Co je to píst a z čeho se skládá skupina pístů motoru? Jak funguje píst spalovacího motoru? Činnost pístů v motoru.

K přeměně slouží píst motoru chemická reakce paliva do mechanického chodu klikového hřídele. Pracuje v podmínkách vysoké teploty a tlaku, proto je vyrobena ze zvláště odolných materiálů, které dlouhodobě odolávají takovým agresivním vlivům, aniž by se změnily jeho vlastnosti.

Jak funguje píst?

Zvenčí je píst válec sestávající z prvků, jako jsou:

Těsnící pás;

Ouška;

Ocelová termostatická vložka.

Dno

Tato část pístu přebírá hlavní tepelné zatížení, a proto má poměrně velkou tloušťku. Čím silnější je dno, tím nižší je jeho teplotní ohřev, ale tím větší je hmotnost samotného pístu. Typicky je tloušťka dna cca 7-9 mm, u přeplňovaných motorů 11 mm, naftových 10-16 mm. I když například u modelů Honda je tloušťka dna pístů 5,5-6 mm.

U některých typů pístů je dno a první drážka pro kompresní kroužek pokryta vrstvou litiny pro odolnost proti opotřebení a používá se i tvrdé eloxování - přeměna tenké vrstvy hliníku na keramiku (0,008-0,012 mm). Povlak zpevňuje korunu pístu a snižuje riziko přehřátí a vyhoření.

Těsnicí pás

Část pístu, kde jsou vytvořeny drážky pro pístní kroužky.

Výstupky

Slouží k instalaci pístního čepu do pístu. Na řadě pístů mohou mít výstupky žebra vzniklá jejich vyříznutím do středu pístu, tzv. „chladiče“, pro rovnoměrné rozložení tepelného toku. Písty s „chladničkami“ mají zvýšenou pevnost a tuhost, což je důležité u vysokootáčkových motorů, zejména přeplňovaných.

Sukně

Vodicí část pístu, která slouží k vyrovnávání bočních sil při pohybu pístu v horní a dolní úvrati. U moderních pístů se plášť mírně zužuje směrem ke dnu, stejně jako těsnicí pás, takové písty mají válcovitý tvar.

Termostatická vložka

Nachází se uvnitř pláště a po zahřátí působí jako bimetal na základě rozdílu v koeficientech roztažnosti oceli a hliníku, což zabraňuje velké roztažnosti pláště pístu.

Materiál pístu

Písty všech motorů moderních sériových automobilů jsou vyrobeny z hliníkové slitiny. Dříve byly na motory instalovány litinové písty (šedá a tvárná litina), které byly následně nahrazeny písty ze slitiny hliníku a křemíku, jejichž podíl byl cca 12% -13%. Písty byly odlévány do speciální formy - kokily.

Přítomnost křemíku ve slitině umožnila snížit opotřebení pístu a také snížit lineární roztažnost, což umožnilo snížit tepelnou mezeru pístu ve válci.

S rostoucími výkony motorů se znatelně zvýšily požadavky na spolehlivost pístu a zvýšil se podíl křemíku v hliníkové slitině a zvýšil se na 18 % a výše, což se stalo zvláště důležité pro vznětové motory a přeplňované motory. Takové písty se vyrábějí lisováním.

Pro zkrácení doby broušení válce se na těleso pístu nanáší pocínování nízkotavitelných kovů, jako je cín, olovo nebo slitina cínu a olova (tloušťka 0,005-0,002 mm).

V poslední době se objevují i ​​písty ze žáruvzdorných ocelí, a to na úrovni vývoje a částečné aplikace. Ocelové písty mají menší hmotnost, ale samotná konstrukce je pevná. Menší hmotnosti je dosaženo tenčí tloušťkou sukně a nižší výškou od spodní části k ose čepu.

Díky nižší výšce pístu při normální výšce bloku je možné instalovat prodloužené ojnice, což snižuje boční zatížení třecího páru píst-ojnice.
Takové písty však mají řadu nevýhod. To znamená vyšší náklady na zpracování a zvýšené opotřebení vrtání válce.

Princip činnosti

Když směs bliká ve spalovací komoře, teplo asi 1800-2000 stupňů, uvolněná energie vytváří velký tlak na hlavu pístu a nutí ji pohybovat se dolů po těle válce.

Píst přes ojnici vratným pohybem přenáší sílu na čep klikového hřídele, který způsobuje otáčení.

