Piston moteur - qu'est-ce que c'est et à quoi ça sert

Les moteurs à combustion interne modernes ont une structure complexe par rapport aux analogues fabriqués à l'aube de l'industrie automobile. Cela est dû au fait que pour garantir la stabilité, la rentabilité et l'efficacité, les fabricants installent des systèmes électroniques supplémentaires sur le bloc d'alimentation.

Malgré la subtilité des systèmes électriques, le dispositif ICE n'a pas beaucoup changé. Les principaux éléments de l'unité sont:

• Mécanisme à manivelle;
• Groupe piston-cylindre;
• Collecteur d'admission et d'échappement;
• Mécanisme de distribution de gaz;
• Système de lubrification du moteur.

Des mécanismes tels que la manivelle et la distribution de gaz doivent être synchronisés. Ceci est réalisé grâce à l'entraînement. Il peut s'agir d'une ceinture ou d'une chaîne.

Chaque ensemble moteur remplit une fonction importante, sans laquelle un fonctionnement stable (ou même l'opérabilité) de l'unité de puissance est impossible. Considérez quelle fonction le piston remplit dans le moteur, ainsi que son appareil.

Qu'est-ce qu'un piston moteur?

Cette pièce est installée dans tous les moteurs à combustion interne. Sans lui, il est impossible d'assurer la rotation du vilebrequin. Quelle que soit la modification de l'unité (deux ou quatre temps), le fonctionnement du piston est inchangé.

Cette partie cylindrique est fixée à la bielle, qui, à son tour, est fixée sur la manivelle du vilebrequin. Il vous permet de convertir l'énergie libérée par la combustion.

L'espace au-dessus du piston est appelé la chambre de travail. Il prend toutes les horloges du moteur de la voiture (un exemple de modification à quatre temps):

• La soupape d'admission s'ouvre et l'air est mélangé au carburant (dans les modèles à carburateur atmosphérique) ou l'air lui-même est aspiré (par exemple, l'air est aspiré dans un moteur diesel et le carburant est fourni après que le volume est comprimé au degré requis);
• Lorsque le piston monte, toutes les soupapes sont fermées, le mélange n'a nulle part où aller, il se contracte;
• Au point le plus haut (également appelé mort), une étincelle est fournie au mélange air comprimé-carburant. Une forte libération d'énergie se forme dans la cavité (le mélange s'enflamme), ce qui entraîne une expansion qui fait descendre le piston;
• Dès qu'il atteint le point extrêmement bas, la soupape d'échappement s'ouvre et les gaz d'échappement sont évacués par le collecteur d'échappement.

Des cycles identiques sont effectués par tous les éléments du groupe de pistons du moteur, uniquement avec une certaine cylindrée, ce qui assure une rotation en douceur du vilebrequin.

En raison de l'étanchéité entre les parois du cylindre et les joints toriques du piston, une pression est créée, en raison de laquelle cet élément se déplace vers le point mort bas. Alors que le piston du cylindre adjacent continue de faire tourner le vilebrequin, le premier se déplace dans le cylindre jusqu'au point mort haut. Il y a donc un mouvement alternatif.

Conception du piston

Certains sous le piston signifient une combinaison de pièces montées sur le vilebrequin. En effet, il s'agit d'un élément de forme cylindrique, qui prend des contraintes mécaniques lors de la microexplosion d'un mélange de carburant et d'air en fin de course de compression.

Le dispositif à piston comprend:

• bas;
• rainures pour joints toriques;
• jupe.

Le piston est fixé à la bielle avec une goupille en acier. Chaque élément a sa propre fonction.

Fond

Cette partie de la pièce subit des contraintes mécaniques et thermiques. C'est la limite inférieure de la chambre de travail, dans laquelle toutes les mesures ci-dessus se produisent. Le fond n'est pas toujours plat. Sa forme dépend du modèle de moteur dans lequel il est installé.

Pièce d'étanchéité

Dans cette partie, un racleur d'huile et des bagues de compression sont installés. Ils assurent une étanchéité maximale entre le bloc-cylindres du cylindre, de sorte qu'au fil du temps, non les principaux éléments du moteur s'usent, mais les bagues interchangeables.

La modification la plus courante concerne trois joints toriques: deux segments de compression et un racleur d'huile. Ce dernier régule la lubrification des parois des cylindres. La combinaison du fond et de la partie d'étanchéité est souvent appelée mécanique par la tête de piston.

Jupe

Cette partie de la pièce offre une position verticale stable. Les parois de la jupe dirigent le piston et l'empêchent de se retourner, en raison de quoi la charge mécanique ne serait pas répartie uniformément le long des parois du cylindre.

Les principales fonctions du piston

La fonction principale du piston est de mettre le vilebrequin en mouvement en poussant la bielle. Cette action se produit lorsque le mélange de carburant et d'air s'enflamme. La surface plane du fond supporte toutes les contraintes mécaniques.

