Z čoho je vyrobený piest? Piest motora - takmer všetko o ňom. Čo je to piest spaľovacieho motora automobilu

Piest zaujíma ústredné miesto v procese premeny energie paliva na tepelnú a mechanickú energiu. Povedzme si niečo o piestoch motora, čo sú a ako fungujú.

Čo to je?

Benzínové motory používajú piesty s plochým dnom kvôli ľahkej výrobe a menšiemu teplu počas prevádzky. Aj keď niektoré moderné autá vyrábajú špeciálne vybrania pre ventily. Je to potrebné, aby sa pri pretrhnutí rozvodového remeňa piesty a ventily nestretli a neznamenali vážnu opravu. Spodok naftového piestu je vyrobený s vybraním, ktoré závisí od stupňa tvorby zmesi a umiestnenia ventilov a vstrekovačov. Pri tomto tvare dna sa vzduch lepšie zmieša s palivom vstupujúcim do valca.

Piest je vystavený vysokým teplotám a tlakom. Vo vnútri valca sa pohybuje vysokou rýchlosťou. Preto boli pôvodne pre automobilové motory odlievané z liatiny. S rozvojom techniky sa začal používať hliník, pretože. poskytuje tieto výhody: zvýšenie rýchlosti a výkonu, menšie namáhanie dielov, lepší prenos tepla.

Okrem iného, ​​zmenšenie vertikálnych rozmerov piesta s rovnakým blokom valcov umožňuje predĺžiť ojnice. Tým sa zníži bočné zaťaženie v dvojici piest-valec, čo priaznivo ovplyvní spotrebu paliva a životnosť motora. Prípadne bez výmeny ojníc a kľukového hriadeľa skrátite blok valcov, odľahčíme tak motor.

Aké sú požiadavky?

• Piest, pohybujúci sa vo valci, umožňuje stlačeným plynom, produktom spaľovania paliva, expandovať a vykonávať mechanickú prácu. Preto musí byť odolný voči vysokej teplote, tlaku plynu a spoľahlivo tesniť vŕtanie valca.
• Musí čo najlepšie spĺňať požiadavky trecej dvojice, aby sa minimalizovali mechanické straty a v dôsledku toho opotrebovanie.
• Pri zaťažení zo spaľovacej komory a reakcii ojnice musí odolávať mechanickému namáhaniu.
• Pri vratnom pohybe pri vysokej rýchlosti by mal čo najmenej zaťažovať kľukový mechanizmus zotrvačnými silami.

Hlavný účel

Ešte raz si zopakujeme známy fakt, že tepelný tok smeruje od viac ohrievaných telies k menej ohrievaným.

takže, prvá cesta poskytujúca najväčší prietok, sú piestne krúžky. Okrem toho hrá hlavnú úlohu prvý krúžok, pretože je umiestnený bližšie k spodnej časti. Toto je najkratšia cesta k chladiacej kvapaline cez stenu valca. Krúžky sú súčasne tlačené proti drážkam piestu a proti stene valca. Poskytujú viac ako 50 % tepelného toku.

Druhý spôsob je menej zrejmý. Druhou chladiacou kvapalinou v motore je olej. Tým, že má prístup k najviac vyhrievaným miestam motora, olejová hmla odvádza a dáva olejovej vani značnú časť tepla z najhorúcejších miest. V prípade použitia olejových dýz, ktoré smerujú prúd na vnútorný povrch dna piestu, môže podiel oleja na výmene tepla dosiahnuť 30 - 40%. Je jasné, že pri zaťažení oleja s funkciou chladiacej kvapaliny musíme dbať na jeho vychladnutie. V opačnom prípade môže prehriaty olej stratiť svoje vlastnosti. Taktiež platí, že čím vyššia je teplota oleja, tým menej tepla dokáže preniesť.

Tretia cesta. Časť tepla sa odoberá na ohrev zmesou čerstvého vzduchu a paliva, ktorá vstupuje do valca. Množstvo čerstvej zmesi a množstvo tepla, ktoré odoberá, závisí od režimu prevádzky a stupňa otvorenia škrtiacej klapky. Treba poznamenať, že teplo získané pri spaľovaní je tiež úmerné náboju. Preto je táto cesta chladenia impulzná; je rýchly a vysoko účinný vďaka tomu, že teplo sa odoberá zo strany, z ktorej sa ohrieva piest.