Poruchy pístu

Tavení nebo vyhoření dna;

Praskliny v přepážkách mezi drážkami;

Opotřebení drážek (velká mezera mezi drážkou a kroužkem);

Praskliny nebo deformace v těle pístu;

Zdroj

Toto číslo závisí na různých faktorech a může být 200-250-300 tisíc km pro domácí motory a 500-600 tisíc kilometrů nebo více pro zahraniční automobily.

Včasná výměna oleje a filtru tedy způsobí, že kroužky uvíznou v drážkách pístu a prudce zhorší jeho chlazení v důsledku přehřátí pístu a výskytu oděrek na jeho těle.

Životnost pístu zkracují takové závady, jako je vývoj díry v nálitcích pro ojniční čep, ale i opotřebované, kdy klesá jejich výška a začínají lámat drážky pístu.

Nejčastěji jsou problémy s písty způsobeny motorem v důsledku poruchy termostatu, čerpadla nebo odtlakování chladicího systému, stejně jako porucha chladicího ventilátoru chladiče, samotného chladiče nebo jeho snímače.

Jak prodloužit životnost pístů

Aby písty dosáhly své životnosti, doporučuje se používat pouze výrobcem předepsaný olej a vyměňovat jej přísně podle předpisů. Pokud je to možné, nedosahujte předepsaných kilometrů jeden dva tisíce a vyměňte olej. Používejte palivo doporučené výrobcem. motoru před jízdou, zejména v zimní čas. Sledujte provozní podmínky motoru, abyste zabránili přehřátí.

Rotační pístový motor(RPD) nebo Wankelův motor. Motor s vnitřním spalováním, vyvinuté Felixem Wankelem v roce 1957 ve spolupráci s Walterem Freudem. V RPD funkci pístu plní třívrcholový (trojúhelníkový) rotor, který vykonává rotační pohyby uvnitř dutiny složitého tvaru. Po vlně experimentálních automobilů a motocyklů v 60. a 70. letech zájem o RPD opadl, i když řada společností stále pracuje na vylepšení konstrukce Wankelova motoru. V současné době jsou osobní vozy Mazda vybaveny RPD. Motor s rotačními písty se používá v modelování.

Princip činnosti

Síla tlaku plynu ze spálené směsi paliva a vzduchu pohání rotor uložený přes ložiska na excentrickém hřídeli. Pohyb rotoru vzhledem ke skříni motoru (statoru) se provádí přes dvojici ozubených kol, z nichž jedno, větší, je upevněno na vnitřní ploše rotoru, druhé, nosné, menší, je pevně připevněno k vnitřní povrch bočního krytu motoru. Interakce ozubených kol vede k tomu, že rotor provádí kruhové excentrické pohyby, dotýkající se okrajů vnitřním povrchem spalovací komory. V důsledku toho jsou mezi rotorem a tělesem motoru vytvořeny tři izolované komory s proměnným objemem, ve kterých probíhají procesy stlačování směsi paliva a vzduchu, její spalování, expanze plynů, které vyvíjejí tlak na pracovní povrch rotoru, a dochází k čištění spalovací komory od výfukových plynů. Rotační pohyb rotoru je přenášen na excentrický hřídel uložený na ložiskách a přenášející krouticí moment na převodové mechanismy. V RPD tedy pracují současně dvě mechanické dvojice: první reguluje pohyb rotoru a skládá se z dvojice ozubených kol; a druhý je transformační Kruhový objezd rotor do rotace excentrického hřídele. Převodový poměr ozubení rotoru a statoru je 2:3, takže za jednu celou otáčku excentrického hřídele se rotor stihne otočit o 120 stupňů. Na druhou stranu, pro jednu celou otáčku rotoru v každé ze tří komor tvořených jeho čely, se provede celý čtyřdobý cyklus spalovacího motoru.
RPD diagram
1 - vstupní okno; 2 výstupní okno; 3 - tělo; 4 - spalovací komora; 5 – pevný převod; 6 - rotor; 7 – ozubené kolo; 8 - hřídel; 9 – zapalovací svíčka

