پیستون خودرو چیست و نحوه عملکرد آن در موتور خودرو

پیستون چیست؟

این قطعه بخشی از سیستم احتراق داخلی خودرو است که با فشار گاز ناشی از احتراق در محفظه احتراق بالای سیلندر عمل می کند. این قطعه، نیروی ناشی از احتراق را از طریق میله اتصال به سمت پایین و به سوی میل لنگ حرکت می دهد. این قطعه، استوانه ای شکل است که به شاتون متصل می شود و از طریق جریان رفت و برگشت در سیلندر عمل می کند. درواقع، آن را باید قلب موتور دانست.

پیستون چگونه کار می کند؟

این قطعه، داخل سوراخ های موجود در بوش سیلندر به شکل عمودی حرکت می کند. حرکت عمودی آن داخل سیلندر به وسیله شاتون، به حرکت چرخشی، تبدیل و به میل لنگ منتقل می شود. برای افزایش قدرت و کشش، از چندین سیلندر و پیستون در خودرو استفاده می شود. به طور مثال اگر دو خودرو با وضعیت یکسان، با اندازه پیستون های معین دارید، خودرویی که تعداد بیشتری از این قطعه دارد، قدرت بیشتری تولید می کند.با افزایش تعداد این قطعه، اندازه بلوک سیلندر هم افزایش می یابد؛ میل لنگ نیز با توجه به تعداد سیلندرهای خودرو، امکان پذیرش شاتون را خواهد داشت.

این قطعه در واقع در مرکز و قلب موتور قرار دارد و زمانی می توان آن را مشاهده کرد که درب سوپاپ و سر سیلندر باز شده باشد. شکل و تعداد قرارگیری سوپاپ ها در سیلندرهای خودرو متفاوت است.در قسمت فوقانی آن، محفظه احتراق قرار دارد که مخلوط سوخت و هوا در آن فشرده می شود. شمع، این مخلوط را با جرقه ای کوچک منفجر می کند و انرژی حاصل، موجب حرکت پیستون به پایین می شود.

نقش رینگ ها در حرکت پیستون

رینگ ها در این میان، نقشی مهم ایفا می کنند. این رینگ ها در داخل شیارهای پیستون قرار دارند و از خروج مخلوط سوخت و هوا از بالای محفظه احتراق جلوگیری می کنند تا فرآیند انفجار و حرکت پیستون به سهولت انجام شود.بعضی سیلندرها یک سوپاپ ورودی و یک سوپاپ خروجی دارند که آن ها را سیلندرهای دو پایه می گویند.

کارآیی شیارها در پیستون

برخی خودروها نیز سیلندرهایی دارند که دارای دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی هستند که آن ها را سیلندرهای چهارسو پاپه می نامند.بعضی خودروها دارای سیستم سوپاپ و تایمینگ متغیر هستند. در این خودروها با توجه به سیستم سوپاپ، شیارهایی در پیستون ایجاد می شود که از برخورد سوپاپ ها با این قطعه جلوگیری می کنند. همچنین اگر تسمه تایم پاره شود و زمان بندی سوپاپ به هم بخورد، این شیارها، مانع از آسیب به پیستون و سوپاپ می شوند.

جنس پیستون

این قطعه از آلومینیوم یا چدن ساخته می شود. با توجه به مقاومت بالای چدن در برابر حرارت، چدنی ها در خودروهای خاص به کار می روند. این ها بزرگ و سنگین هستند و عموماً در موتورهای دیزلی کاربرد دارند.مدل های آلومینیومی در خودروهای سواری، کاربرد بیشتری دارند، چرا که آلومینیومی ها، سبک هستند و توان انتقال حرارت بیشتری دارند. کاربرد مدل آلومینیومی این قطعه، آن قدر گسترده شده است که در موتورهای دیزلی هم استفاده می شوند؛ البته در موتورهایی که احتمال آب شدن آلومینیوم وجود دارد، مدل هایی که از جنس چدن هستند، همچنان کاربرد خود را حفظ کرده اند.مدل های آلومینیومی به دو روش ریخته گری و آهنگری ساخته می شوند. در روش ریخته گری، مدل این قطعه سوراخ سوراخ است و در پیچ های بالا، توان لازم را ندارد.

در مقابل، پیستون آهنگری با توجه به بدنه فشرده تر، دارای توان بیشتری نسبت به نوع ریخته گری شده است.رینگ پیستون نیز به دلیل خاصیت ارتجاعی آن، از چدن یا آلیاژهای فولادی ساخته می شود. مجموعه رینگ، معمولاً از بالا به پایین، شامل رینگ فشار، حلقه وایپر و رینگ روغن است که همه آن ها از فولاد یا چدن ساخته شده اند. وظیفه اصلی این رینگ ها، جا به جایی روغن در قطعه مورد بحث است.

اجزای تشکیل دهنده پیستون

قسمت های اصلی شامل تاج، دامنه، و رینگ پیستون، سوراخ گژنپین و رینگ پیستون است. بخش بالایی آن نیز به شکل های مختلف ساخته می شود. سطح بالایی بعضی از آن ها به صورت صاف و مسطح، بعضی به صورت گنبدی و بعضی هم به صورت مقعر است. با وجود این، طراحی موتور، سیلندر، سر سیلندر، محفظه احتراق و مدل سوپاپ، تعیین کننده نهایی شکل این قطعه است.