پیستون اولین قطعهموتوراست کهشروع به حرکت میکند وانرژیبوجود
آمدهازاحتراق سوخترا به میل لنگ منتقل مینماید.
ریشه لغوی
پیستون شکل دست نخورده
کلمه (Piston) است که از
زبان انگلیسی بهزبان ما وارد
شده است و به یکی ازقطعات موتوراطلاق میشود.
ساختمان پیستون
پیستونها به شکل یک
استوانه توخالی هستند که یک سر آنهابسته
و سر دیگرشان باز است که از طریق این سر و بوسیلهشاتونبهمیل لنگمتصل میشود البته معمولا قطر پیستون در سر
باز آن بیشتر است. به عنوان یک مثال اگریک استکان را برگردانید تقریبا شکل کلی یک پیستون را خواهید
دید.
طولپیستونها معمولا کمی
بیشتر از قطرشان است و تا حد امکان سبک ساخته میشوند.
پیستونها
میبایست دارای استحکام لازم بوده و کیفیت بالایی داشته باشند در ضمنمیبایست بتوانند به خوبی
حرارت را هدایت کنند. هدایت حرارت در پیستون بسیار حیاتیاست زیرا در غیر اینصورت پیستون بسیار داغ شده و خطر چسبیدن آن
بر اثر انبساط بهجدارهسیلندرپیش میآید.
مواد ساختمانی
موادی که برای ساختن
پیستونها بکار میروند عبارتند ازچدن
خاکستری،فولادریخته گری، وآلیاژ
آلومینیوم. از چدن یا فولاد معمولا
درساختار پیستونهای
موتورهای سنگین که به سرعت زیاد و شتاب آنی نیاز ندارند استفادهمیشود. در اغلب موتورهای
اتومبیلها از پیستونهایی استفاده میشود که با آلیاژآلومینیوم ساخته شدهاند. دلیل این تفاوت اینست که مواد بکار
رفته در پیستونهایاتومبیلها با
وزن سبکتر خود اجازه کار در سرعتهای بیشتر و انعطاف پذیری درسرعتهای مختلف را به
پیستونها میدهند.
از
طرف دیگر در بعضی از موتورهایسنگین
از پیستونهای آلیاژ آلومینیومی به لحاظ داشتن خواصرسانش گرماییمناسب
این ماده استفاده میشودبدین ترتیب که
استفاده از آن ، کنترل بهتر حرارتمحفظهاحتراقرا فراهم آورده و بنابراین باعث کنترل بهتر
احتراق میگردد. پیستونهایچدنی در مقابل
فرسودگی مقاومت بیشتری داشته شی کمتری در داخل سیلندر نسبت بهپیستونهای آلومینیومی
نیاز دارند (اصطلاح لقی پیستون به فاصله میان پیستون و جدارهسیلندر گفته می شود). پیستونها چدنی گاهی اوقات باقلعیا یک فلز مخصوص روکشداده میشوند تا جلای صافتر و مقاومت بهتری در مقابل فرسودگی
بوجود آورند.
عیب پیستونهای آلومینیومی
عیب مهم پیستونهای آلیاژ
آلومینیومی اینست کهدارایضریب انبساطبالایی میباشند. این
بدانمعناست که لقی در این
پیستون میبایست اندکی بیشتر از لقی در پیستونهای چدنی باشد،معمولا برای جلوگیری از انبساط پیستونها از روشهای مخصوصی
استفاده میشود که در ذیلچهار روش رایج
آنها را به اختصار میکنیم.
روش اول
در این روش مقطع بدنه
پیستون را به جای آنکه به شکل دایره بسازند.
به
شکل بیضی عمود بر محور انگشتی پیستون و قطر کوچک آن در جهت انگشتی پیستون باشد.
روش دوم
در این روش برای کنترل
کردن انبساط پیستون بر اثر حرارت یک سریشکافهای عمودی و افقی و یا فرو رفتگیهایی در بدنه پیستون ایجاد
میگردد.
