Pistón do motor: que é e para que serve

Os modernos motores de combustión interna teñen un deseño complexo en comparación cos análogos fabricados nos albores da industria automobilística. Isto débese ao feito de que os fabricantes instalan sistemas electrónicos adicionais na unidade de potencia para garantir estabilidade, economía e eficiencia.

A pesar da sutileza dos sistemas eléctricos, o dispositivo ICE mantívose practicamente inalterado. Os principais elementos da unidade son:

• Mecanismo de manivela;
• Grupo cilindro-pistón;
• Colector de admisión e escape;
• Mecanismo de distribución de gas;
• Sistema de lubricación do motor.

Débense sincronizar mecanismos como a manivela e a distribución de gas. Isto conséguese grazas á unidade. Pode ser cinto ou cadea.

Cada unidade de motor realiza unha función importante, sen a cal é imposible un funcionamento estable (ou xeralmente operativo) da unidade de potencia. Considere que función realiza o pistón no motor, así como a súa estrutura.

Que é un pistón do motor?

Esta parte está instalada en todos os motores de combustión interna. Sen el, é imposible asegurar a rotación do cigüeñal. Independentemente da modificación da unidade (de dous ou catro tempos), o funcionamento do pistón non cambia.

Esta peza cilíndrica está unida a unha biela, que á súa vez está fixada á manivela do cigüeñal. Permite converter a enerxía liberada como resultado da combustión.

O espazo sobre o pistón chámase cámara de traballo. Todas as carreiras do motor do coche teñen lugar nel (exemplo dunha modificación de catro tempos):

• Ábrese a válvula de entrada e mestúrase o aire con combustible (nos modelos de carburador atmosférico) ou o propio aire é aspirado (por exemplo, o aire é aspirado nun motor diésel e o combustible fornécese despois de comprimir o volume ata o grao desexado);
• Cando o pistón se move cara arriba, todas as válvulas están pechadas, a mestura non ten por onde ir, comprímese;
• No punto máis alto (tamén chamado morto), fornécese unha faísca á mestura de aire comprimido-combustible. Na cavidade fórmase unha forte liberación de enerxía (a mestura acende), o que provoca a expansión, o que move o pistón cara abaixo;
• En canto alcanza o punto máis baixo, a válvula de escape ábrese e os gases de escape elimínanse polo colector de escape.

Ciclos idénticos son realizados por todos os elementos do grupo de pistóns do motor, só cun certo desprazamento, o que garante unha rotación suave do cigüeñal.

Debido á estanquidade entre as paredes do cilindro e os aneis tóricos do pistón, créase presión, debido a que este elemento móvese ao punto morto inferior. Dado que o pistón do cilindro adxacente segue xirando o cigüeñal, o primeiro móvese no cilindro ata o punto morto superior. É así como se produce un movemento alternativo.

Deseño de pistóns

Algunhas persoas refírense a un pistón como unha colección de pezas que están unidas ao cigüeñal. De feito, trátase dun elemento de forma cilíndrica, que asume unha carga mecánica durante a microexplosión dunha mestura de combustible e aire ao final da carreira de compresión.

O dispositivo de pistón inclúe:

• fondo;
• ranuras de anel tórico;
• saia.

O pistón está suxeito á biela cun pasador de aceiro. Cada elemento ten a súa propia función.

Abaixo

Esta parte da parte adquire tensións mecánicas e térmicas. É o límite inferior da cámara de traballo no que teñen lugar todos os pasos anteriores. O fondo non sempre é parello. A súa forma depende do modelo do motor no que está instalado.

Parte de selado

Nesta parte, están instalados un raspador de aceite e aneis de compresión. Proporcionan a máxima estanqueidade entre o cilindro do bloque de cilindros, debido a que, co paso do tempo, se desgastan non os elementos principais do motor, senón os aneis substituíbles.

A modificación máis común é para tres aneis tóricos: dous aneis de compresión e un raspador de aceite. Este último regula a lubricación das paredes do cilindro. Os xogadores da parte inferior e da parte de selado adoitan chamarse cabeza de pistón polos mecánicos automáticos.

Saia

Esta parte da peza garante unha posición vertical estable. As paredes da saia guían o pistón e evitan que se voltee, o que impediría que a carga mecánica se repartise uniformemente ao longo das paredes do cilindro.

Funcións principais do pistón

A función principal do pistón é impulsar o cigüeñal empurrando a biela. Esta acción prodúcese cando se arde unha mestura de combustible e aire. A superficie inferior plana asume toda a tensión mecánica.