Výhody RPD

Hlavní výhodou rotačního pístového motoru je jeho jednoduchost konstrukce. RPD má o 35-40 procent méně dílů než čtyřdobý pístový motor. RPD nemá písty, ojnice, klikový hřídel. V „klasické“ verzi RPD není žádný mechanismus distribuce plynu. Směs paliva a vzduchu vstupuje do pracovní dutiny motoru vstupním okénkem, které otevírá okraj rotoru. Výfukové plyny jsou odváděny výfukovým otvorem, který opět protíná hranu rotoru (toto připomíná zařízení pro distribuci plynu dvoudobého pístového motoru).
Zvláštní zmínku si zaslouží systém mazání, který v nejjednodušší verzi RPD prakticky chybí. Do paliva se přidává olej – jako při provozu dvoudobých motocyklových motorů. Mazání třecích dvojic (především rotoru a pracovní plochy spalovací komory) je prováděno samotnou směsí paliva a vzduchu.
Protože hmotnost rotoru je malá a je snadno vyvážena hmotností protizávaží excentrického hřídele, RPD se vyznačuje nízkou úrovní vibrací a dobrou rovnoměrností provozu. U vozů s RPD je snazší vyvážit motor, dosáhnout minimální úrovně vibrací, což má dobrý vliv na komfort vozu jako celku. Obzvláště hladké jsou dvourotorové motory, u kterých samotné rotory fungují jako vyvažovače snižující vibrace.
Další atraktivní kvalitou RPD je jeho vysoká hustota výkonu při vysokých rychlostech excentrického hřídele. To umožňuje dosáhnout vynikajících rychlostních charakteristik z vozidla s RPD při relativně nízké spotřebě paliva. Nízká setrvačnost rotoru a zvýšený měrný výkon ve srovnání s pístovými spalovacími motory umožňují zlepšit dynamiku vozidla.
A konečně, důležitou výhodou RPD je jeho malá velikost. Rotační motor je přibližně poloviční než čtyřdobý pístový motor o stejném výkonu. A to vám umožňuje racionálněji využívat prostor motorového prostoru, přesněji vypočítat umístění součástí převodovky a zatížení přední a zadní nápravy.

Nevýhody RPD

Hlavní nevýhodou motoru s rotačním pístem je malá účinnost utěsnění mezery mezi rotorem a spalovací komorou. Rotor RPD, který má složitý tvar, vyžaduje spolehlivé utěsnění nejen podél čel (a ta jsou čtyři pro každou plochu - dvě na apikálních plochách, dvě na bočních plochách), ale také na kontaktních bočních plochách. s kryty motoru. Těsnění jsou v tomto případě vyrobena ve formě odpružených pásů z vysoce legované oceli s obzvláště přesným zpracováním jak pracovních ploch, tak konců. Tolerance zabudované do konstrukce těsnění pro roztažnost kovu zahřátím zhoršují jejich vlastnosti - je téměř nemožné vyhnout se průniku plynu na koncových částech těsnicích desek (u pístových motorů využívají labyrintový efekt, instalují těsnicí kroužky s mezerami v různé směry).
V posledních letech se spolehlivost těsnění dramaticky zvýšila. Designéři našli nové materiály pro těsnění. O nějakém průlomu však zatím není třeba mluvit. Těsnění stále zůstávají úzkým hrdlem RPD.
Komplexní systém těsnění rotoru vyžaduje účinné mazání třecích ploch. RPM spotřebuje více oleje než čtyřdobý pístový motor (od 400 gramů do 1 kilogramu na 1000 kilometrů). Olej v tomto případě hoří spolu s palivem, což má špatný vliv na ekologičnost motorů. Ve výfukových plynech RPD je více látek nebezpečných pro lidské zdraví než ve výfukových plynech pístových motorů.
Zvláštní požadavky jsou kladeny také na kvalitu olejů používaných v RPD. To je způsobeno jednak tendencí ke zvýšenému opotřebení (kvůli velké ploše stykových částí - rotoru a vnitřní komory motoru), jednak přehříváním (opět v důsledku zvýšeného tření a v důsledku malá velikost samotného motoru). Nepravidelné výměny oleje jsou pro RPD smrtící – protože abrazivní částice ve starém oleji dramaticky zvyšují opotřebení motoru a jeho podchlazení. Startování studeného motoru a jeho nedostatečné zahřátí vede k tomu, že v oblasti styku těsnění rotoru s povrchem spalovací komory a bočními kryty je malé mazání. Pokud se pístový motor při přehřátí zasekne, pak k RPD nejčastěji dochází při startování studeného motoru (nebo při zajíždění chladné počasí při nadměrném chlazení).
Obvykle pracovní teplota ROP je vyšší než u pístových motorů. Tepelně nejvíce namáhanou oblastí je spalovací komora, která má malý objem a tím i zvýšenou teplotu, což ztěžuje zapálení směsi paliva se vzduchem (RPD jsou vzhledem k rozšířenému tvaru spalovací komory náchylné k detonace, což lze přičíst i nevýhodám tohoto typu motoru). Z toho plynou požadavky RPD na kvalitu svíček. Obvykle se instalují do těchto motorů ve dvojicích.
Motory s rotačními písty se i přes své vynikající výkonové a rychlostní charakteristiky ukazují jako méně pružné (nebo méně elastické) než pístové motory. Produkují optimální výkon pouze při poměrně vysokých otáčkách, což nutí konstruktéry používat RPD ve spojení s vícestupňovými převodovkami a komplikuje konstrukci. automatické boxy přenos Nakonec se ukázalo, že RPD nejsou tak ekonomické, jak by teoreticky měly být.

