پیستون چیست و چه کارکردی دارد؟
پیستونها ، مهم ترین بخش موتور در موتورهای احتراقی هستند که بدون آنها تولید انرژی و به حرکت در آوردن دستگاه ناممکن است. بنابراین آشنایی داشتن با قسمتهای اصلی پیستون و نحوه کار آن میتواند ما را در حفظ و نگه داری بهتر پیستون کمک کند.
ما نیز در این مقاله قصد داریم تا علاوه بر بررسی انواع و وظایف پیستون، به بررسی قسمتهای اصلی پیستون و جنس پیستون بپردازیم تا دیگر بخش بررسی نشده ای در دنیای پیستونها باقی نماند.
کار پیستون چیست؟
به طور کلی، پیستونها قطعهای استوانهای شکل هستند که از یک سو به شاتون اتصال داشته و با حرکت به سمت بالا و پایین باعث ایجاد فشار زیاد در موتور و مخلوط شدن کامل سوخت و هوا میشود. اگر این مخلوط شدن به طور کامل در موتور انجام نگیرد، به اصطلاح میگوییم که موتور دچار احتراق ناقص شده است.
دو مورد از اصلی ترین وظیفه پیستون، ایجاد قدرت و سرعت حرکت پیستونها هستند. برای ترکیب شدن کامل هوا و سوخت، سرعت و قدرت حرکت پیستونها باید به اندازه استاندارد باشد.
هنگامیکه با سرعت بالا حرکت میکنید، سرعت پیستون به 30 الی 60 دور در ثانیه نیز میرسد. در ماشینهای سنگین، حرکت پیستونها کندتر از ماشینهای سبک است ولی در عوض این حرکت کندتر باعث ایجاد قدرت زیاد در موتور آنها میشود.
سومین وظیفه پیستون، کمک به خروج دود و فشار هوای حاصل از احتراق موتور است. اگر گرما و فشار حاصل از احتراق درون موتور باقی بماند، موتور سریعا منفجر شده و آتش میگیرد.
انواع پیستون
پیستونها در جهان بسته به کارکردشان انواع متفاوتی دارند که در این بخش به بررسی مهم ترینهای پیستون موتور می پردازیم:
- پیستون موتور پهن: این نوع پیستونها نسبت به پیستونهای دیگر پهنتر بوده و این موضوع باعث می شود تا حرکت پیستون ها منجر به تولید قدرت بیشتری گردد.بنابراین از این پیستونها معمولا در ماشینهای سنگین و آفرود استفاده می شود.
- پیستون موتور معمولی: از این نوع پیستونها برای اکثر ماشین های روزمره استفاده میشود. طرز قرارگیری پیستونها به یکی از صورتهای زیر است:
- پیستون خطی: سیلندرها به صورت خطی کنار هم قراگرفته اند.
- پیستون V شکل: سیلندرها به دو به دو و به صورت V قرار گرفته اند.
- پیستون W شکل: پیستونها در کنار هم به شکل W قرار گرفته اند.
- پیستون افقی(Boxer): مانند پیستون V شکل است ولی زاویه بین هر دو پیستون 180 درجه است.
- پیستون موتور نازک: این نوع موتور پیستون نسبت به موتور پیستون پهن ضعیفتر بوده و معمولا برای موتورسیکلتها به کار برده میشود.
بررسی قسمتهای اصلی پیستون
همانطور که تنوع موتورهای موجود در بازار بسیار زیاد است، تنوع پیستونها و اجزای آنها نیز بسیار زیاد است. با این حال در این بخش به بررسی قسمتهای مشترک میان پیستونها میپردازیم:
- تاج: بخش بالایی وانتهایی پیستون است که به طور مستقیم با هوا و گاز در ارتباط است و باعث افزایش فشار میشود. اگر این بخش به درستی طراحی نشود، فشار لازم برای احتراق رخ نخواهد داد و بنابراین موتور دچار احتراق ناقص میشود.
- سوراخ گژن پین: گژن پین نوعی پین است که وظیفه ارتباط دادن پیستون با شاتون را بر عهده دارد. نام دیگر این قطعه انگشتی است.
- شاتون: بخش ارتباط دهنده پیستون به یاتاقانها هستند. انفجار حاصل از پیستون به شاتون منتقل شده و سپس شاتون با کمک یاتاقانها باعث حرکت میل لنگ میشود.
- دامنه: بخش پایینی پیستون که با سه حالت بدون برش، با برش سطحی و با برش کامل طراحی میشود و با شاتون و میللنگ در ارتباط است. دامنه پیستون گاهی قطر کمتری نسبت به تاج دارد. این اختلاف قطر بین 0.5 تا 0.7 میلیمتر است.
- رینگها: به طور کلی، در بخش میانی پیستونها میتواند سه نوع رینگ وجود داشته باشد. هر رینگ، بسته به نوع پیستون و نوع موتور، میتواند به سه حالت بدون شیار(رینگ روغن)، شیار تراکمی بالا و شیار تراکمی پایین باشد.
جنس پیستون چیست؟
از آنجایی که سرعت حرکت پیستونها در موتور دارای اهمیت بسیار بالایی است، استفاده از موادی با وزن کم ولی مقاومت بالا برای آنها از اصلی ترین نکات ساخت پیستون است. بسته به آنکه پیستونها در چه نوع موتوری استفاده شوند، آنها معمولا از دو جنس آلومینیوم و یا چدن هستند:
- پیستونهای آلومینیومی: این نوع پیستونها نسبت به پیستونهای چدنی سبک تر بوده و بنابراین معمولا در خودروهای سبک کاربرد بیشتری دارند. از فواید این پیستونها میتوان به سبک بودن، انتقال حرارتی بالا و خطر شکستن پایین اشاره کرد.تنها مشکل پیستونهای آلومینیومی، منبسط شدن آنها در حرارت بالا است که این مشکل نیز قابل حل است.
- پیستونهای آلومینیومی: این نوع پیستونها نسبت به پیستونهای آلومینیومی سنگینتر هستند اما از آنجایی که این پیستونها برای خودروهای سنگین استفاده میشوند، سنگین بودن پیستونها باعث ایجاد قدرت زیاد در آنها شده که این قدرت برای ماشینهای سنگین امری ضروری است.
سخن پایانی
در این مقاله جامع فراهیدرولیک مرکز تخصصی پمپ هیدرولیک کوماتسو سعی کرده است تا به طور کامل شما را با پیستون و وظیفه پیستون بیشتر آشنا کند.