Pistone del motore: cos'è e a cosa serve

I moderni motori a combustione interna hanno una struttura complessa rispetto agli analoghi prodotti agli albori dell'industria automobilistica. Ciò è dovuto al fatto che per garantire stabilità, economia ed efficienza, i produttori installano ulteriori sistemi elettronici sull'unità di potenza.

Nonostante la sottigliezza dei sistemi elettrici, il dispositivo ICE non è cambiato molto. Gli elementi principali dell'unità sono:

• Meccanismo a manovella;
• Gruppo pistone cilindro;
• Collettore di aspirazione e scarico;
• Meccanismo di distribuzione del gas;
• Sistema di lubrificazione del motore.

Meccanismi come la manovella e la distribuzione del gas dovrebbero essere sincronizzati. Questo risultato è ottenuto grazie all'azionamento. Può essere cintura o catena.

Ogni gruppo motore svolge una funzione importante, senza la quale è impossibile il funzionamento stabile (o anche l'operabilità) della parte di potenza. Considera quale funzione svolge il pistone nel motore, così come il suo dispositivo.

Che cos'è un pistone del motore?

Questa parte è installata in tutti i motori a combustione interna. Senza di essa, è impossibile garantire la rotazione dell'albero motore. Indipendentemente dalla modifica dell'unità (a due o quattro tempi), il funzionamento del pistone è invariato.

Questa parte cilindrica è fissata alla biella, che a sua volta è fissata sulla manovella dell'albero motore. Ti consente di convertire l'energia rilasciata a seguito della combustione.

Lo spazio sopra il pistone è chiamato camera di lavoro. Prende tutti gli orologi del motore dell'auto (un esempio di una modifica a quattro tempi):

• La valvola di ingresso si apre e l'aria viene miscelata con il carburante (nei modelli a carburatore atmosferico) o l'aria stessa viene aspirata (ad esempio, l'aria viene aspirata in un motore diesel e il carburante viene fornito dopo che il volume è stato compresso al grado richiesto);
• Quando il pistone si alza, tutte le valvole sono chiuse, la miscela non ha nessun posto dove andare, si contrae;
• Nel punto più alto (chiamato anche morto), viene fornita una scintilla alla miscela aria-combustibile compressa. Un forte rilascio di energia si forma nella cavità (la miscela si accende), a causa della quale c'è un'espansione che sposta il pistone verso il basso;
• Non appena raggiunge il punto più basso, la valvola di scarico si apre e i gas di scarico vengono rimossi attraverso il collettore di scarico.

Cicli identici sono eseguiti da tutti gli elementi del gruppo pistone del motore, solo con un certo offset, che assicura una rotazione regolare dell'albero motore.

A causa della tenuta tra le pareti del cilindro e gli o-ring del pistone, viene creata una pressione a causa della quale questo elemento si sposta sul punto morto inferiore. Mentre il pistone del cilindro adiacente continua a ruotare l'albero motore, il primo si sposta nel cilindro verso il punto morto superiore. Quindi c'è un movimento alternativo.

Design a pistone

Alcuni sotto il pistone significano una combinazione di parti che sono montate sull'albero motore. In realtà, questo è un elemento di forma cilindrica, che subisce sollecitazioni meccaniche durante la microesplosione di una miscela di carburante e aria al termine di una corsa di compressione.

Il dispositivo a pistone include:

• parte inferiore;
• scanalature per o-ring;
• gonna.

Il pistone è attaccato alla biella con un perno in acciaio. Ogni elemento ha la sua funzione.

fondo

Questa parte della parte subisce stress meccanici e termici. È il limite inferiore della camera di lavoro, in cui si verificano tutte le misure di cui sopra. Il fondo non è sempre piatto. La sua forma dipende dal modello di motore in cui è installato.

Parte di tenuta

In questa parte sono installati raschiaolio e anelli di compressione. Forniscono la massima tenuta tra il blocco cilindri del cilindro, in modo che nel tempo non si usurino gli elementi principali del motore, ma gli anelli intercambiabili.

La modifica più comune è per tre o-ring: due anelli di compressione e uno raschiaolio. Quest'ultimo regola la lubrificazione delle pareti del cilindro. La combinazione del fondo e della parte di tenuta viene spesso chiamata meccanica dalla testa del pistone.

gonna

Questa parte della parte fornisce una posizione verticale stabile. Le pareti della gonna dirigono il pistone e ne impediscono la rotazione, per cui il carico meccanico non verrebbe distribuito uniformemente lungo le pareti del cilindro.

Le principali funzioni del pistone

La funzione principale del pistone è quella di mettere in moto l'albero motore spingendo la biella. Questa azione si verifica quando si accende la miscela di carburante e aria. La superficie piatta del fondo assorbe tutte le sollecitazioni meccaniche.