Pre jeho väčší význam je potrebné venovať zvýšenú pozornosť prenosu tepla cez piestne krúžky. Je jasné, že ak zablokujeme túto cestu, potom je nepravdepodobné, že motor vydrží nejaké dlhé nútené režimy. Teplota sa zvýši, materiál piestu bude "plávať" a motor sa zrúti.

Obraz je hroznejší, ak krúžok nemá tesný kontakt s drážkou. V miestach, kde majú plyny možnosť prúdiť okolo krúžku cez drážku, je piestová časť zbavená možnosti chladenia. V dôsledku toho dochádza k vyhoreniu a odštiepeniu časti susediacej s únikom.

Koľko krúžkov potrebujete na piest? Z mechanického hľadiska platí, že čím menej krúžkov, tým lepšie. Čím sú užšie, tým sú straty v skupine piestov nižšie. S poklesom ich počtu a výšky sa zhoršujú podmienky pre chladenie piestu, čím sa zvyšuje tepelný odpor dna - prstenca - steny valca. Preto je výber dizajnu vždy kompromisom.

Väčšinu áut núti k pohybu piestový spaľovací motor (skrátene spaľovací motor) s kľukovým mechanizmom. Táto konštrukcia sa rozšírila vďaka nízkej cene a vyrobiteľnosti výroby, relatívne malým rozmerom a hmotnosti.

Podľa druhu použitého paliva možno spaľovacie motory rozdeliť na benzínové a naftové. Musím povedať, že benzínové motory fungujú výborne. Toto rozdelenie priamo ovplyvňuje konštrukciu motora.

Ako funguje piestový spaľovací motor?

Základom jeho konštrukcie je blok valcov. Ide o telo odliate z liatiny, hliníka alebo niekedy zliatiny horčíka. Väčšina mechanizmov a častí iných motorových systémov je pripevnená špecificky k bloku valcov alebo je umiestnená v ňom.

Ďalšou významnou časťou motora je jeho hlava. Nachádza sa v hornej časti bloku valcov. V hlave sú umiestnené aj časti motorových systémov.

Zospodu je k bloku valcov pripevnená paleta. Ak táto časť preberá zaťaženie pri bežiacom motore, často sa nazýva olejová vaňa alebo kľuková skriňa.

Všetky systémy motora

1. kľukový mechanizmus;
2. mechanizmus distribúcie plynu;
3. zásobovací systém;
4. chladiaci systém;
5. mazací systém;
6. Systém zapaľovania;
7. systém riadenia motora.

kľukový mechanizmus pozostáva z piestu, vložky valca, ojnice a kľukového hriadeľa.

Kľukový mechanizmus:
1. Rozširovač krúžku škrabky oleja. 2. Stierací krúžok piestového oleja. 3. Kompresný krúžok, tretí. 4. Kompresný krúžok, druhý. 5. Kompresný krúžok, vrch. 6. Piest. 7. Poistný krúžok. 8. Piestny čap. 9. Priechodka ojnice. 10. Spojovacia tyč. 11. Uzáver ojnice. 12. Vložte spodnú hlavu ojnice. 13. Skrutka uzáveru ojnice, krátka. 14. Skrutka uzáveru ojnice, dlhá. 15. Hnacie ústrojenstvo. 16. Zástrčka olejového kanála kľukového čapu. 17. Plášť ložiska kľukového hriadeľa, horný. 18. Ozubený krúžok. 19. Skrutky. 20. Zotrvačník. 21. Špendlíky. 22. Skrutky. 23. Deflektor oleja, zadný. 24. Veko zadného ložiska kľukového hriadeľa. 25. Špendlíky. 26. Polkrúžok axiálneho ložiska. 27. Plášť ložiska kľukového hriadeľa, spodný. 28. Protizávažie kľukového hriadeľa. 29. Skrutka. 30. Veko ložiska kľukového hriadeľa. 31. Spojovacia skrutka. 32. Skrutka upevnenia krytu ložiska. 33. Kľukový hriadeľ. 34. Protiváha, predná. 35. Olejový slinger, predný. 36. Poistná matica. 37. Kladka. 38. Skrutky.

Piest je umiestnený vo vnútri vložky valca. Pomocou piestneho čapu je spojený s ojnicou, ktorej spodná hlava je pripevnená k čapu ojnice kľukového hriadeľa. Vložka valca je otvor v bloku, alebo liatinové puzdro vložené do bloku.

