آموزشی, معرفی قطعه

پیستون خودرو چیست و چه نقشی در خودرو دارد؟

پیستون خودرو

پیستون خودرو چیست ؟

پیستون خودرو در موتور خودروها یک عضو بسیار بسیار مهم است که در موتور های مختلف شکل های مختلفی نیز دارد . محل قرار گیری پیستون ها در بخش بالایی زیر پوسته موتور قرار دارد .

پیستون ها اول به شاتون و از طریق شاتون به میل لنگ متصل اند . تعداد پیستون ها در موتور های مختلف متفاوت است . سایز و شکل آن ها نیز متفاوت است .برای ساخت پیستون ها معمولا از چدن یا فولاد ریخته گری و همینطور از آلیاژ های آلومینیوم استفاده می شود .

همانطور که می دانید خود پیستون ها نیز از بخش های مختلفی نیز تشکیل شده اند که بخش های اصلی آن عبارت اند از : تاج پیستون ، دامنه پیستون ، شیار رینگ ها ، سوراخ گژنپین و جا رینگی .

در ادامه با انواع پیستون خودرو  آشنا می‎شویم ….

با M2PART همراه باشید…

پیستون و وظایف آن در خودروانواع پیستون خودرو

پیستون آلومینیومی :

سبک بوده و ضمن افزایش شتاب موتور و توان وزنی از ضریب انتقال حرارت خوبی نیز برخوردار است . تنها ضعف پیستون‌ های آلومینیومی بالا بودن ضریب انبساط حجمی آنها است .

پیستون چدنی :

پیستون چدنی سنگین بوده و توان وزنی موتور را کاهش می‌ دهند همین‌ طور چدن دارای ضریب انبساط حجمی پایین بوده و در عین حال دارای ضریب انتقال حرارت پایینی است.

پیستون دو زمانه :

پیستون های دو زمانه در موتور های دو زمانه و کوچک مثل موتور های موتورسیکلت ها و سم پاش ها نقش دارند . این پیستون ها به دلیل مکانیزم دو زمانه بودن تحت بار های بسیار شدید حرارتی و مکانیکی قرار می گیرند و از آلیاژ های ویژه آلومینیومی ساخته می شوند .

رینگ و پیستون خودرو

پیستون خودرو های سواری و سبک :

پیستون های سبک و مخصوص خودرو های سواری ، پیستون های چهار زمانه نام دارند . این پیستون ها دارای دوام زیاد و صرفه اقتصادی برای موتور های بنزینی و گازوییلی اند . در این پیستون تاج پیستون ، محل رینگ ها و دامن پیستون به صورت یک واحد و یک جا ساخته می شود .

پیستون ها ماشینکاری شده :

این پیستون ها معمولا در ماشین های مسابقه ای و ماشین هایی که فشار زیادی روی آن ها است استفاده می شود . استحکام پیستون ها با توجه به مراحل تولید افزایش یافته است . این به این معناست که امکان کم کردن مقطع و کاهش وزن پیستون وجود دارد .

پیستون خودرو

پیستون اتوترمیک :

پیستون پیستون خودرو ی  اتوترمیک در دو نوع تولید می شوند . نوع اول آن ها دارای نوار فولادی ریخته گری شده و همچنین یک چاک در بدنه است که از ناحیه رینگ تا دامن پیستون کشیده شده است.

این پیستون ها حرکت نرمی در داخل سیلندر دارند . نوع دوم آن ها دارای یه حلقه فولادی می باشد با این تفاوت که فاقد چاک است و تاج پیستون به طور برآمده ساخته شده است . برای نصب و راه اندازی در موتورهای که در معرض بار های سنگین قرار دارند ترجیح داده می شود .

پیستون همراه با حامل رینگ :

این پیستون ها برای موتور های بنزینی ساخته و بهینه شده اند . این پیستون ها با استفاده از یک تکنولوژی ریخته گری ویژه دارای وزن کم و استحکام بالا است .