Oltre a questa funzione, questa parte ha alcune proprietà in più:

• Sigilla la camera di lavoro nel cilindro, a causa della quale l'efficienza di esplosione ha una percentuale massima (questo parametro dipende dal grado di compressione e dalla quantità di compressione). Se gli o-ring sono usurati, la tenuta ne risente e, allo stesso tempo, le prestazioni dell'unità di potenza diminuiscono;
• Raffredda la camera di cottura. Questa funzione merita un articolo separato, ma in breve, quando viene accesa all'interno del cilindro, la temperatura aumenta bruscamente a 2 mila gradi. Per garantire che la parte non si sciolga da essa, è estremamente importante rimuovere il calore. Questa funzione è svolta dagli anelli di tenuta, dallo spinotto del pistone e dalla biella. Ma i principali elementi che rimuovono il calore sono l'olio e una nuova porzione della miscela aria-combustibile.

Tipi di pistoni

Ad oggi, i produttori hanno sviluppato un gran numero di diverse modifiche dei pistoni. Il compito principale in questo caso è quello di ottenere una "media d'oro" tra la riduzione dell'usura delle parti, la produttività dell'unità e un adeguato raffreddamento degli elementi di contatto.

Per raffreddare meglio il pistone, è necessario un numero maggiore di anelli larghi. Ma con questo, l'efficienza del motore diminuisce, poiché parte dell'energia andrà a superare più attrito.

In base alla progettazione, tutti i pistoni sono divisi in due modifiche:

• Per motori a due tempi. Il fondo ha una forma sferica, che migliora la rimozione dei prodotti della combustione e il riempimento della camera di lavoro.
• Per motori a quattro tempi. In tali modifiche, il fondo sarà concavo o piatto. La prima categoria è più sicura quando si sposta la fasatura della valvola - anche con la valvola aperta, il pistone non si scontrerà con esso, poiché ha rientranze corrispondenti. Inoltre, questi elementi forniscono una migliore miscelazione della miscela nella camera di lavoro.

Pistoni per motori diesel - una categoria separata di parti. In primo luogo, sono molto più potenti degli analoghi per gli ICE a benzina. Ciò è necessario perché all'interno del cilindro deve essere creata una pressione superiore a 20 atmosfere. A causa delle alte temperature e dell'enorme pressione, un pistone convenzionale collasserà facilmente.

In secondo luogo, tali pistoni hanno spesso appositi recessi chiamati camere di combustione del pistone. Alla corsa di aspirazione, creano turbolenza, fornendo un migliore raffreddamento del fondo caldo e una miscelazione più efficiente del carburante con l'aria.

C'è anche un'altra classificazione di questi elementi:

• Cast. Sono realizzati lanciando in uno spazio vuoto continuo, che viene quindi elaborato su torni. Tali modelli sono utilizzati nei veicoli passeggeri;
• Squadre nazionali. Queste parti sono assemblate da parti diverse, il che consente di combinare materiali per singoli elementi del pistone (ad esempio, il mantello può essere realizzato in lega di alluminio e il fondo può essere realizzato in ghisa o acciaio). A causa dell'elevato costo e complessità del design, tali pistoni non sono installati nei motori convenzionali. L'applicazione principale di questa modifica sono i grandi ICE che funzionano con gasolio.

Requisiti del pistone del motore

Affinché il pistone possa far fronte al suo compito, durante la sua fabbricazione devono essere soddisfatti i seguenti requisiti:

1. Deve resistere a carichi ad alta temperatura, pur non essendo deformato sotto stress meccanico, e in modo che l'efficienza del motore non diminuisca con un cambiamento di temperatura, il materiale non dovrebbe avere un elevato coefficiente di espansione;
2. Il materiale di cui è fatta la parte non deve usurarsi rapidamente a causa della funzione di un cuscinetto a strisciamento;
3. Il pistone dovrebbe essere leggero, perché con un aumento della massa dovuto all'inerzia, il carico sulla biella e sulla manovella aumenta più volte.

Quando si sceglie un nuovo pistone, è estremamente importante considerare le raccomandazioni del produttore, altrimenti il ​​motore subirà ulteriori carichi o addirittura perderà la stabilità.

Domande e risposte:

Cosa fanno i pistoni in un motore? Nei cilindri, eseguono movimenti alternativi dovuti alla combustione della miscela aria-carburante e all'impatto sulla manovella dei pistoni adiacenti che si muovono verso il basso.

Che tipo di pistoni ci sono? Con gonne simmetriche e asimmetriche con diversi spessori di fondo. Esistono pistoni ad espansione controllata, auto termici, autotermatici, duoterm, con deflettori, con mantello smussato, Evotec, in alluminio forgiato.

Quali sono le caratteristiche costruttive del pistone? I pistoni differiscono non solo per la forma, ma anche per il numero di slot per l'installazione di O-ring. Il mantello del pistone può essere rastremato oa forma di botte.