Vložka valca s blokom

Vložka valca je uzavretá hlavou navrchu. Kľukový hriadeľ je tiež pripevnený k bloku v spodnej časti. Mechanizmus premieňa priamočiary pohyb piestu na rotačný pohyb kľukového hriadeľa. Rovnaká rotácia, pri ktorej sa v konečnom dôsledku roztočia kolesá auta.

Mechanizmus distribúcie plynu je zodpovedný za dodávanie zmesi paliva a vzduchových pár do priestoru nad piestom a odstraňovanie produktov spaľovania cez ventily, ktoré sa v určitom čase striktne otvárajú.

Energetický systém je primárne zodpovedný za prípravu horľavej zmesi požadovaného zloženia. Zariadenia systému palivo skladujú, čistia, miešajú so vzduchom tak, aby zabezpečili prípravu zmesi požadovaného zloženia a množstva. Systém je tiež zodpovedný za odstraňovanie produktov spaľovania paliva z motora.

Keď motor beží, tepelná energia sa generuje v množstve väčšom, ako je motor schopný premeniť na mechanickú energiu. Žiaľ, takzvaná tepelná účinnosť aj tých najlepších príkladov moderných motorov nepresahuje 40 %. Preto sa musí veľké množstvo tepla „navyše“ odviesť do okolitého priestoru. Presne to robí, odoberá teplo a udržuje stabilnú prevádzkovú teplotu motora.

Systém mazania. Toto je len prípad: "Ak nenamastíš, nepôjdeš." Spaľovacie motory majú veľké množstvo trecích jednotiek a takzvané klzné ložiská: je tam diera, hriadeľ sa v nej otáča. Nedôjde k mazaniu, zostava zlyhá v dôsledku trenia a prehriatia.

Systém zapaľovania navrhnuté tak, aby presne v určitom časovom okamihu zapálili zmes paliva a vzduchu v priestore nad piestom. taký systém neexistuje. Tam sa palivo za určitých podmienok samovoľne vznieti.

Video:

Systém riadenia motora pomocou elektronickej riadiacej jednotky (ECU) riadi systémy motora a koordinuje ich prácu. V prvom rade ide o prípravu zmesi požadovaného zloženia a jej včasné zapálenie vo valcoch motora.

Piest je jedným z najvýznamnejších prvkov pri premene chemickej energie paliva na tepelnú energiu a následne na mechanickú energiu, doslova aj obrazne. Výkon motora do značnej miery závisí od toho, ako dobre piest plní svoje úlohy. To určuje účinnosť a čo je dôležitejšie, spoľahlivosť motora. Tento parameter nadobúda mimoriadny význam pri úpravách áut v tuningových salónoch alebo športových aplikáciách. Dizajnéri sa vždy stretnú s problémom použitia špeciálnych piestov keď sa výkon zvýši. Piest možno považovať za jednu z najzložitejších častí motora pre množstvo funkcií a dosť protichodné vlastnosti. Výnimočne to potvrdzuje aj fakt, že len veľmi málo výrobcov áut vyrába piesty pre svoje motory len z vlastnej sily.

Vo väčšine prípadov sa uchyľujú k službám firiem špecializujúcich sa na túto záležitosť. Okolo piestov je obrovské množstvo záhad a dohadov, čo vytvára rôznorodé veľkosti a tvary tejto časti. V príslušnej časti našej stránky nájdete článok. Vyrobiť piest za štandardných podmienok strojárstva v tuningových firmách je technicky náročné, takmer nemožné, preto sa väčšina firiem týmto biznisom odmieta zaoberať. Navyše kusová výroba takýchto zložitých dielov môže byť z finančného hľadiska zaťažujúca. Tuneri intuitívne chápu, že vylepšené motory musia mať vylepšené piesty.

Piestové zariadenie

Pozrime sa bližšie na to, aké požiadavky sú zvyčajne kladené na piesty a ako sú vo všeobecnosti usporiadané.

• Piest sa po prvé pohybuje vo valci, čo umožňuje vykonávať mechanickú prácu expanziou produktov spaľovania paliva, tj stlačených plynov.

Z toho môžeme usúdiť, že musí odolávať tlaku plynov, musí mať tepelnú odolnosť a utesniť vývrt valca.