Praktická aplikace v automobilovém průmyslu

RPD se nejvíce rozšířily na přelomu 60. a 70. let minulého století, kdy patent na Wankelův motor zakoupilo 11 předních výrobců automobilů na světě.
V roce 1967 vydala německá společnost NSU seriál auto obchodní třída NSU Ro 80. Tento model se vyráběl 10 let a prodal se po celém světě v množství 37 204 exemplářů. Vůz byl populární, ale nedostatky RPD v něm instalovaného nakonec zničily pověst tohoto nádherného vozu. Ve srovnání s dlouhotrvajícími konkurenty vypadal model NSU Ro 80 „bledě“ - najeto až generální oprava motor s deklarovanými 100 tisíci kilometry nepřesáhl 50 tisíc.
Citroen, Mazda a VAZ experimentovaly s RPD. Hodně štěstí dosáhla Mazda, která svůj osobní vůz s RPD uvedla na trh již v roce 1963, tedy o čtyři roky dříve, než se objevila NSU Ro 80. Dnes koncern Mazda vybavuje RPD sportovní vozy řady RX. Moderní auta Mazda RX-8 je ušetřena mnoha nedostatků Felixe Wankela RPD. Jsou docela šetrné k životnímu prostředí a spolehlivé, i když jsou mezi majiteli automobilů a odborníky na opravy považovány za „rozmarné“.

Praktické použití v motocyklovém průmyslu

V 70. a 80. letech někteří výrobci motocyklů experimentovali s RPD - Hercules, Suzuki a další. V současnosti je malosériová výroba „rotačních“ motocyklů zavedena pouze ve firmě Norton, která vyrábí model NRV588 a připravuje motocykl NRV700 do sériové výroby.
Norton NRV588 je sportovní kolo vybavené dvourotorovým motorem o celkovém objemu 588 kubických centimetrů a vyvíjejícím výkon 170 Koňská síla. Při suché hmotnosti motocyklu 130 kg vypadá napájení sportovního motocyklu doslova neúnosně. Motor tohoto vozu je vybaven variabilním sacím traktem a elektronickými systémy vstřikování paliva. O modelu NRV700 je známo pouze to, že výkon tohoto sportovního motocyklu dosáhne 210 koní.

Ve skupině válec-píst (CPG) dochází k jednomu z hlavních procesů, díky kterému funguje spalovací motor: uvolňování energie v důsledku spalování směsi vzduch-palivo, které se následně přeměňuje na mechanické působení. - otáčení klikového hřídele. Hlavní pracovní složkou CPG je píst. Díky němu jsou vytvořeny podmínky potřebné pro spalování směsi. Píst je první komponentou, která se podílí na přeměně přijaté energie.

Píst motoru je válcového tvaru. Je umístěn ve vložce válce motoru, je to pohyblivý prvek - při provozu vykonává vratné pohyby, díky nimž píst plní dvě funkce.

1. Při translačním pohybu píst zmenšuje objem spalovacího prostoru, stlačuje palivovou směs, což je nezbytné pro proces spalování (u vznětových motorů dochází k vznícení směsi v důsledku jejího silného stlačení).
2. Po zapálení směsi vzduchu a paliva prudce vzroste tlak ve spalovací komoře. Ve snaze zvětšit objem tlačí píst zpět a ten provádí zpětný pohyb, který se přenáší přes ojnici na klikový hřídel.

DESIGN

Konstrukce dílu obsahuje tři komponenty:

1. Dno.
2. Těsnicí část.
3. Sukně.

Tyto komponenty jsou k dispozici jak v pevných litých pístech (nejběžnější možnost), tak v kompozitních dílech.

DNO

Spodní - hlavní pracovní plocha protože stěny vložky a hlava bloku tvoří spalovací komoru, ve které dochází ke spalování palivové směsi.

Hlavním parametrem dna je tvar, který závisí na typu spalovacího motoru (ICE) a jeho konstrukčních vlastnostech.

Dvoudobé motory používají písty s kulovým dnem - výstupkem dna, tím se zvyšuje účinnost plnění spalovací komory směsí a odvod výfukových plynů.

Ve čtyřtaktu benzinové motory dno je ploché nebo konkávní. Dodatečně jsou na povrchu vytvořena technická vybrání - vybrání pro ventilové desky (eliminují pravděpodobnost kolize pístu s ventilem), vybrání pro zlepšení tvorby směsi.

