Piston adalah bagian dari mesin mobil. Perangkat, penggantian, pemasangan piston

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:02

Piston adalah salah satu elemen mekanisme engkol, yang menjadi dasar prinsip pengoperasian banyak mesin pembakaran internal. Artikel ini membahas desain dan fitur bagian-bagian ini.

Definisi

Piston adalah bagian yang melakukan gerakan bolak-balik di dalam silinder dan memastikan transformasi perubahan tekanan gas menjadi kerja mekanis.

Tujuan

Dengan partisipasi bagian-bagian ini, proses termodinamika motor terwujud. Karena piston adalah salah satu elemen mekanisme engkol, piston merasakan tekanan yang dihasilkan oleh gas dan mentransfer gaya ke batang penghubung. Selain itu, memastikan penyegelan ruang bakar dan menghilangkan panas darinya.

Desain

Piston adalah bagian tiga bagian, yaitu, desainnya mencakup tiga komponen yang melakukan fungsi berbeda, dan dua bagian: kepala, yang menggabungkan bagian bawah dan penyegelan, dan bagian pemandu, yang diwakili oleh rok.

Bawah

Mungkin berbedabentuk tergantung pada banyak faktor. Misalnya, konfigurasi bagian bawah piston mesin pembakaran internal ditentukan oleh lokasi elemen struktural lainnya, seperti nozel, lilin, katup, bentuk ruang bakar, fitur proses yang terjadi di dalamnya, desain keseluruhan mesin, dll. Bagaimanapun, ini menentukan fitur operasi.

Ada dua jenis utama konfigurasi mahkota piston: cembung dan cekung. Yang pertama memberikan kekuatan yang lebih besar, tetapi memperburuk konfigurasi ruang bakar. Dengan dasar cekung, ruang bakar, sebaliknya, memiliki bentuk yang optimal, tetapi endapan karbon disimpan lebih intensif. Lebih jarang (dalam mesin dua langkah) ada piston dengan bagian bawah yang diwakili oleh tonjolan reflektor. Ini diperlukan saat meniup untuk pergerakan produk pembakaran yang terarah. Bagian dari mesin bensin biasanya memiliki bagian bawah yang rata atau hampir rata. Terkadang mereka memiliki alur untuk membuka katup sepenuhnya. Pada mesin dengan injeksi langsung, piston dicirikan oleh konfigurasi yang lebih kompleks. Pada mesin diesel, mereka dibedakan dengan adanya ruang bakar di bagian bawah, yang memberikan putaran yang baik dan meningkatkan pembentukan campuran.

Kebanyakan piston adalah satu sisi, meskipun ada juga versi dua sisi yang memiliki dua bagian bawah.

Jarak antara alur cincin kompresi pertama dan bagian bawah disebut zona tembak piston. Nilai ketinggiannya sangat penting, yang berbeda untuk bagian yang terbuat dari bahan yang berbeda. Bagaimanapun, ketinggian cincin api di luarbatas nilai minimum yang diizinkan dapat menyebabkan piston terbakar dan deformasi dudukan cincin kompresi atas.

Segel bagian

Berikut adalah pengikis oli dan cincin kompresi. Untuk bagian tipe pertama, saluran memiliki lubang untuk oli dikeluarkan dari permukaan silinder untuk masuk ke piston, dari mana ia masuk ke panci oli. Beberapa memiliki pelek stainless steel dengan alur untuk cincin kompresi atas.

Cincin piston, terbuat dari besi tuang, berfungsi untuk membuat pas antara piston dan silinder. Oleh karena itu, mereka adalah sumber gesekan terbesar di motor, kerugian yang berjumlah 25% dari total kerugian mekanis di motor. Jumlah dan lokasi cincin ditentukan oleh jenis dan tujuan mesin. Yang paling umum digunakan adalah 2 ring kompresi dan 1 ring pengikis oli.

Cincin kompresi melakukan tugas mencegah gas masuk ke bak mesin dari ruang bakar. Beban terbesar jatuh pada yang pertama, oleh karena itu, di beberapa mesin, alurnya diperkuat dengan sisipan baja. Cincin kompresi bisa berbentuk trapesium, kerucut, berbentuk tong. Beberapa dari mereka memiliki guntingan.

Oil scraper ring berfungsi untuk membuang minyak berlebih dari silinder dan mencegahnya masuk ke ruang bakar. Ini memiliki lubang untuk ini. Beberapa varian memiliki spring expander.

Panduan bagian (rok)

Memiliki bentuk barel (curvilinear) atau kerucut untuk mengimbangi ekspansi termal. Pada diaada dua lug untuk pin piston. Di area ini, rok memiliki massa terbesar. Selain itu, deformasi suhu terbesar diamati selama pemanasan. Berbagai tindakan digunakan untuk menguranginya. Mungkin ada cincin pengikis oli di bagian bawah rok.

Untuk mentransfer gaya dari piston atau piston, paling sering digunakan engkol atau batang. Pin piston berfungsi untuk menghubungkan bagian ini dengan mereka. Itu terbuat dari baja, memiliki bentuk tabung dan dapat dipasang dengan beberapa cara. Paling sering, jari mengambang digunakan, yang dapat diputar selama operasi. Untuk mencegah perpindahan, itu diperbaiki dengan cincin penahan. Pengikat kaku lebih jarang digunakan. Batang bertindak sebagai pemandu dalam beberapa kasus, menggantikan rok piston.