• Po druhé, piest musí spĺňať požiadavky trecej dvojice, aby mechanické straty a opotrebovanie boli minimálne.
• Po tretie, musí odolať reakcii ojnice a mechanickému nárazu zo spaľovacej komory.
• Po štvrté, piest musí minimálne zaťažovať kľukový mechanizmus zotrvačnými silami a vykonávať vratné pohyby vysokou rýchlosťou.

Ukazuje sa, že všetky problémy spojené s touto významnou časťou motora možno rozdeliť do dvoch kategórií:

1. Ide o mechanické procesy.
2. Tepelné procesy a prvý je oveľa rozsiahlejší ako druhý. Kategórie majú pomerne blízky vzťah. Pozrime sa bližšie na ten prvý.

Ako viete, palivo horí v nepiestovom priestore a zároveň pri každom cykle prevádzky motora uvoľňuje veľmi veľké množstvo tepla. Teplota už spálených plynov je v priemere 2000 stupňov. Časť energie pôjde do pohyblivých častí motora a zvyšok zahreje motor. Energia, ktorá nakoniec zostane, poletí do potrubia spolu s upravovanými plynmi. Podľa fyzikálnych zákonov si dve telesá môžu navzájom odovzdávať teplo, kým sa ich teploty úplne nevyrovnajú. Ak teda piest nie je pravidelne chladený, po chvíli sa jednoducho roztopí. Toto je veľmi významný moment pre pochopenie princípov fungovania celej skupiny piestov.

Toto je obzvlášť dôležité, keď je motor zosilnený. So zvyšovaním výkonu motora sa automaticky zvyšuje množstvo tepla vytvoreného v spaľovacej komore za jednu časovú jednotku. Roztavené piesty samozrejme vidíme veľmi zriedkavo, no teplota je vždy spomenutá pri akomkoľvek ich probléme, rovnako ako rýchlosť je prítomná pri každej nehode. Samozrejme, vina je tu na strane vodiča, ale nikto by nebol zranený, keby auto stálo na mieste. Faktom je, že vysoké teploty zhoršujú vlastnosti všetkých materiálov. Zaťaženie 100 stupňov spôsobí elastickú deformáciu, zaťaženie 300 stupňov úplne deformuje výrobok a zaťaženie 450 stupňov ho deformuje. Z tohto dôvodu sa musia použiť buď materiály, ktoré znesú veľké namáhanie vysokými teplotami, alebo sa musia prijať opatrenia na zabránenie zvyšovania teploty piestu. Zvyčajne sa robí oboje. Konštrukcia piestu však musí byť taká, aby na správnych miestach bolo určité množstvo kovu, ktoré je schopné odolať deštrukcii.

Priebeh všeobecnej fyziky potvrdzuje skutočnosť, že tepelný tok smeruje k menej ohriatym telesám z viac ohriatych. Máme teda možnosť vidieť, ako sú teploty rozložené na pieste počas jeho činnosti, a určiť významné konštrukčné body, ktoré ovplyvňujú jeho teplotu, inými slovami, pochopiť, ako dochádza k ochladzovaniu. Vieme, že pracovná tekutina, teda plyny v spaľovacej komore, sa zahrievajú viac ako všetky časti. Je úplne jasné, že v konečnom dôsledku sa teplo prenesie do vzduchu, ktorý auto obklopuje – najchladnejšieho, no za istých okolností nekonečne teplého. Umývaním krytu motora a chladiča vzduch ochladzuje blok valcov, chladiacu kvapalinu a kryt hlavy. Musíme len nájsť most cez ktorý piest odovzdáva svoje teplo nemrznúcej zmesi a bloku. Existujú štyri spôsoby, ako to urobiť. Z hľadiska ich prínosu sú úplne odlišné, ale je potrebné spomenúť každú z nich, pretože majú menší alebo väčší význam v závislosti od konštrukcie motora.

Prvý spôsob

Toto sú piestne krúžky, ktoré poskytujú najväčší prietok. Keďže prvý krúžok je umiestnený bližšie k spodnej časti, hrá hlavnú úlohu práve on. Toto je najkratšia cesta k chladiacej kvapaline cez stenu valca. Súčasne sú krúžky pritlačené k stenám valca a drážkam piestu. Poskytujú viac ako polovicu celkového tepelného toku.