پیستون موتور های دیزلی ( گازوییلی ) :

این نوع از پیستون ها در چند مدل مختلف تولید می شوند که هر کدام در موتور های مختلف در وسایل نقلیه مختلف استفاده می شوند اما کار کرد آن ها مشابه است . در موتور دیزلی اتاق احتراق در داخل تاج پیستون تعبیه می شود به همین دلیل تاج پیستون دارای گودی زیاد است. که از تفاوت های اساسی پیستون موتورهای دیزلی در مقایسه با موتور های بنزینی همین امر است .

این پیستون ها نسبت به پیستون موتورهای بنزینی دارای قطر زیاد تر و اندازه بزرگ تر می باشند . برای ساخت پیستون‌ها ، معمولاً از چدن خاکستری ، فولاد ریخته‌ گری یا آلیاژهای آلومینیوم استفاده می‌ شود. طرح تاج پیستون بستگی به شکل افشانه سوخت پاشیده شده از انژکتور دارد. سوراخ های موجود در بدنه پیستون جهت گردش روغن و خنک کاری تاج پیستون تعبیه شده اند .

در موتور های اشتعال تراکمی تعداد رینگ های کمپرسی 3 یا 4 عدد و تعداد رینگ های روغنی 1 یا 2 عدد می باشد .به منظور کاهش افت ناشی از اصطکاک ، بهتر است تعداد رینگ های کمپرسی در موتور کاهش یابد .

رینگ پیستون خودرو چیست ؟

همانطور که می دانید کلمه رینگ در زبان انگلیسی به حلقه های فلزی گفته می شود و کلمه پیستون هم کلمه ای انگلیسی است و هر دو کلمه در زبان فارسی یک مدل تلفظ می شوند. این رینگ ها از چدن ساخته می شوند زیرا این فلز حساسیت کمی نسبت به گرما از خود نشان می دهد و قابلیت ارتجاعی خوبی از خود نشان می دهد . باید به این هم توجه داشت که در هر موتور و پیستون خودرو  و بستگی به کار کرد آن ها تعداد رینگ ها کم یا زیاد می شود که این تعداد از سه تا هفت متغیر است .

وظایف رینگ پیستون

همانطور که می دانید ، نمی توان پیستون را طوری ساخت که خودش را آب بندی کند . پس برای همین پیستون از رینگ های پیستون کمک می گیرد .

وظایف رینگ پیستون به شرح زیر است :

– کاهش سطح تماس میان پیستون و جداره سیلندر تا حداقل ممکن
– جلوگیری از اصطکاک و ممانعت از فرسودگی بیش از حد
– کنترل روغن و روغن کاری در فاصله بین دیواره سیلندر و پیستون آب بندی محفظه احتراق و جلوگیری از نشت گاز از اطراف پیستون
– جمع آوری و پاک کردن روغن از جداره سیلندر و جلوگیری از ورود آن به محفظه احتراق
– انتقال گرما از پیستون به جداره سیلندر که دمای پایین تری دارد.

انواع رینگ پیستون

بر روی بیشتر پیستون موتور های بنزینی از سه عدد رینگ استفاده می شود.

دو رینگ بالا رینگ های فشاری هستند که سبب می شوند که فشار ناشی از تراکم و احتراق در محفظه سیلندر حبس شده و مانع رد کردن کمپرس شود.

رینگ پایینی رینگ روغن است. این رینگ روغن اضافی را از جداره سیلندر پاک کرده و آن را به کارتر برمی‌گرداند. این رینگ فقط به اندازه‎ای روغن را روی جداره سیلندر باقی می‎گذارد که لایه فیلم روغن برای روغن کاری پیستون و رینگ تشکیل شود.

قطر رینگ پیستون خودرو اندکی از قطر سیلندر بیشتر است و به علت داشتن خاصیت فنری قابل انطباق با استوانه سیلندر هستند. رینگ ها در یک نقطه بریدگی دارند در نتیجه می توان آن ها را برای نصب روی پیستون باز کرده و سپس در هنگام قرار دادن پیستون در سیلندر آن ها را جمع کرد.