U dieselových motorů jsou vybrání ve spodní části největší a mají různé tvary. Tato vybrání se nazývají pístová spalovací komora a jsou navržena tak, aby vytvářela turbulence při vstupu vzduchu a paliva do válce, aby bylo zajištěno lepší promíchání.

Těsnící část je určena k instalaci speciálních kroužků (kompresní a olejová škrabka), jejichž úkolem je eliminovat mezeru mezi pístem a stěnou vložky, zamezit průniku pracovních plynů do prostoru podpístu a maziv do spalování. komory (tyto faktory snižují účinnost motoru). Tím je zajištěn přenos tepla z pístu na vložku.

TĚSNĚNÍ DÍL

Těsnicí část obsahuje drážky ve válcové ploše pístu - drážky umístěné za dnem a můstky mezi drážkami. U dvoudobých motorů jsou v drážkách navíc umístěny speciální vložky, do kterých dosedají zámky kroužků. Tyto vložky jsou nezbytné pro eliminaci možnosti otáčení kroužků a jejich zámků zasahujících do sacích a výfukových okének, což může způsobit jejich zničení.


Most od okraje dna k prvnímu prstenci se nazývá požární pás. Tento pás zabírá největší teplotní dopad, takže jeho výška se volí na základě provozních podmínek vytvořených uvnitř spalovací komory a materiálu použitého k výrobě pístu.

Počet vytvořených drážek na těsnící části odpovídá počtu pístních kroužků (a lze jich použít 2 až 6). Nejběžnější provedení je se třemi kroužky – dvěma kompresními a jednou olejovou škrabkou.

V drážce pod kroužkem na stírání oleje jsou vytvořeny otvory pro odtok oleje, který je odstraněn kroužkem ze stěny vložky.

Spolu se dnem tvoří těsnicí část hlavu pístu.

SUKNĚ

Plášť působí jako vodítko pro píst, brání mu ve změně polohy vzhledem k válci a zajišťuje pouze vratný pohyb součásti. Díky této součásti je vytvořeno pohyblivé spojení mezi pístem a ojnicí.

Pro připojení jsou v plášti vytvořeny otvory pro instalaci pístního čepu. Pro zvýšení pevnosti v místě dotyku prstu s uvnitř Sukně jsou vyrobeny ze speciálních masivních nástavců zvaných bosses.

Pro upevnění pístního čepu v pístu jsou v jeho montážních otvorech vytvořeny drážky pro pojistné kroužky.

TYPY PÍSTŮ

U spalovacích motorů se používají dva typy pístů lišících se konstrukcí – pevné a kompozitní.

Pevné díly jsou vyráběny litím s následným obráběním. Proces odlévání kovu vytváří polotovar, který je dán celkovým tvarem součásti. Dále se na kovoobráběcích strojích opracovávají pracovní plochy ve výsledném obrobku, vyřezávají se drážky pro kroužky, vyrábějí se technologické otvory a zápichy.

V dílčích částech jsou hlava a plášť odděleny a během instalace na motor jsou sestaveny do jediné konstrukce. Sestavení do jednoho dílu se navíc provádí spojením pístu s ojnicí. K tomuto účelu jsou na hlavě kromě otvorů pro pístní čep v lemu speciální oka.

Výhodou kompozitních pístů je schopnost kombinovat výrobní materiály, což zlepšuje výkon součásti.

VÝROBNÍ MATERIÁLY

Hliníkové slitiny se používají jako výrobní materiály pro písty z masivního odlitku. Díly vyrobené z takových slitin se vyznačují nízkou hmotností a dobrou tepelnou vodivostí. Hliník ale zároveň není vysoce pevný a tepelně odolný materiál, což omezuje použití pístů z něj vyrobených.

Litinové písty jsou také vyrobeny z litiny. Tento materiál je odolný a odolný vůči vysokým teplotám. Jejich nevýhodou je značná hmotnost a špatná tepelná vodivost, což vede k silnému zahřívání pístů při chodu motoru. Z tohoto důvodu se nepoužívají u benzínových motorů, protože vysoké teploty způsobují zážeh (směs paliva a vzduchu se vznítí při kontaktu s horkými povrchy, nikoli od zapalovací svíčky).

Konstrukce kompozitních pístů umožňuje výše uvedené materiály vzájemně kombinovat. V takových prvcích je sukně vyrobena z hliníkových slitin, což zajišťuje dobrou tepelnou vodivost, a hlava je vyrobena ze žáruvzdorné oceli nebo litiny.