Druhý spôsob

Nie je to také samozrejmé, ale je ťažké to podceniť. Druhou kvapalinou na chladenie motora je olej. Napriek zlej cirkulácii a relatívne malému objemu má olejová hmla prístup k najhorúcejším častiam motora. Odvádza značnú časť tepla z najhorúcejších miest a odovzdáva ho olejovej vani. V tejto časti našej stránky nájdete článok o. Pri použití olejových dýz, ktoré smerujú prúd na vnútorný povrch koruny piesta, dosahuje podiel oleja na výmene tepla často 30 - 40 percent. Samozrejme, ak olej zaťažíme viac, ako je stupeň funkcie chladiacej kvapaliny, bude potrebné ho schladiť. Prehriaty olej stratí nielen svoje vlastnosti, ale môže viesť aj k poruche ložísk. A čím vyššia je teplota oleja, tým menej bude schopný prenášať teplo cez seba.

tretí spôsob

Cez veľké nálitky do prsta, potom do ojnice a až potom do oleja. Táto metóda nie je taká zaujímavá, pretože na ceste sú značné tepelné odpory vo forme oceľových častí a medzier, ktoré majú nízky koeficient odporu a značnú dĺžku.

Štvrtý spôsob

Nesúvisí s chladiacou kvapalinou alebo olejom. Časť tepla odoberá zmes čerstvého vzduchu a paliva, ktorá vstupuje do valca po sacom zdvihu. Množstvo tepla, ktoré táto zmes odoberie, závisí od stupňa otvorenia škrtiacej klapky a režimu prevádzky. Je potrebné poznamenať, že teplo, ktoré vzniká pri spaľovaní, je tiež úmerné náplni. Dá sa povedať, že táto dráha chladenia je rýchla, impulzná, vysoko účinná, úmerná následnému ohrevu, a to vďaka tomu, že teplo sa odoberá z tej istej strany, z ktorej sa ohrieva piest.

Mali by ste tiež hovoriť o štandardnej technike, ktorá sa používa pri nastavovaní motorov športového typu. Faktom je, že tepelná kapacita zmesi je do značnej miery určená jej zložením. Na normalizáciu chodu motora často potrebujete trochu, o 5 - 10 stupňov, na zníženie vnútornej teploty. To sa dosiahne miernym obohatením zmesi. Navyše táto skutočnosť nijako neovplyvňuje proces spaľovania a teplota klesá. Detonačný prah sa posunie späť, zapálenie žeravým žiarením zmizne. V tomto prípade platí, že o niečo bohatší je lepší ako o niečo chudobnejší. Motory poháňané metanolom kladú oveľa menšie nároky na chladiaci systém kvôli konverznému teplu, ktoré je 3-krát väčšie ako u benzínu.

Veľkú pozornosť treba venovať procesu prenosu tepla cez piestne krúžky vzhľadom na jeho väčší význam. Je úplne jasné, že ak sa táto cesta z akéhokoľvek dôvodu zablokuje, motor už nevydrží dlhé nútené režimy. Teplota sa veľmi zvýši, piest sa začne topiť a motor sa zrúti. Teraz si spomeňme na takú charakteristiku, ako je procesia, ktorá, ako sa zdá, žiadnym spôsobom neovplyvňuje prenos tepla. Ak sa človek stretol s ojazdeným autom, musí jasne pochopiť, čo to je. Ide o veľmi významný parameter, o ktorom chce vedieť každý majiteľ auta, ktorému záleží na stave motora svojho auta. Kompresia nepriamo indikuje stupeň hustoty skupiny piestov. Toto je veľmi dôležitý parameter, ak ho zvažujeme z hľadiska prestupu tepla.

Predstavme si situáciu, že krúžok nepriľne k stene valca po celej dĺžke. V tomto prípade spálené plyny vytvoria bariéru, ktorá bude brániť prenosu tepla cez krúžok na stenu valca, počnúc piestom, keď preniknú do štrbiny. To sa rovná zakrytiu časti chladiča auta, aby sa nemal šancu ochladiť vzduchom.