Bahan

Piston mesin dapat terdiri dari berbagai bahan. Bagaimanapun, mereka harus memiliki kualitas seperti kekuatan tinggi, konduktivitas termal yang baik, sifat anti-gesekan, ketahanan korosi dan koefisien ekspansi linier dan kepadatan yang rendah. Untuk produksi piston, paduan aluminium dan besi tuang digunakan.

Besi cor

Ini fitur kekuatan tinggi, ketahanan aus dan koefisien ekspansi linier yang rendah. Properti terakhir memungkinkan piston tersebut untuk beroperasi dengan jarak bebas yang dekat, sehingga mencapai penyegelan silinder yang baik. Namun, karena berat jenis yang signifikan, bagian besi cor hanya digunakan di mesin di mana massa reciprocating memiliki kekuataninersia, yang merupakan tidak lebih dari seperenam dari gaya tekanan di bagian bawah piston gas. Selain itu, karena konduktivitas termal yang rendah, pemanasan bagian bawah bagian besi tuang selama pengoperasian mesin mencapai 350-450 ° C, yang terutama tidak diinginkan untuk opsi karburator, karena menyebabkan penyalaan pijar.

Aluminium

Bahan ini paling sering digunakan untuk piston. Ini karena berat jenis yang rendah (bagian aluminium 30% lebih ringan dari bagian besi tuang), konduktivitas termal yang tinggi (3-4 kali lebih besar dari besi tuang), yang memastikan bahwa bagian bawah dipanaskan hingga tidak lebih dari 250 ° C, yang memungkinkan untuk meningkatkan rasio kompresi dan memberikan pengisian silinder yang lebih baik, dan sifat anti-gesekan yang tinggi. Pada saat yang sama, aluminium memiliki koefisien ekspansi linier yang 2 kali lebih besar dari besi tuang, yang memaksa celah besar dibuat dengan dinding silinder, yaitu, dimensi piston aluminium lebih kecil daripada besi tuang untuk silinder identik. Selain itu, bagian tersebut memiliki kekuatan yang lebih rendah, terutama saat dipanaskan (pada 300 ° C, berkurang 50-55%, sedangkan untuk besi cor - 10%).

Untuk mengurangi tingkat gesekan, dinding piston dilapisi dengan bahan anti-gesekan, yang digunakan sebagai grafit dan molibdenum disulfida.

Pemanasan

Seperti disebutkan, selama pengoperasian mesin, piston dapat memanas hingga 250-450 °C. Oleh karena itu, perlu untuk mengambil tindakan yang bertujuan untuk mengurangi pemanasan dan mengkompensasi ekspansi termal yang disebabkan olehnya.detail.

Untuk mendinginkan piston, oli digunakan, yang disuplai di dalamnya dengan berbagai cara: mereka membuat kabut oli di dalam silinder, menyemprotkannya melalui lubang di batang penghubung atau dengan nosel, menyuntikkannya ke dalam saluran annular, bersirkulasi melalui kumparan tubular di bagian bawah piston.

Untuk mengimbangi deformasi suhu di daerah pasang surut, rok diputar di kedua sisi logam sedalam 0,5-1,5 mm dalam bentuk slot berbentuk U atau T. Ukuran seperti itu meningkatkan pelumasannya dan mencegah munculnya skor dari deformasi suhu, oleh karena itu ceruk ini disebut lemari es. Mereka digunakan dalam kombinasi dengan rok berbentuk kerucut atau barel. Ini mengimbangi ekspansi liniernya karena fakta bahwa ketika dipanaskan, roknya berbentuk silinder. Selain itu, insert kompensasi digunakan agar diameter piston mengalami ekspansi termal terbatas pada bidang ayun batang penghubung. Dimungkinkan juga untuk mengisolasi bagian pemandu dari kepala yang paling banyak mengalami panas. Terakhir, dinding rok diberi sifat kenyal dengan menerapkan potongan miring di sepanjang panjangnya.

Teknologi produksi

Menurut metode pembuatannya, piston dibagi menjadi cor dan ditempa (dicap). Bagian dari tipe pertama digunakan pada kebanyakan mobil, dan mengganti piston dengan yang palsu digunakan dalam penyetelan. Opsi yang ditempa ditandai dengan peningkatan kekuatan dan daya tahan, serta bobot yang lebih rendah. Karena itu, pemasangan piston jenis ini meningkatkan keandalan dan kinerja mesin. Ini sangat penting untuk motor yang beroperasi dalam kondisi peningkatanbeban, sedangkan bagian cor cukup untuk penggunaan sehari-hari.

Aplikasi

Piston adalah bagian yang multifungsi. Karena itu, ini digunakan tidak hanya di mesin. Misalnya, ada piston kaliper rem, karena fungsinya serupa. Mekanisme engkol juga digunakan pada beberapa model kompresor, pompa, dan peralatan lainnya.