En plus de cette fonction, cette partie a d'autres propriétés:

• Il scelle la chambre de travail dans le cylindre, grâce à laquelle l'efficacité d'explosion a un pourcentage maximum (ce paramètre dépend du degré de compression et de la quantité de compression). Si les joints toriques sont usés, l'étanchéité en souffre, et en même temps, les performances de l'unité de puissance diminuent;
• Refroidit la chambre de cuisson. Cette fonction mérite un article séparé, mais en bref, lorsqu'elle est enflammée à l'intérieur du cylindre, la température monte fortement à 2 mille degrés. Pour éviter que la pièce ne fonde, il est extrêmement important d'évacuer la chaleur. Cette fonction est assurée par les bagues d'étanchéité, l'axe de piston et la bielle. Mais les principaux éléments d'évacuation de la chaleur sont l'huile et une partie fraîche du mélange air-carburant.

Types de piston

À ce jour, les fabricants ont développé un grand nombre de modifications différentes des pistons. La tâche principale dans ce cas est d'atteindre un «juste milieu» entre la réduction de l'usure des pièces, la productivité de l'unité et un refroidissement adéquat des éléments de contact.

Pour mieux refroidir le piston, un plus grand nombre de segments larges est nécessaire. Mais avec cela, l'efficacité du moteur diminue, car une partie de l'énergie ira pour surmonter plus de friction.

De par leur conception, tous les pistons sont divisés en deux modifications:

• Pour moteurs deux temps. Le fond en eux a une forme sphérique, ce qui améliore l'élimination des produits de combustion et le remplissage de la chambre de travail.
• Pour moteurs quatre temps. Dans de telles modifications, le fond sera concave ou plat. La première catégorie est plus sûre lors du changement de calage des soupapes - même avec la soupape ouverte, le piston n'entrera pas en collision, car il présente des évidements correspondants. De plus, ces éléments permettent un meilleur mélange du mélange dans la chambre de travail.

Pistons pour moteurs diesel - une catégorie distincte de pièces. Premièrement, ils sont beaucoup plus forts que les analogues des ICE à essence. Cela est nécessaire car la pression doit être créée à l'intérieur du cylindre au-delà de 20 atmosphères. En raison des températures et de la pression élevées, un piston conventionnel s'effondrera facilement.

Deuxièmement, ces pistons ont souvent des évidements spéciaux appelés chambres de combustion à piston. Lors de la course d'admission, ils créent une turbulence, offrant un meilleur refroidissement du fond chaud, ainsi qu'un mélange plus efficace du carburant avec l'air.

Il existe également une autre classification de ces éléments:

• Jeter. Ils sont fabriqués par coulée dans une ébauche continue, qui est ensuite traitée sur des tours. Ces modèles sont utilisés dans les véhicules de tourisme;
• Équipes nationales. Ces pièces sont assemblées à partir de différentes pièces, ce qui permet de combiner des matériaux pour des éléments de piston individuels (par exemple, la jupe peut être en alliage d'aluminium et le fond peut être en fonte ou en acier). En raison du coût élevé et de la complexité de conception, ces pistons ne sont pas installés dans des moteurs conventionnels. La principale application de cette modification est les grands ICE fonctionnant au diesel.

Exigences relatives aux pistons du moteur

Pour que le piston puisse faire face à sa tâche, les exigences suivantes doivent être respectées lors de sa fabrication:

1. Il doit résister à des charges thermiques élevées, tout en n'étant pas déformé sous contrainte mécanique, et pour que le rendement du moteur ne baisse pas avec un changement de température, le matériau ne doit pas avoir un coefficient de dilatation élevé;
2. Le matériau à partir duquel la pièce est fabriquée ne doit pas s'user rapidement en raison de la fonction d'un palier lisse;
3. Le piston doit être léger, car avec une augmentation de masse due à l'inertie, la charge sur la bielle et la manivelle augmente plusieurs fois.

Lors du choix d'un nouveau piston, il est extrêmement important de prendre en compte les recommandations du constructeur, sinon le moteur subira des charges supplémentaires voire perdra sa stabilité.

Questions et réponses

A quoi servent les pistons dans un moteur ? Dans les cylindres, ils effectuent des mouvements alternatifs dus à la combustion du mélange air-carburant et à l'impact sur la manivelle des pistons adjacents se déplaçant vers le bas.

Quels types de pistons existe-t-il ? Avec jupes symétriques et asymétriques avec différentes épaisseurs de fond. Il existe des pistons à détente contrôlée, auto thermique, autotermique, duoterm, à chicanes, à jupe biseautée, Evotec, en aluminium forgé.

Quelles sont les caractéristiques de conception du piston ? Les pistons diffèrent non seulement par leur forme, mais également par le nombre de fentes pour l'installation de joints toriques. La jupe du piston peut être conique ou en forme de tonneau.