maximální procento (tento parametr závisí na stupni komprese a míře komprese). Pokud jsou O-kroužky opotřebované, trpí jejich těsnost a zároveň se sníží výkon pohonné jednotky;
• Chladí pracovní komoru. Tato funkce si zaslouží samostatný článek, ale stručně řečeno, při zapálení uvnitř válce teplota prudce stoupne na 2 tisíce stupňů. Aby se zabránilo roztavení součásti z ní, je nesmírně důležité odvádět teplo. Tuto funkci plní těsnicí kroužky, pístní čep a ojnice. Ale hlavními prvky rozptylujícími teplo jsou olej a nová část směsi vzduch-palivo.

Druhy pístů

K dnešnímu dni vyvinuli výrobci velké množství různých modifikací pístů. Hlavním úkolem v tomto případě je dosáhnout „zlatého průměru“ mezi snížením opotřebení dílů, produktivitou jednotky a dostatečným chlazením kontaktních prvků.

Pro lepší chlazení pístu je zapotřebí více širokých kroužků. Ale s tím klesá účinnost motoru, protože část energie půjde k překonání větší třecí síly.

Podle návrhu jsou všechny písty rozděleny do dvou modifikací:

• Pro dvoutaktní motory. Dno v nich má kulovitý tvar, čímž zlepšuje odvod spalin a vyplňuje pracovní komoru.
• Pro čtyřtaktní motory. V takových úpravách bude dno konkávní nebo ploché. První kategorie je bezpečnější, když je posunuto časování ventilu - i když je ventil otevřený, píst s ním nebude kolidovat, protože jsou v něm odpovídající drážky. Tyto prvky také zajišťují lepší promíchání směsi v pracovní komoře.

Písty pro vznětové motory jsou samostatnou kategorií dílů. Zaprvé jsou mnohem silnější než analogy benzínových spalovacích motorů. To je nutné, protože uvnitř válce musí být vytvořen tlak přesahující 20 atmosfér. Vzhledem k vysokým teplotám a obrovskému tlaku se konvenční píst snadno zhroutí.

Zadruhé, takové písty mají často speciální vybrání, která se nazývají spalovací komory s písty. Vytvářejí turbulence na sacím zdvihu a zajišťují lepší chlazení horkého podvozku a účinnější směšování paliva a vzduchu.

Existuje také další klasifikace těchto prvků:

• Obsazení. Vyrábí se odléváním do pevného polotovaru, který se poté zpracovává na soustruzích. Takové modely se používají v lehkých vozidlech;
• Národní týmy Tyto části jsou sestaveny z různých částí, což umožňuje kombinovat materiály pro jednotlivé prvky pístu (například plášť může být vyroben ze slitiny hliníku a spodní část může být vyrobena z litiny nebo oceli). Vzhledem k vysokým nákladům a složitosti konstrukce nejsou tyto písty instalovány v konvenčních motorech. Hlavní aplikací takové úpravy jsou velké spalovací motory na naftu.

Požadavky na písty motoru

Aby píst zvládl svůj úkol, musí být při jeho výrobě splněny následující požadavky:

1. Musí odolat vysokému teplotnímu zatížení, aniž by se deformoval při mechanickém namáhání, a aby účinnost motoru neklesla se změnou teploty, materiál nesmí mít vysoký koeficient roztažnosti;
2. Materiál, ze kterého je díl vyroben, by se neměl rychle opotřebovávat v důsledku výkonu funkce kluzného ložiska;
3. Píst by měl být lehký, protože s nárůstem hmotnosti v důsledku setrvačnosti se zatížení ojnice a kliky několikrát zvyšuje.

Při výběru nového pístu je nesmírně důležité zohlednit doporučení výrobce, jinak bude motor vystaven dalšímu zatížení nebo dokonce ztratí stabilitu.

Otázky a odpovědi:

Co dělají písty v motoru? Ve válcích provádějí vratné pohyby v důsledku spalování směsi vzduch-palivo a nárazu na kliku od sousedních pístů pohybujících se dolů.

Jaké jsou tam písty? Se symetrickými a asymetrickými sukněmi s různou tloušťkou dna. Jsou písty řízené expanze, autotermické, autotermické, duotermické, s přepážkami, se zkoseným pláštěm, Evotec, kovaný hliník.

Jaké jsou konstrukční vlastnosti pístu? Písty se liší nejen tvarem, ale také počtem drážek pro instalaci O-kroužků. Plášť pístu může být kuželovitý nebo soudkovitý.