آموزشی, قطعه شناسی خودرو

نقش پیستون موتور در خودرو چگونه است ؟

پیستون موتور

پیستون‌‌ موتور به عنوان یکی از اجزای موتور شناخته می‌شود که در خودروها، پمپ ها، کمپرسورها و … استفاده می‌شود. این جز از موتور به عنوان بخش محرکی موتور است که درون یک سیلندر قرار می‌گیرد و باعث انتقال نیرو از سوخت در حال انبساط درون سیلندرها به درون  میل لنگ ها، به کمک میله رابط آن به نام شاتون می‌شود. به طور کل پیستون ماشین یک قطعه فلزی استوانه ای شکل است که در داخل سلیندر قرار می‌گیرد و با اتصال به شاتون حرکاتی رفت و برگشتی انجام می‌دهد؛ این حرکات عامل اصلی حرکت اتومبیل هستند. پیستون حیاتی ترین بخش در موتور است که به عنوان قلب موتور نیز شناخته می‌شود

وظیفه پیستون موتور

به طور کل پیستون وظیفه اصلی حرکات رفت و برگشتی میان سیلندر و میل لنگ‌‌ها در موتور را بر عهده دارد که عامل اصلی حرکت اتومبیل است. پیستون‌‌ها در مرکز موتور قرار دارند که از طریق یک پایه ستون به میله اتصال یا همان شاتون متصل می‌شوند و آن نیز به میل لنگ متصل می‌شود.فشرده سازی و احتراق سوخت در بالای سر سیلندر به کمک پیستون انجام می‌شود. پس از آن انرژی تولید از احتراق از طریق حرکات رفت و برگشتی پیستون به میل لنگ‌‌ها منتقل می‌شود. این حرکات توسط میل لنگ‌‌ها به یک حرکت دورانی منتهی می‌شوند که در نهایت اتومبیل را به حرکت در می‌آورد.پیستون‌‌ها اغلب بیضی شکل هستند، 

انواع پیستون موتور

با توجه به تنوع موتور‌‌ها به خصوص تنوع موتور خودروها پیستون‌‌ها انواع مختلفی دارند که در دسته بندی‌‌های خاصی قرار می‌گیرنددسته بندی بر اساس نوع موتور است که پیستون‌‌ها در دو دسته پیستون موتورهای دوزمانه و پیستون موتور چهارزمانه قرار می‌گیرند.

۱- پیستون موتورهای دو زمانه : پیستون موتور دوزمانه‌، اغلب برای موتورهای کوچک و موتورسیکلت به کار گرفته می‌شوند. این نوع پیستون به دلیل ماهیت عملکرد موتورهای دو زمانه، در معرض بارهای شدید مکانیکی و حرارتی قرار می‌گیرند.

۲-پیستون موتورهای چهار زمانه : پیستون موتور چهارزمانه اغلب  در خودروهای سبک مانند سواری مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع موتو دارای چهار سیکل برای حرکت هستند که شامل مکش (تنفس) سوخت و هوا، تراکم سوخت یا فشرده سازی که به کمک جرقه شمع خودرو منفجر می‌شود و احتراق صورت می‌گیرد و در نهایت تخلیه دود ناشی از احتراق است. اغلب موتورهای امروزی از نوع چهار زمانه هستند که علت آن شتاب بالا این موتورها و انعطاف پذیری آنها است

پیستون خودرو
پستون خودرو

محل قرار گیری پیستون در موتور

پیستون در مرکز و قلب موتور قرار دارد برای مشاهده پیستون‌‌ها لازم است سر سیلندرها و درب سوپاپ باز شده باشد. تعداد و شکل آن در اتومبیل‌‌های مختلف متفاوت است و به تعداد سرسیلندر و محل قرار گیری سوپاپ‌‌ها ارتباط دارد.  در بالای پیستون محفظه احتراق قرار گرفته است که مخلوطی از سوخت و هوا درون آن قرار دارد و با حرکت سوئیچ که منجر به جرقه زدن شمع  اتومبیل می‌شود این مخلوط منفجر شده و انرژی لازم برای به حرکت درآوردن پیستون‌‌ها به سمت پایین به وجود می‌آید. پیستون‌‌ها در هنگام رانندگی انبساطی تا مرز ۴۰۰۰ پوند نیرو را تحمل می‌کنند. این نیرو از کف پیستون توسط شاتون به آن وارد می‌شود و شدت این حرکات رفت و برگشتی باعث تولید نیروی لازم برای به حرکت درآمدن اتومبیل می‌شود.