Ademais desta función, esta parte ten algunhas propiedades máis:

• Sela a cámara de traballo no cilindro, debido a que a eficiencia da explosión ten a porcentaxe máxima (este parámetro depende do grao de compresión e da cantidade de compresión). Se as juntas tóricas están desgastadas, a estanquidade sofre e ao mesmo tempo diminúe o rendemento da unidade de potencia;
• Arrefría a cámara de traballo. Esta función merece un artigo separado, pero en resumo, cando se acende no interior do cilindro, a temperatura aumenta bruscamente ata os 2 graos. Para evitar que a peza se derrita dela, é moi importante eliminar o calor. Esta función realízaa os aneis de selado, o pasador do pistón xunto coa biela. Pero os principais disipadores de calor son o aceite e unha porción nova da mestura aire-combustible.

Tipos de pistóns

Ata a data, os fabricantes desenvolveron un gran número de modificacións de pistóns. A tarefa principal neste caso é alcanzar a "media dourada" entre a redución do desgaste das pezas, a produtividade da unidade e o arrefriamento suficiente dos elementos de contacto.

Requírense aneis máis anchos para arrefriar mellor o pistón. Pero con isto, a eficiencia do motor diminúe, xa que parte da enerxía irá superando a maior forza de rozamento.

Polo deseño, todos os pistóns divídense en dúas modificacións:

• Para motores de dous tempos. O fondo neles ten unha forma esférica, mellorando así a eliminación dos produtos de combustión e enchendo a cámara de traballo.
• Para motores de catro tempos. Nestas modificacións, o fondo será cóncavo ou plano. A primeira categoría é máis segura cando se cambia a sincronización da válvula; incluso coa válvula aberta, o pistón non chocará con ela, xa que hai recreos correspondentes nela. Ademais, estes elementos proporcionan unha mellor mestura da mestura na cámara de traballo.

Os pistóns para motores diésel son unha categoría separada de pezas. En primeiro lugar, son moito máis fortes que os análogos dos motores de combustión interna a gasolina. Isto é necesario porque hai que crear unha presión superior a 20 atmosferas dentro do cilindro. Debido ás altas temperaturas e á enorme presión, un pistón convencional colapsará facilmente.

En segundo lugar, estes pistóns adoitan ter ocos especiais chamados cámaras de combustión de pistóns. Crean turbulencias no golpe de admisión, proporcionando un mellor arrefriamento da parte inferior quente e unha mestura de combustible / aire máis eficiente.

Hai tamén outra clasificación destes elementos:

• Reparto. Fabrícanse fundindo nun branco sólido, que logo se procesa en tornos. Tales modelos úsanse en vehículos lixeiros;
• Seleccións nacionais. Estas pezas están ensambladas a partir de diferentes partes, o que permite combinar materiais para elementos individuais do pistón (por exemplo, a saia pode ser de aliaxe de aluminio e a parte inferior pode ser de fundición ou aceiro). Debido ao alto custo e complexidade do deseño, estes pistóns non se instalan en motores convencionais. A principal aplicación desta modificación son os grandes motores de combustión interna que funcionan con gasóleo.

Requisitos para os pistóns do motor

Para que o pistón poida facer fronte á súa tarefa, deberán cumprirse os seguintes requisitos durante a súa fabricación:

1. Debe soportar cargas a altas temperaturas, aínda que non se deforma baixo tensións mecánicas, e para que a eficiencia do motor non caia cun cambio de temperatura, o material non debe ter un alto coeficiente de expansión;
2. O material co que está feita a peza non se debe desgastar axiña como consecuencia do desempeño da función de rodamento liso;
3. O pistón debería ser lixeiro, porque a medida que aumenta a masa como consecuencia da inercia, a carga na biela e na manivela aumenta varias veces.

Ao elixir un pistón novo, é moi importante ter en conta as recomendacións do fabricante, se non, o motor experimentará cargas adicionais ou incluso perderá estabilidade.

Preguntas e respostas:

Que fan os pistóns nun motor? Nos cilindros, realizan movementos alternativos debido á combustión da mestura aire-combustible e ao impacto sobre a manivela dos pistóns adxacentes que se moven cara abaixo.

Que tipo de pistóns hai? Con faldas simétricas e asimétricas con diferentes grosores de fondo. Existen pistóns de expansión controlada, autotérmicos, autotermáticos, duoterm, con deflectores, con faldón biselado, Evotec, de aluminio forjado.

Cales son as características de deseño do pistón? Os pistóns difieren non só na forma, senón tamén no número de ranuras para instalar juntas tóricas. O faldón do pistón pode ser cónico ou en forma de barril.