Ak prsteň nemá tesný kontakt s drážkou, uvidíme ešte hroznejší obraz. V miestach, kde majú plyny možnosť prúdiť cez drážku okolo krúžku, piestová časť jednoducho stráca príležitosť ochladiť sa a spadne do akéhosi tepelného vrecka. V dôsledku toho dochádza k odštiepeniu a vyhoreniu časti požiarneho pásu, ktorá susedí s únikom. Z tohto dôvodu sa toľko pozornosti venuje opotrebovaniu drážok a geometrii prstencového valca. A hlavným dôvodom nie je zhoršenie energie. Malé množstvo plynov, ktoré prenikne do kľukovej skrine, totiž samo o sebe nenesie dostatok energie na to, aby ovplyvnilo stratu tlaku v zdvihu silového zdvihu, a teda aj stratu krútiaceho momentu motora. Najmä pokiaľ ide o vysokorýchlostný motor. Oveľa väčšie škody na motore spôsobuje nízka hustota v zmysle straty spoľahlivosti a tuhosti a lokálne tepelné preťaženie. Z tohto dôvodu sa veľmi rýchlo lámu piesty obnovené opätovným objímkou ​​bloku alebo výmenou krúžkov, ktoré sú už nefunkčné. Preto sa v prvom rade pri športových motoroch ničí valec, ktorý má menšiu kompresiu.

Tu by sme sa zrejme mali dotknúť problému, o ktorom sa nevyhnutne diskutuje pri výrobe špeciálnych piestov pre tuningové alebo športové aplikácie. Koľko krúžkov bude mať nový piest? Aké hrubé sú tieto prstene? Z hľadiska mechaniky je lepšie, keď je krúžkov málo. Čím sú užšie, tým menšie straty budú v skupine piestov. S poklesom hrúbky a výšky krúžkov sa však zhoršia podmienky na chladenie piestu a zvýši sa tepelný odpor. Preto pri výbere dizajnu musíte vždy robiť kompromisy. Tuhosť rámov rastie s otáčkami motora. V tejto časti našej stránky nájdete článok o. Rýchlosť procesov znižuje požiadavky na zhutňovanie. Mechanické straty sa zvyšujú s rýchlosťou a musia sa znižovať, inak všetko, čo sa predtým premenilo na mechanickú silu, sa jednoducho nedostane na kolesá. Medzitým sa množstvo generovaného tepla zväčší, takže chladiaci mostík sa musí rozšíriť. Z toho dostaneme, že prstene by mali byť úzke aj široké. Dva sú potrebné na rýchlosť a tri na účinnosť chladenia piestov. Projektant musí nájsť optimálne riešenie tohto problému. Výsledky jeho práce ukážu vyváženosť motora.

Inžinieri, ktorí pracujú vo veľkých výskumných centrách a výrobných podnikoch dnes disponujú obrovským množstvom empirického materiálu, na základe ktorého vytvárajú výpočtové metódy umožňujúce s veľmi vysokou presnosťou predpovedať pole charakteristík a teplôt konkrétneho výrobku. Toto je dostupné pre veľmi, veľmi málo tuningových spoločností. V tomto článku sa konkrétne nezmieňujú mnohé hodnoty konkrétnych veličín, ktoré by niektorých čitateľov povzbudili, aby si zobrali kalkulačky. Robiť tepelné výpočty na prstoch nie je vôbec sľubné a pre nikoho absolútne zbytočné. Tento článok odhaľuje tú stránku procesov vyskytujúcich sa v motore, ktorá sa veľmi zriedka berie do úvahy, ale vždy sa predpokladá. Chcel som len odhaliť nevyhnutnosť a dôležitosť vplyvu tepla na celkovú účinnosť motora. Čo sa týka mechanickej časti tejto problematiky, o nej si podrobne povieme nabudúce.

V kľukovom mechanizme plní piest viacero funkcií, medzi ktoré patrí vnímanie tlaku plynu a prenos síl na ojnicu, utesnenie spaľovacej komory a odvod tepla z nej. Piest je najcharakteristickejšou časťou spaľovacieho motora. s jeho pomocou sa realizuje termodynamický proces motora.

Podmienky, za ktorých piest pracuje, sú extrémne a vyznačujú sa vysokým tlakom, teplotou a zotrvačným zaťažením. Preto sú piesty na moderných motoroch vyrobené z ľahkého, odolného a tepelne odolného materiálu - hliníkovej zliatiny, menej často ocele. Piesty sa vyrábajú dvoma spôsobmi – vstrekovaním alebo lisovaním, tzv. kované piesty.