Ale prvky kompozitního typu mají také nevýhody, včetně:

• Lze použít pouze v dieselových motorech;
• větší hmotnost ve srovnání s litým hliníkem;
• nutnost použití pístních kroužků z tepelně odolných materiálů;
• vyšší cena;

Vzhledem k těmto vlastnostem je rozsah použití kompozitních pístů omezený, používají se pouze u velkých dieselových motorů.

VIDEO: PÍST. PRINCIP ČINNOSTI PÍSTU MOTORU. PŘÍSTROJ

Ve skupině válec-píst (CPG) dochází k jednomu z hlavních procesů, díky kterému funguje spalovací motor: uvolňování energie v důsledku spalování směsi vzduch-palivo, které se následně přeměňuje na mechanické působení. - otáčení klikového hřídele. Hlavní pracovní složkou CPG je píst. Díky němu jsou vytvořeny podmínky potřebné pro spalování směsi. Píst je první komponentou, která se podílí na přeměně výsledné energie.

Píst motoru je válcového tvaru. Je umístěn ve vložce válce motoru, je to pohyblivý prvek - při provozu vykonává vratné pohyby a plní dvě funkce.

1. Při translačním pohybu píst zmenšuje objem spalovacího prostoru, stlačuje palivovou směs, což je nezbytné pro proces spalování (u vznětových motorů dochází k vznícení směsi v důsledku jejího silného stlačení).
2. Po zapálení směsi vzduchu a paliva prudce vzroste tlak ve spalovací komoře. Ve snaze zvětšit objem tlačí píst zpět a ten provádí zpětný pohyb, který se přenáší přes ojnici na klikový hřídel.

Co je to píst ve spalovacím motoru?

Konstrukce dílu obsahuje tři komponenty:

1. Dno.
2. Těsnicí část.
3. Sukně.

Tyto komponenty jsou k dispozici jak v pevných litých pístech (nejběžnější možnost), tak v kompozitních dílech.

Dno

Dno je hlavní pracovní plocha, protože stěny vložky a hlava bloku tvoří spalovací komoru, ve které se spaluje palivová směs.

Hlavním parametrem dna je tvar, který závisí na typu spalovacího motoru (ICE) a jeho konstrukčních vlastnostech.

Dvoudobé motory používají písty s kulovým dnem - výstupkem dna, tím se zvyšuje účinnost plnění spalovací komory směsí a odvod výfukových plynů.

U čtyřdobých benzínových motorů je dno ploché nebo konkávní. Dodatečně jsou na povrchu vytvořena technická vybrání - vybrání pro ventilové desky (eliminují pravděpodobnost kolize pístu s ventilem), vybrání pro zlepšení tvorby směsi.

U dieselových motorů jsou vybrání ve spodní části největší a mají různé tvary. Tato vybrání se nazývají pístová spalovací komora a jsou navržena tak, aby vytvářela turbulence při vstupu vzduchu a paliva do válce, aby bylo zajištěno lepší promíchání.

Těsnící část je určena k instalaci speciálních kroužků (kompresní a olejová škrabka), jejichž úkolem je eliminovat mezeru mezi pístem a stěnou vložky, zamezit průniku pracovních plynů do prostoru podpístu a maziv do spalování. komory (tyto faktory snižují účinnost motoru). Tím je zajištěn přenos tepla z pístu na vložku.

Těsnicí část

Těsnicí část obsahuje drážky ve válcové ploše pístu - drážky umístěné za dnem a můstky mezi drážkami. U dvoudobých motorů jsou v drážkách navíc umístěny speciální vložky, do kterých dosedají zámky kroužků. Tyto vložky jsou nezbytné pro eliminaci možnosti otáčení kroužků a jejich zámků zasahujících do sacích a výfukových okének, což může způsobit jejich zničení.


Most od okraje dna k prvnímu prstenci se nazývá požární pás. Tento pás zabírá největší teplotní dopad, takže jeho výška se volí na základě provozních podmínek vytvořených uvnitř spalovací komory a materiálu použitého k výrobě pístu.

Počet vytvořených drážek na těsnící části odpovídá počtu pístních kroužků (a lze jich použít 2 - 6). Nejběžnější provedení je se třemi kroužky – dvěma kompresními a jednou olejovou škrabkou.

V drážce pod kroužkem na stírání oleje jsou vytvořeny otvory pro odtok oleje, který je odstraněn kroužkem ze stěny vložky.

Spolu se dnem tvoří těsnicí část hlavu pístu.