وقتی رینگ های پیستون را جمع می کنیم تنش اولیه در آن ها به وجود می آید و سبب می شود به جداره سیلندر فشار بیاورند. فاصله بین دو لبه رینگ پس از نصب آن در سیلندر را دهانه رینگ می نامند که باید با فیلر مناسب اندازه گیری شود تا از مناسب بودن آن اطمینان حاصل کرد .

رینگ های فشاری ( تراکم ) :

رینگ های تراکم معمولا از چدن ساخته می‌شوند در بعضی موتورهای دیزل و پر قدرت از رینگهایی استفاده می شود که از چدن نشکن ساخته شده اند.

این چدن‎ها مانند چدن معمولی شکنده نیستند و می‌توان انها را خم کرد بدون اینکه بشکنند. لبه بیشتر رینگ‌های تراکم پخ است پخ بودن لبه رینگ سبب می‎شود که اندکی بچرخد و در نتیجه لبه‌ای تیز با جداره تماس پیدا کند. ممکن است پیشانی رینگ پیستون هم تیز یا گرد کرده باشد انحنای رینگی با پیشانی گرد بسیار کم است و معمولا به چشم دیده نمی شود.

شعاع انحنای پیشانی رینگ پیستون در حدود ۰.۰۰۸ تا ۰.۰۱۳ میلیمتر است در نتیجه خط تماس باریکی پدید می‎آید که با نیروی بسیار زیادی به جداره سیلندر نیرو وارد می‎نماید وقتی پیستون در نقطه مرگ بالایی و پایینی جهت حرکت خود را تغییر می‎دهد رینگ پیشانی گرد اندکی تکان می خورد.

اما برخلاف رینگ های دیگر خط تماس این رینگ پیستون خودرو به طور لحظه‎ای قطع نمی‌شود به علاوه همین تکان خوردن رینگ پیستون سبب کاهش سرعت لبه انداختن در بالای سیلندر می شود وقتی پیستون در حرکت مکش رو به پایین می رود لبه پایینی رینگ تراکم روغن اضافی به جا مانده پس از عبور رینگ روغن را جمع می کند وقتی پیستون در حرکتهای تراکم و تخلیه به سمت بالا می روند رینگهای پیستون در حرکتهای تراکم و تخلیه به سمت بالا می رود رینگها تمایل به عبور از روی لایه روغن دارند.

در نتیجه روغن اضافی روی جداره سیلندر به محفظه برده نمی شوند در حین حرکت انبساط فشار وارد بر رینگهای تراکم چنان زیاد است که سبب واپیچش انها می شود مقداری از گازهای پرفشار حاصل از احتراق پشت رینگها جمع می شود و به پیشانی رینگ فشار وارد می کند تا بطور کامل با جداره سیلندر تماس پیدا کند فشار همین گازها سبب می شود که سطح زیری رینگها محکم به کف رینگ بچسبند هر چه فشار احتراق باشد عمل درزبندی رینگهای تراکم بهتر انجام می شوند .

پوشش رینگ های فشاری :

پیشانی رینگ‌های تراکم چدنی را با انواع مختلف پوشش‌ها می پوشانند هرگاه رینگ های چدنی مستقیما با جداره تماس داشته باشد ساییده یا صاف می شوند برای جلوگیری از این ساییدگی پیشانی رینگ را با لایه نازکی از اکسید اهن می پوشانند .

در نتیجه پوشش کاری پیشانی رینگ پیستون با کروم یا کروم سخت سایش جدار سیلندر به شدت کاهش می یابد بعضی از رینگهای پیستون (کرومی) چنان سخت اند که موتور پیش از ساییده شدن رینگ ها روغن را می سوزاند با ایجاد لایه ای از اب کروم نرم روی کروم سخت به ایجاد تماس بهتر بین رینگ و جداره سیلندر کمک می کند با ایجاد پوششی از مولیبدن روی رینگ می توان از سایش ان در دمای بالا جلوگیری کرد.