Piest je jednodielny konštrukčný prvok, ktorý je podmienene rozdelený na hlavu (v niektorých zdrojoch sa nazýva dno) a sukňu. Tvar a prevedenie piestu je do značnej miery dané typom motora, tvarom spaľovacej komory a spaľovacím procesom, ktorý v nej prebieha. Piest benzínového motora má plochý alebo takmer plochý povrch hlavy. Dajú sa v ňom urobiť drážky na úplné otvorenie ventilov. Piesty motorov s priamym vstrekovaním paliva majú zložitejší tvar. Spaľovacia komora určitého tvaru je vytvorená v hlave piestu dieselového motora, čo poskytuje dobré vírenie a zlepšuje tvorbu zmesi.

Pod hlavou piestu sú vytvorené drážky na inštaláciu piestnych krúžkov. Piestový plášť má kužeľovitý alebo krivočiary ( súdkovitého tvaru) formulár. Tento tvar lemu kompenzuje tepelnú rozťažnosť piestu pri zahrievaní. Keď sa dosiahne prevádzková teplota motora, piest nadobudne valcový tvar. Na zníženie trecích strát je na bočný povrch piesta nanesená vrstva antifrikčného materiálu ( sulfid molybdénový, grafit). V plášti piestu sú otvory s prílivmi ( šéfovia) na pripevnenie piestneho čapu.

Chladenie piestu vykonávané zo strany vnútorného povrchu rôznymi spôsobmi:

1. olejová hmla vo valci;
2. striekanie oleja cez otvor v ojnici;
3. striekanie oleja so špeciálnou tryskou;
4. vstrekovanie oleja do špeciálneho prstencového kanála v zóne krúžkov;
5. cirkulácia oleja cez rúrkovú cievku v hlave piestu.

Piestne krúžky tvoria tesné spojenie medzi piestom a stenami valca. Sú vyrobené z modifikovanej liatiny. Piestne krúžky sú hlavným zdrojom trenia v spaľovacom motore. Straty trením v krúžkoch dosahujú až 25 % všetkých mechanických strát v motore.

Počet a usporiadanie krúžkov závisí od typu a účelu motora. Najbežnejšou schémou sú dva kompresné a jeden krúžok na stieranie oleja. Kompresné krúžky zabrániť prieniku plynov zo spaľovacej komory do kľukovej skrine. Prvý kompresný krúžok funguje v najťažších podmienkach. Preto je na piestoch nafty a mnohých benzínových motorov s núteným obehom nainštalovaná oceľová vložka do prstencovej drážky, ktorá zvyšuje pevnosť a umožňuje maximálny kompresný pomer. Kompresné krúžky môžu mať lichobežníkový, súdkovitý, kužeľovitý tvar, niektoré sa vyrábajú s výbrusom (rezom).

Krúžok na škrabku oleja odstraňuje prebytočný olej z povrchu valca a zabraňuje prenikaniu oleja do spaľovacej komory. Krúžok má veľa drenážnych otvorov. Niektoré vzory krúžkov majú pružinový expandér.

Spojenie piestu s ojnicou sa uskutočňuje pomocou piestneho čapu, ktorý má rúrkový tvar a je vyrobený z ocele. Existuje niekoľko spôsobov inštalácie piestneho čapu. Najpopulárnejší je tzv. plávajúci prst, ktorý má schopnosť otáčať sa v nálitkoch a hlave piestu ojnice počas prevádzky. Aby sa zabránilo posunutiu prsta, je upevnený poistnými krúžkami. Oveľa menej často sa používa tuhé upevnenie koncov čapu v pieste alebo tuhé upevnenie čapu v hlave piestu ojnice.

Piest, piestne krúžky a piestny čap sú známe ako skupina piestov.

Definícia.

piestový motor- jeden z variantov spaľovacieho motora, ktorý pracuje tak, že premieňa vnútornú energiu horiaceho paliva na mechanickú prácu translačného pohybu piesta. Piest sa uvádza do pohybu expanziou pracovnej tekutiny vo valci.

Kľukový mechanizmus prevádza translačný pohyb piestu na rotačný pohyb kľukového hriadeľa.

Pracovný cyklus motora pozostáva zo sledu cyklov jednostranných translačných zdvihov piesta. Delené motory s dvoma a štyrmi pracovnými cyklami.