Dále vás bude zajímat:

Sukně

Plášť působí jako vodítko pro píst, brání mu ve změně polohy vzhledem k válci a zajišťuje pouze vratný pohyb součásti. Díky této součásti je vytvořeno pohyblivé spojení mezi pístem a ojnicí.

Pro připojení jsou v plášti vytvořeny otvory pro instalaci pístního čepu. Pro zvýšení pevnosti v místě dotyku prstu jsou na vnitřní straně sukně vytvořeny speciální masivní vybouleniny zvané nálitky.

Pro upevnění čepu v pístu jsou v jeho montážních otvorech vytvořeny drážky pro pojistné kroužky.

Typy pístů

U spalovacích motorů se používají dva typy pístů lišících se konstrukcí – pevné a kompozitní.

Pevné díly jsou vyráběny litím s následným obráběním. Proces odlévání kovu vytváří polotovar, který je dán celkovým tvarem součásti. Dále se na kovoobráběcích strojích opracovávají pracovní plochy ve výsledném obrobku, vyřezávají se drážky pro kroužky, vyrábějí se technologické otvory a zápichy.

V dílčích částech jsou hlava a plášť odděleny a během instalace na motor jsou sestaveny do jediné konstrukce. Sestavení do jednoho dílu se navíc provádí spojením pístu s ojnicí. Za tímto účelem jsou na hlavě kromě otvorů pro prsty v sukni speciální oči.

Výhodou kompozitních pístů je schopnost kombinovat výrobní materiály, což zlepšuje výkon součásti.

Výrobní materiály

Hliníkové slitiny se používají jako výrobní materiály pro písty z masivního odlitku. Díly vyrobené z takových slitin se vyznačují nízkou hmotností a dobrou tepelnou vodivostí. Hliník ale zároveň není vysoce pevný a tepelně odolný materiál, což omezuje použití pístů z něj vyrobených.

Litinové písty jsou také vyrobeny z litiny. Tento materiál je odolný a odolný vůči vysokým teplotám. Jejich nevýhodou je značná hmotnost a špatná tepelná vodivost, což vede k silnému zahřívání pístů při chodu motoru. Z tohoto důvodu se nepoužívají u benzínových motorů, protože vysoké teploty způsobují zážeh (směs paliva a vzduchu se vznítí při kontaktu s horkými povrchy, nikoli od zapalovací svíčky).

Konstrukce kompozitních pístů umožňuje výše uvedené materiály vzájemně kombinovat. V takových prvcích je sukně vyrobena z hliníkových slitin, což zajišťuje dobrou tepelnou vodivost, a hlava je vyrobena ze žáruvzdorné oceli nebo litiny.

Ale prvky kompozitního typu mají také nevýhody, včetně:

• Lze použít pouze v dieselových motorech;
• větší hmotnost ve srovnání s litým hliníkem;
• nutnost použití pístních kroužků z tepelně odolných materiálů;
• vyšší cena;

Vzhledem k těmto vlastnostem je rozsah použití kompozitních pístů omezený, používají se pouze u velkých dieselových motorů.

Video: Princip činnosti pístu motoru. přístroj

Píst je jednou z částí klikového mechanismu motoru a je integrálním prvkem konvenčně rozděleným na hlavu a plášť. Je základem procesu přeměny energie spalování paliva na tepelnou energii a poté na energii mechanickou. Výkon motoru, stejně jako jeho spolehlivost a životnost, přímo závisí na kvalitě této části.

Účel a typy pístů

V motoru plní píst motoru řadu funkcí, zejména:

1. přeměna tlaku plynu na sílu přenášenou na ojnici;
2. zajištění těsnosti spalovací komory;
3. chladič

Píst pracuje v extrémních podmínkách při trvale vysokém mechanickém zatížení. Proto jsou pro moderní motory vyráběny ze speciálních hliníkových slitin, které jsou lehké a odolné s dostatečnou tepelnou odolností. Ocelové písty jsou poněkud méně obvyklé. Dříve se vyráběly hlavně z litiny. Označení pístu, které je nutně přítomno na každém výrobku, vám napoví, z čeho je vyroben. Tyto díly jsou vyráběny dvěma způsoby - litím a lisováním. Kované písty, běžné v tuningu, se vyrábějí spíše ražením než ručním kováním.

Konstrukce pístu

Konstrukce pístu není složitá. Jedná se o pevnou část, která je pro snadnější definici konvenčně rozdělena na sukni a hlavu. Konkrétní forma a Designové vlastnosti Písty jsou určeny typem a modelem motoru. U běžných typů benzinových spalovacích motorů se můžete setkat pouze s písty s plochými hlavami nebo hlavami, které se tomuto tvaru extrémně blíží. Často mají drážky navržené tak, aby umožnily ventilům otevřít se co nejvíce. U motorů s přímým vstřikováním paliva jsou písty vyrobeny v poněkud složitější podobě. Píst dieselový motor má hlavu se specifickou konfigurací pro zajištění optimálního víření pro vysoce kvalitní tvorbu směsi.

