Un pistó és una part del motor d'un cotxe. Dispositiu, substitució, instal·lació de pistons

2024 Autora: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificació: 2024-02-19 12:51

El pistó és un dels elements del mecanisme de manovella, en el qual es basa el principi de funcionament de molts motors de combustió interna. En aquest article es parla del disseny i les característiques d'aquestes peces.

Definició

Un pistó és una peça que realitza moviments alternatius en un cilindre i assegura la transformació dels canvis de pressió del gas en treball mecànic.

Destinació

Amb la participació d'aquestes peces es realitza el procés termodinàmic del motor. Com que el pistó és un dels elements del mecanisme de manovella, percep la pressió produïda pels gasos i transfereix la força a la biela. A més, assegura l'estanquitat de la cambra de combustió i l'eliminació de la calor d'aquesta.

Disseny

El pistó és una peça de tres peces, és a dir, el seu disseny inclou tres components que fan diferents funcions, i dues parts: el cap, que combina la part inferior i de segellat, i la part de guia, representada per la faldilla.

Baix

Pot tenir diferentsforma depenent de molts factors. Per exemple, la configuració de la part inferior dels pistons d'un motor de combustió interna està determinada per la ubicació d' altres elements estructurals, com ara broquets, espelmes, vàlvules, la forma de la cambra de combustió, les característiques dels processos que hi tenen lloc, el disseny global del motor, etc. En qualsevol cas, determina les característiques de funcionament.

Hi ha dos tipus principals de configuració de la corona del pistó: convexa i còncava. El primer proporciona una major resistència, però empitjora la configuració de la cambra de combustió. Amb un fons còncava, la cambra de combustió, en canvi, té una forma òptima, però els dipòsits de carboni es dipositen de manera més intensa. Menys comú (en motors de dos temps) hi ha pistons amb un fons representat per una protuberància del reflector. Això és necessari quan es bufa per al moviment dirigit dels productes de combustió. Les peces dels motors de gasolina solen tenir un fons pla o gairebé pla. De vegades tenen ranures per obrir completament les vàlvules. En els motors amb injecció directa, els pistons es caracteritzen per una configuració més complexa. En els motors dièsel, es distingeixen per la presència d'una cambra de combustió a la part inferior, que proporciona un bon remolí i millora la formació de mescles.

La majoria dels pistons són d'una sola cara, tot i que també hi ha versions de doble cara que tenen dos fons.

La distància entre la ranura del primer anell de compressió i la part inferior s'anomena zona de tret del pistó. El valor de la seva alçada és molt important, que és diferent per a peces fetes de diferents materials. En qualsevol cas, l'alçada de l'anell de foc més enllàels límits del valor mínim permès poden provocar l'esgotament del pistó i la deformació del seient de l'anell de compressió superior.

Peça del segell

Aquí hi ha el rascador d'oli i els anells de compressió. Per a les peces del primer tipus, els canals disposen de forats de pas perquè l'oli extret de la superfície del cilindre entri al pistó, des d'on entra a la càpsula d'oli. Alguns tenen una vora d'acer inoxidable amb una ranura per a l'anell de compressió superior.

Les anelles de pistó, fetes de ferro colat, serveixen per crear un ajustament perfecte entre el pistó i el cilindre. Per tant, són la font de la major fricció del motor, les pèrdues de les quals sumen el 25% de les pèrdues mecàniques totals del motor. El nombre i la ubicació dels anells estan determinats pel tipus i la finalitat del motor. Els més utilitzats són 2 anells de compressió i 1 anell rascador d'oli.

Els anells de compressió fan la tasca d'evitar que els gasos entrin al cárter des de la cambra de combustió. Les càrregues més grans cauen sobre el primer d'ells, per tant, en alguns motors, la seva ranura està reforçada amb una inserció d'acer. Els anells de compressió poden ser trapezoïdals, cònics, en forma de barril. Alguns d'ells tenen un retall.

L'anell rascador d'oli serveix per eliminar l'excés d'oli del cilindre i evita que entri a la cambra de combustió. Té forats per això. Algunes variants tenen un expansor de molla.

Peça guia (falda)

Té una forma de canó (curvilínia) o cònica per compensar l'expansió tèrmica. En ellahi ha dues puntes per al passador del pistó. En aquestes zones, la faldilla té la massa més gran. A més, s'observen les majors deformacions de temperatura durant l'escalfament. S'utilitzen diverses mesures per reduir-los. Pot ser que hi hagi un anell rascador d'oli a la part inferior de la faldilla.