اجزای پیستون موتور

۱- تاج پیستون : به قسمت بالایی پستون تاج پیستون می‌گویند که نقش مستقیمی بر نوع احتراق سوخت اتومبیل دارد. این بخش از پیستون لازم است طراحی دقیقی داشته باشد زیرا شکل آن تاثیر مهمی بر نحوه احتراق سوخت دارد. تاج‌‌ها اغلب در سه شکل طراحی و تولید می‌شوند: تاج مقعر، تاج محدب یا گنبدی و تاج صاف یا مسطح؛ هر یک از آنها مناسب نوع خاصی از پیستون هستند. انتخاب تاج پیستون مناسب اهمیت بسیاری دارد زیرا عملکرد آن، اختلاط بهتر سوخت و هوا را به وجود می‌آورد و قدرت تولید شده در اتومبیل را بهینه سازی می‌کند.

۲- دامنه پیستون :  به بدنه پیستون که تنه اصلی آن را تشکیل می‌دهد دامنه پیستون می‌گویند. این دامنه دارای سه نوع است که بر اساس نوع برش تقسیم بندی می‌شوند. برخی از آنها بدون برش و صاف هستند، برخی نیمه برش خورده و نوع دیگرکه تمام برش است و به برش کامل معروف است.

۳- رینگ پیستون : رینگ پیستون‌‌ها حلقه‌‌های هستند که درون شیار رینگ پیستون قرار می‌گیرند و مانع اصطکاک و استهلاک پیستون در زمان انفجار و احتراق و حرکات رفت و برگشتی می‌شود. این رینگ‌‌ها تماس میان پیستون و سلیندر را مدیریت می‌کند و مانع از خروج گاز می‌شود. دو نوع رینگ در پیستون داریم رینگ‌‌های متراکم و رینگ‌‌های روغن که رینگ‌‌های متراکم از خروج گاز جلوگیری می‌کنند و رینگ‌‌های روغن، مقدار روغن روی جداره پیستون را کنترل می‌کند. اگر رینگ‌‌ها خاصیت ارتجاعی خود را از دست دهند یا اصطلاحا موتور رینگ بچسباند به این معنی است که رینگ‌‌ها قابلیت توزیع روغن را از دست داده اند و پیستون‌‌ها به سختی درون سلیندر حرکت خواهند کرد . زمانی که روغن به مقدار کافی توزیع نگردد عملکرد پیستون در سلیندر دچار اختلال می‌شود و در نهایت باعث می‌شود که به موتور اتومبیل آسیب وارد شود. اغلب در نتیجه این اتفاق از موتور دود بلند می‌شود و لازم است تعمیرکار به آن رسیدگی نماید.

یکی از وظایف مهم رینگ‌‌ها انتقال دما از پیستون به جداره سیلندر است. زمانی که دمای پیستون در حال حرکت افزایش پیدا می‌کند لازم است این دما کاهش یابد. رینگ‌‌ها از عاملان موثر در کاهش دما هستند که گرما را از پیستون به سلیندر منتقل می‌کنند و باعث افت دمای پیستون‌‌ها می‌شوند.