Princíp činnosti dvojtaktných a štvortaktných piestových motorov.

Počet valcov v piestové motory sa môže líšiť v závislosti od dizajnu (od 1 do 24). Objem motora sa považuje za rovný súčtu objemov všetkých valcov, ktorých objem sa zistí súčinom prierezu a zdvihu piestu.

IN piestové motory rôzne konštrukcie, proces zapaľovania paliva prebieha rôznymi spôsobmi:

Elektrický iskrový výboj, ktorý sa tvorí na zapaľovacích sviečkach. Takéto motory môžu bežať ako na benzín, tak aj na iné druhy paliva (zemný plyn).

Kompresia pracovného tela:

IN dieselové motory, na motorovú naftu alebo plyn (s 5 % prídavkom motorovej nafty), vzduch sa stlačí a keď piest dosiahne bod maximálnej kompresie, vstrekne sa palivo, ktoré sa vznieti pri kontakte s ohriatym vzduchom.

Kompresné modely motorov. Zásoba paliva v nich je úplne rovnaká ako v benzínových motoroch. Preto je na ich prevádzku potrebné špeciálne zloženie paliva (s nečistotami vzduchu a dietyléteru), ako aj presné nastavenie kompresného pomeru. Kompresorové motory našli svoju distribúciu v leteckom a automobilovom priemysle.

žeraviace motory. Princíp ich činnosti je v mnohých ohľadoch podobný motorom kompresného modelu, nebol však bez konštrukčného prvku. Úlohu zapaľovania v nich plní žeraviaca sviečka, ktorej žiara je udržiavaná energiou paliva horiaceho v predchádzajúcom cykle. Špeciálne je aj zloženie paliva na báze metanolu, nitrometánu a ricínového oleja. Takéto motory sa používajú v automobiloch aj v lietadlách.

výhrevné motory. V týchto motoroch dochádza k vznieteniu pri kontakte paliva s horúcimi časťami motora (zvyčajne korunou piestu). Ako palivo sa používa plyn z otvoreného ohniska. Používajú sa ako hnacie motory vo valcovniach.

Typy paliva používané v piestové motory:

Kvapalné palivo– motorová nafta, benzín, alkoholy, bionafta;

plynov– prírodné a biologické plyny, skvapalnené plyny, vodík, plynné produkty krakovania ropy;

Oxid uhoľnatý, ktorý sa vyrába v plynovom generátore z uhlia, rašeliny a dreva, sa používa aj ako palivo.

Prevádzka piestových motorov.

Cykly motora podrobne opísané v technickej termodynamike. Rôzne cyklogramy sú opísané rôznymi termodynamickými cyklami: Ottov, Diesel, Atkinson alebo Miller a Trinkler.

Príčiny porúch piestového motora.

účinnosť piestového motora.

Maximálna účinnosť, ktorú možno dosiahnuť piestový motor je 60 %, t.j. o niečo menej ako polovica horiaceho paliva sa spotrebuje na vykurovanie častí motora a tiež vychádza s teplom výfukových plynov. V tejto súvislosti je potrebné vybaviť motory chladiacimi systémami.

Klasifikácia chladiacich systémov:

Spoločnosť Air CO- vďaka rebrovanému vonkajšiemu povrchu valcov odovzdávajú teplo vzduchu. Sú
skôr na slabé motory (desiatky hp), alebo na výkonné letecké motory, ktoré sú chladené rýchlym prúdom vzduchu.

Kvapalný CO- ako chladivo sa používa kvapalina (voda, nemrznúca zmes alebo olej), ktorá je čerpaná cez chladiaci plášť (kanály v stenách bloku valcov) a vstupuje do chladiaceho chladiča, v ktorom sa chladí prúdmi vzduchu, prirodzeného resp. od fanúšikov. Zriedkavo sa ako chladivo používa aj kovový sodík, ktorý sa taví teplom zohrievajúceho sa motora.

Aplikácia.

Piestové motory si pre svoj výkonový rozsah (1 watt - 75 000 kW) získali veľkú obľubu nielen v automobilovom priemysle, ale aj v leteckom priemysle a lodiarstve. Používajú sa aj na pohon vojenskej, poľnohospodárskej a stavebnej techniky, elektrických generátorov, vodných čerpadiel, motorových píl a iných strojov, mobilných aj stacionárnych.