رینگهای پیستون (مولیبدنی) در دمای بالاتر از دمای کار رینگهای پیستون(کرومی) می توانند کار کنند در ضمن در صورت استفاده از این نوع رینگ ناحیه بالای سیلندر هم بهتر روغنکاری می شود در بیشتر موتورهای جدید رینگ تراکم بالایی را با کروم با مولیبدن پوششکاری می کنند .

رینگ های تراکم پایینی :

مقداری از گازهای پرفشار حاصل از احتراق از رینگ تراکم بالایی می گذرد یکی از دلایل عبور این گازها وجود دهانه رینگ است که اندکی نشت گاز را امکان پذیر می کند همچنین فشار احتراق در اغاز حرکت ممکن است به حدود ۶۹۰۰ کلیو پاسکال برسد .

یک رینگ تراکم پیستون به تنهایی نمی تواند تمام این فشار را تحمل نماید بخش عمده گازی که از رینگ تراکم بالای عبور می کند پشت رینگ تراکم پایینی یا رینگ وسط به دام می افتد این دو رینگ تراکم به کمک یکدیگر فشار احتراق را تحمل می کنند و مانع کمپرس رد کردن می شوند رینگهای تراکم یا کمپرسی مانند هم نیستند وقتی پشت رینگ تراکم بالایی فشار ایجاد می شود رینگ به جداره سیلندر فشرده می شود.

همین فشار رینگ را به سمت پایین و روی کف رینگ نشین نیز می فشارد در نتیجه در هر دو ناحیه درز بندی انجام می شود اما به رینگ تراکم پایینی فشار کمتری وارد می شود برای بهبود درز بندی رینگ پایینی معمولا از رینگ پیچشی استفاده می کنند گاهی یک فنر کمکی یا زنجیر پشت رینگ تراکم پایینی قرار می دهند در نتیجه این کار رینگ پیستون به جداره سیلندر فشرده می شود .

رینگ های روغن :

وقتی موتور روشن است مقداری روغن اضافی به طور پیوسته به جداره سیلندر پاشیده می شود در نتیجه روغنکاری کافی بین جداره سیلندر و پیستون خودرو و رینگها انجام می شود و روغن ذرات کربن و مواد جامد دیگر را نیز از جداره سیلندر می شوید و با خود می برد و در عین حال جداره سیلندر را هم خنک می کند اما رینگهای تراکم به تنهایی نمی توانند در حین پایین رفتن پیستون همه روغن های اضافی را از جداره سیلندر پاک کنند در نتیجه مقداری روغن اضافی به محفظه احتراق می رسد و می سوزد در بیشتر موتورها برای هر چه بهتر پاک کردن روغن رینگ سوم یا رینگ پایینی رینگ روغنی است.

این رینگ بیشتر روغن بجا مانده را از جداره پاک می کند و به کارتر باز می گرداند در بعضی موتورها از رینگ روغنی یک تکه و یک فاصله گذار در پشت ان استفاده می شود بیشتر موتورها رینگ سه تکه دارند رینگ روغن سه تکه معمولا دو بغل رینگی فولادی اب کروم شده دارند از کروم برای کاهش سایش و افزایش مقاومت در برابر سایدگی استفاده می شود اب کروم را فقط می توان روی پیشانی بغل رینگی داد اما گاهی ان را بر روی پهلو های بغل رینگی هم می دهند زنجیر رینگ بغل رینگیها را از هم جدا می کند و در عین حال انها را به سمت بالا و پایین و بیرون می راند روغن اضافی روی جداره سیلندر را بغل رینگیهای فولادی بالا و پایین زنجیر رینگ پاک می کنند و به داخل می ریزند روغن از فضاهای خالی زنجیر رینگ می گذرد و سپس از طریق سوراخها یا شیارهای واقع در پشت رینگ نشین رینگ روغن به پشت پیستون می رود و گژنپین را روغنکاری می کند و سپس به سینی کارتر می ریزد.

دیدگاهتان را بنویسید