Schéma pístu motoru.

Pod hlavou jsou na pístu drážky, do kterých jsou instalovány pístní kroužky. Sukně různých pístů jsou také odlišné: s tvarem podobným kuželu nebo sudu. Tato konfigurace umožňuje kompenzovat expanzi pístu, ke které dochází při jeho zahřívání během provozu. Je třeba poznamenat, že píst získá svůj plný pracovní objem až po zahřátí motoru na normální teplotu.

Pro minimalizaci vlivu konstantního bočního tření pístu o válec je na jeho boční plochu nanesen speciální antifrikční materiál, jehož typ závisí i na typu motoru. Také v plášti pístu jsou speciální otvory s nálitky určené pro montáž pístního čepu.

Činnost pístu zahrnuje intenzivní zahřívání. Je chlazený a v různých motorech různými způsoby. Zde jsou ty nejběžnější:

• dodáváním olejové mlhy do válce;
• prostřednictvím rozstřikování oleje přes ojnici nebo speciální trysku;
• prostřednictvím vstřikování oleje přes prstencový kanál;
• pomocí konstantní cirkulace oleje přes cívku umístěnou přímo v hlavě pístu.

Do těsného kontaktu se stěnami válce nepřichází samotný píst, ale jeho kroužky. Pro zajištění nejvyšší odolnosti proti opotřebení jsou vyrobeny ze speciálního typu litiny. Počet a přesné umístění těchto kroužků závisí na typu motoru. Nejčastěji má píst pár kompresních kroužků a další kroužek na stírání oleje.

Kompresní kroužky jsou navrženy tak, aby zabránily pronikání plynů ze spalovací komory do klikové skříně. První kroužek nese největší zatížení, proto je u všech dieselových a výkonných benzínových motorů v drážce prvního kroužku navíc přítomna ocelová vložka, která zvyšuje pevnost konstrukce. Existuje mnoho typů kompresních kroužků, které jsou jedinečné pro téměř každého nezávislého výrobce.

Kroužky na stírání oleje- odstranit přebytečný olej z válce a zabránit jeho vniknutí do spalovací komory. Takové kroužky jsou vyráběny s velkým počtem drenážních otvorů a také s pružinovými expandéry, i když ne u všech modelů motorů.

Pístové zařízení

Píst motoru je spojen s ojnicí přes pístní čep, trubkovou ocelovou část. Nejrozšířenější způsob uchycení čepu je plovoucí, díky kterému lze díl při provozu otáčet. Speciální pojistné kroužky zabraňují posunutí čepu do stran. Tvrdé zaháknutí prstů není v současné době prakticky běžné kvůli zjevné větší zranitelnosti takových struktur.

Zlomení pístu a souvisejících částí

Při intenzivním nebo jednoduše delším používání může dojít k selhání pístu kvůli přítomnosti cizího tělesa ve válci, do kterého píst při pohybu neustále naráží. Takovým předmětem může být částice ojnice nebo něco jiného odlétajícího od součásti. Povrchy takového lomu jsou šedé barvy a nevyznačují se otěrem, prasklinami nebo jinými vizuálními znaky. Píst se rychle a náhle rozpadne.

Lom způsobený únavou kovu je charakterizován tvorbou rastrových čar v problémové oblasti. To vám umožní předem určit, zda došlo k poruše a vyměnit píst. Kromě stárnutí může být příčinou takové zlomeniny detonační vznícení, zvýšené otřesy pístu v důsledku střetu jeho hlavy s hlavou válce nebo nadměrná vůle pláště. V každém případě se na součásti tvoří trhliny, které indikují její hrozící poruchu.

Po opotřebení kroužku je nejčastější poškození hlavy pístu.

Kromě opotřebení kovu může dojít k selhání pístu z různých důvodů, včetně:

• porušení režimu spalování, například kvůli zpoždění zapalování;
• nesprávná organizace startování studeného motoru;
• plnění válce olejem nebo vodou při vypnutém motoru, což se nazývá;
• nepřiměřené zvýšení výkonu v důsledku rekonfigurace elektroniky;
• použití nevhodných dílů;
• jiné důvody.

Nejčastěji se opravy provádějí výměnou pístu, kroužků nebo celé skupiny pístů.

Související pojmy