۴-شیار رینگ پیستون : شیار پیستون محل قرار گیری رینگ پیستون‌‌ها هستند که نقش مهمی را در پیستون ایفا می‌کنند. این شیارها که در بخش بالایی دامنه پیستون قرار دارند با کمک رینگ‌‌ها مانع از خروج مخلوط سوخت و هوا از بالای محفظه احتراق می‌شوند تا فرآیند انفجار و احتراق در محفظه به راحتی و درستی انجام گردد و در نهایت پیستون به حرکت درآید که به وسیله آن اتومبیل نیز به حرکت درمی آید. این شیارها باعث می‌شود از برخورد سوپاپ با پیستون جلوگیری شود و در صورت پاره شدن تسمه تایم مانع از آسیب رسیدن به پیستون و سوپاپ می‌شود.

۵- سوراخ گژنپین :  گژنپین‌‌ ها یا انگشتی، میله ای توخالی است که رابط میان پیستون و شاتون است. این میله سر کوچک شاتون را به پیستون متصل می‌کند، جنس آن از فولاد است و رویه آن را با روش سمانتاسیون سخت  می‌کنند. بر روی پیستون سوراخ‌‌هایی برای قرار گیری این گژنپین‌‌ها تعبیه شده است است که به آن سوراخ گژنپین می‌گویند.

پیستون خودرو
پیستون خودرو

هر خودرو چند پیستون دارد؟

 افزایش تعداد سیلندرها باعث افزایش قدرت موتور اتومبیل می‌شود در موتورهای خطی شاهد موتورهای تک سیلندر تا ۵ سلیندر هستیم که دارای ۱ تا ۵ پیستون در موتور هستند و در موتورهای V شکل شاهد موتورهای  ۵ تا ۸ سلیندره هستیم که دارای ۵ تا ۸ پیستون خواهند بود.

جنس پیستون موتور

پیستون‌‌ها با توجه به قرار گیری در شرایط سخت فشار مکانیکی و حرارتی  بالا، لازم است از جنس مرغوبی تولید شده باشند. آلیاژی که به خوبی بتواند در برابر فشار مکانیکی و حرارت بالا دوام بیاورد. نمونه‌‌های موجود در بازار اغلب از آلیاژ آلومینیوم و چدن ساخته می‌شوند که هر یک از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند.

ئنشانه های خرابی‌ پیستون موتور

 ۱-ذوب شدگی پیستون :  زمانی که حرارت بالا می‌رود و انتقال دما به درستی انجام نمی‌شود احتمال ذوب شدگی پیستون وجود دارد. این ذوب شدگی ممکن است بر اثر درزبندی نامناسب، زمان تزریق اشتباه، تاخیر احتراق، حجم تزریق و خرابی نازل‌‌های تزریق اتفاق بیفتد. پس تمامی این موارد لازم است توسط فنی کار چک شود و در صورت بروز رفع گردد.

۲-ترک خوردگی پیستون : یکی از عوامل اصلی خرابی پیستون ترک خوردگی آن است. فشار مکانیکی بالا در صورتی که دچار اختلال شود منجر به اعمال فشار غیر منسجم می‌شود که در نهایت ترک خوردگی را ایجاد می‌کند. ترک خوردگی می‌تواند در نتیجه خرابی نازل تزریق، فشار ناکافی، زمان بندی اشتباه تزریق، تزریق حجم اشتباه، اشکال در ساخت و ریخته گری، خنک سازی ناکافی و فشار بیش از حد به پیستون باشد.

۳- خرابی رینگ پیستون : یکی از دلایل عمده خرابی پیستون خراب شدن رینگ آن است که وظایف مهمی در پیستون بر عهده دارند و اگر خراب شوند منجر به خراب شدگی کل پیستون می‌شوند. این خرابی‌‌ها در نتیجه ایرادات تولید اولیه، سرریز شدن سوخت، فرسایش محوری مهره رینگ و صاف شدن رینگ اتفاق می‌افتد.

۴- فرسایش شعاعی پیستون : یکی از مهمترین عوامل فرسایش پیستون، فرسایش شعاع آن است که ممکن است در اثر اختلال در احتراق، اندازه اشتباه پیستون، وجود مواد خورنده در سوخت و فشار ناکافی در فشرده سازی به وجود آید.

مطالب مرتبط

0 0 رای ها
رأی دهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
دیدن همه ی نظرات