Per transferir la força del pistó o cap a ell, la majoria de vegades s'utilitza una manovella o una barra. El passador del pistó serveix per connectar-hi aquesta part. Està fet d'acer, té forma tubular i es pot instal·lar de diverses maneres. Molt sovint, s'utilitza un dit flotant, que es pot girar durant el funcionament. Per evitar el desplaçament, es fixa amb anelles de retenció. La fixació rígida s'utilitza amb molta menys freqüència. La barra actua com a guia en alguns casos, substituint la faldilla del pistó.

Materials

El pistó del motor pot estar compost de diversos materials. En qualsevol cas, han de tenir qualitats com alta resistència, bona conductivitat tèrmica, propietats antifricció, resistència a la corrosió i baix coeficient d'expansió i densitat lineal. Per a la producció de pistons, s'utilitzen aliatges d'alumini i ferro colat.

Ferro colat

Presenta una gran resistència, resistència al desgast i baix coeficient d'expansió lineal. Aquesta última propietat permet que aquests pistons funcionin amb espais lliures propers, aconseguint així un bon segellat del cilindre. Tanmateix, a causa de la gravetat específica important, les peces de ferro colat només s'utilitzen en aquells motors on les masses alternatives tenen forces.inèrcia, que no constitueix més d'una sisena part de les forces de pressió sobre la part inferior del pistó de gas. A més, a causa de la baixa conductivitat tèrmica, l'escalfament de la part inferior de les peces de ferro colat durant el funcionament del motor arriba als 350-450 ° C, cosa que és especialment indesitjable per a les opcions de carburador, ja que provoca una ignició brillant.

Alumini

Aquest material s'utilitza més habitualment per als pistons. Això es deu al baix pes específic (les peces d'alumini són un 30% més lleugeres que les peces de ferro colat), a l' alta conductivitat tèrmica (3-4 vegades més gran que la del ferro colat), que garanteix que la part inferior s'escalfi a no més de 250 °. C, que permet augmentar la relació de compressió i proporcionar un millor farciment de cilindres i altes propietats antifricció. Al mateix temps, l'alumini té un coeficient d'expansió lineal 2 vegades més gran que el de la fosa, la qual cosa obliga a fer grans buits amb les parets del cilindre, és a dir, les dimensions dels pistons d'alumini són més petites que les de la fosa per cilindres idèntics. A més, aquestes peces tenen una resistència més baixa, especialment quan s'escalfen (a 300 ° C, disminueix entre un 50 i un 55%, mentre que per a la fosa - un 10%).

Per reduir el grau de fricció, les parets dels pistons estan recobertes d'un material antifricció, que s'utilitza com a grafit i disulfur de molibdè.

Calefacció

Com s'ha esmentat, durant el funcionament del motor, els pistons poden escalfar fins a 250-450 °C. Per tant, cal prendre mesures encaminades tant a reduir l'escalfament com a compensar la dilatació tèrmica provocada per aquest.detalls.

Per refredar els pistons s'utilitza oli, que s'introdueix a l'interior d'ells de diverses maneres: creen una boira d'oli al cilindre, l'espolvoren per un forat de la biela o amb un broquet, l'injecten a la canal anular, circuleu per la bobina tubular a la part inferior del pistó.

Per compensar les deformacions de temperatura a les zones de les marees, les faldilles es tornen a banda i banda del metall de 0,5-1,5 mm de profunditat en forma de ranures en forma de U o T. Aquesta mesura millora la seva lubricació i evita l'aparició d'esquerdes per deformacions de temperatura, per tant, aquests rebaixats s'anomenen refrigeradors. S'utilitzen en combinació amb una faldilla cònica o en forma de barril. Això compensa la seva expansió lineal a causa del fet que quan s'escalfa, la faldilla pren forma cilíndrica. A més, s'utilitzen insercions de compensació perquè el diàmetre del pistó experimenti una expansió tèrmica limitada al pla de rotació de la biela. També és possible aïllar la part guia del cap que experimenta més calor. Finalment, les parets de la faldilla reben propietats elàstiques aplicant un tall oblic al llarg de tota la seva longitud.

Tecnologia de producció

Segons el mètode de fabricació, els pistons es divideixen en fosos i forjats (estampats). Les peces del primer tipus s'utilitzen a la majoria d'automòbils, i en l'afinació s'utilitza la substitució dels pistons per altres de forjats. Les opcions forjades es caracteritzen per una major resistència i durabilitat, així com un menor pes. Per tant, la instal·lació de pistons d'aquest tipus augmenta la fiabilitat i el rendiment del motor. Això és especialment important per als motors que funcionen en condicions d'augmentcàrregues, mentre que les peces de fosa són suficients per a l'ús diari.

Aplicació

El pistó és una peça multifuncional. Per tant, s'utilitza no només en motors. Per exemple, hi ha un pistó de pinça de fre, ja que funciona de manera similar. A més, el mecanisme de manivela s'utilitza en alguns models de compressors, bombes i altres equips.