روش سوم
در این روش برای کنترل
انبساط حرارتی پیستون از روش تقویت کردن یادو فلزی نمودن قسمتی از پیستون که در معرض حرارت بیشتری قرار
دارد، استفادهمیگردد. بدین
ترتیب که در داخل پیستون نواری ازفولادیا یک فلزمخصوص (که فلز غیر قابل تغییر نامیده میشود) قرار میدهند و
روی آنها را با مادهاصلی یا آلیاژهای
آلومینیوم پوشش میدهند. در بعضی از پیستونها مواد فولادی بصورتحلقهای در موقعریخته گریداخل پیستون قرار میگیرند.
روش چهارم
در این روش برای جلوگیری
از انتقال حرارت سر پیستون (که درمجاورتاحتراق سوختاست) به بدنه پیستون ، یک
سرحرارتی شامل شیاری است که
در نزدیکی سر پیستون و به موازات شیارهای رینگ ایجادمیشود با این عمل تا اندازهای راهی که حرارت را از سر پیستون
به بدنه آن منتقلمیسازد کمتر
میکنند. بنابراین بدنه زیاد گرم نمیشود و انبساط زیادی پیدانمیکند.
قسمتهای اصلی پیستون
قسمتهای اصلی پیستون
عبارتند از سر یا تاج ،شیارهایرینگ، سطوح پیستون ، بدنه یا دامن و سوراخانگشتی.
سر یا تاج پیستون
این قسمت سطح بالایی
پیستون است معمولا دایرهای شکل استو
نیروی تولید شده توسط سوخت مستقیما روی آن وارد میشود سر بعضی از پیستونها خصوصاپیستونهایموتورهای دوزمانهوموتورهایدیزلیفرمدار
ساخته میشود.
شیارهای رینگ
شیارهای محل قرار گرفتن
رینگها در قسمت بالای پیستونمیباشند
در هر پیستون معمولا 3تا 5 شیار رینگ وجود دارد. پایینترین شیارها متعلقبه رینگهای روغن میباشد
و همین دلیل در ته این شیار منافذی برای ورودروغنبه داخل
پیستون تعبیه شده است.
سطوح پیستونها
تکیه گاهها یا سطوح
عبارتست از لبههایی که بین شیارهایرینگ
قرار گرفتهاند بگونهای که رینگها را در شیارهای خود نگه داشته و حمایتمیکنند.
بدنه یا دامن پیستون
بدنه پیستون به قسمت
خارجی آن گفته میشود که در زیرشیارهای
رینگ قرار دارد. پیستون توسط بدنه در حالت راست قرار میگیرد.
سوراخ انگشتی
سوراخ انگشتی محلی است کهشاتونبوسیلهانگشتی به پیستون متصل میگردد. اطراف دو سوراخ انگشتی پیستون
(در داخل پیستون) ضخیمتر ساخته شده است تا
استقامت این سوراخها افزایش یابد. هر یک از این قسمتها ،برجستگی انگشتی پیستون نامیده میشود.
طرز کار پیستون
همانگونه که ذکر شد
پیستون اولین قطعه متحرکموتوراست کهباعث میشود تا انرژی آزاد شده از احتراق سوخت در دسترس قرار
بگیرد. بدین منظورپیستون با
حرکات خود ابتدا باعث ورود هوا و یا مخلوط هوا و سوخت به داخلسیلندرمیشود (در هنگام حرکت به سمت پایین) ، سپس
باعث فشرده شدن مخلوط مذکور میگردد ودر ضمن به نحو رضایت بخشی از نشت کردن گازها جلوگیری میکند
(در هنگام حرکت رو بهبالا) ، پس از
عمل احتراق انرژی آزاد شده توسط پیستون جذب شده و با کمک شاتون بهمیل لنگمنتقل میگردد. و در نهایت پیستون باعث
بیرون راندن گازهای ناشی از احتراق از محفظهسیلندر میگردد.
کاربرد ویژه
از پیستون در ساختمانموتورهای احتراق خارجیوموتورهای رفت و برگشتیاستفاده میشود.
