پیستون یکی از قطعات ثابت و مهم در موتورهای درونسوز است و در تمام موتورهای احتراق داخلی دیده میشود. این قطعه نقش مهمی در پیشرانه خودرو داشته و خرابی یا عدم کارکرد صحیح آن بر عملکرد موتور تاثیر میگذارد. حال بهتر است ببینیم پیستون ماشین دقیقا چیست و چه وظیفهای در خودرو دارد.
"*"فیلدهای ضروری را نشان می دهد
پیستون ماشین چیست؟
پیستون یک قطعه استوانهای شکل و توخالی است که یک سر آن باز و دیگری بسته است. این قطعه فلزی در داخل سیلندر خودرو حرکت میکند. لبههای پیستون دارای رینگهایی است که با دیوار سیلندر در تماس است. با حرکت رفت و برگشتی پیستون درون سیلندر موتور، تراکم مخلوط سوخت و هوا صورت گرفته و این مخلوط برای فرآیند احتراق آماده میشود. همچنین میتوان گفت این قطعه وظیفه تبدیل انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی را بر عهده دارد. برای ساخت پیستون معمولا از فلزاتی نظیر آلومینیوم، فولاد یا چدن استفاده میشود.
اجزای پیستون ماشین
هر پیستون ماشین شامل اجزا و قطعاتی است که مهمترین آنها به شرح زیر است:
- رینگ پیستون: این قطعه به شکل حلقهای فلزی بوده و در اطراف پیستون قرار میگیرد. وظیفه آن هم تنظیم فاصله پیستون با سیلندر است. همچنین سبب کاهش اصطکاک پیستون با دیواره سیلندر و عایقبندی جهت جلوگیری از نفوذ موادی همچون روغن و آب به محفظه احتراق میشود.
- تاج: تاج بخش بالایی پیستون را تشکیل داده و با ترکیب سوخت و هوا در تماس است.
- پین پیستون یا گژن پیستون: این قطعه که به آن انگشتی هم گفته میشود، یک میله توخالی است که جهت برقراری ارتباط پیستون با شاتون کاربرد دارد. این قطعه سبب ارتباط پیستون با شاتون شده و نیروی تولیدی را به آن انتقال میدهد.
- رینگ روغن: این بخش از ورود روغن به داخل پیستون جلوگیری میکند. همچنین در زمان حرکت پیستون، سبب پاک شدن دیواره سیلندر از روغن میشود.
- شیار رینگ: این بخش از پیستون محلی برای قرارگیری رینگها است.
نقش و وظیفه پیستون در خودرو
در هر یک از سیلندرهای پیشرانه یک پیستون قرار دارد. با پایین رفتن پیستون، مخلوط سوخت و هوا به سیلندر یا محفظه احتراق وارد میشود. زمانی هم که این قطعه به بالا حرکت میکند، مخلوط سوخت و هوا متراکم شده و با جرقهزنی توسط شمع عمل احتراق یا انفجار صورت میگیرد. نیروی حاصل از احتراق هم مجددا باعث حرکت پیستون به سمت پایین و تکرار سیکل میشود. به طور کلی مهمترین وظایف پیستون به شرح زیر است:
- تامین انرژی مکانیکی: پیستون قادر به تبدیل انرژی ناشی از سوختن مخلوط سوخت و هوا به انرژی مکانیکی است.
- تنظیم حجم سیلندر: حرکت پیستون در سیلندر، بر حجم سیلندر تاثیر میگذارد. با حرکت قطعه به سمت پایین، حجم سیلندر افزایش یافته و پیشرانه ترکیب سوخت و هوا را به داخل محفظه احتراق مکش میکند. پایین آمدن پیستون هم سبب کاهش حجم سیلندر و افزایش فشار میشود.
- تراکم مخلوط سوخت و هوا در سیلندر: همانطور که چندین بار اشاره کردیم، پیستون به متراکم کردن مخلوط سوخت و هوا در سیلندر میپردازد که این ترکیب در ادامه منفجر میشود.
انواع پیستون از نظر جنس و بهترین آن
پیستون بیشتر با استفاده از آلیاژ چدن یا آلومینیوم ساخته میشود:
- پیستون از جنس آلومینیوم: این پیستون به دو روش ریختهگری و یا آهنگری تولید شده و بیشتر در خودروهای سواری مورد استفاده قرار میگیرد. پیستون آلومینیومی از نوع ریختهگری، فضای متخللی داشته و به دلیل مقاومت گرمایی کمتر در خودروهایی با قدرت پایینتر استفاده میشود. پیستون آلومینیومی از نوع آهنگری هم بافت متراکم و قوی دارد و در خودروهای سنگین با توان بالاتر استفاده میشود. دوام این پیستونها نسبت به نوع ریختهگری بیشتر است.
- پیستون از جنس چدن: این پیستونها از وزن بیشتر و بدنه بزرگتری برخوردار هستند. برای همین در خودروهای دیزلی با قدرت بالا استفاده میشوند. پیستونهای چدنی در کنار وزن بالا از انتقال حرارتی پایین نیز برخوردار بوده و کمی شکنندهاند. این پیستونها قیمت کمتری نسبت به پیستونهای آلومینیومی دارند.
انواع پیستون از نظر نوع موتور
پیستونها از نظر نوع موتور شامل دو دسته زیر میشوند:
- پیستون دو زمانه: این پیستونها بیشتر در موتورسیکلتها کاربرد دارند و کمتر در خودروها مورد استفاده قرار میگیرند. البته در برخی از سواریهای کوچک با موتور کم حجم دیده میشوند. پیستون در موتورهای دو زمانه برای هر سیکل حرکت موتور نیاز به یک بار رفت و برگشت دارد. برای همین فشار بیشتری را تحمل میکند.
- پیستون چهار زمانه: این پیستونها در موتورهای چهار زمانه و بیشتر در خودروها کاربرد دارند. پیستونهای چهار زمانه تحت فشار کمتری از سمت گازهای احتراق و حرارت پایینتر از سوی انفجار قرار میگیرند. برای تامین نیروی یک سیکل حرکتی موتور، نیاز به 2 بار رفت و برگشت پیستون است.
انواع پیستون بر اساس شعاع دامنه
در یک دستهبندی دیگر میتوان پیستون را بر اساس شعاع و فرم دامنه تقسیم کرد:
- پیستون کامل: این پیستونها فاقد برش هستند و توسط یک شاتون بلند با میل لنگ در ارتباط میباشند.
- پیستون با برش نیمه: در این پیستون برشی تا نیمه بدنه وجود دارد و وزنههای تعادل میل لنگ از داخل این شیارها عبور میکنند.
- پیستون با برش کامل: در این پیستون برش کاملی در دامنه وجود دارد تا از برخورد میل لنگ با آن جلوگیری شود.
انواع پیستون بر اساس نحوه طراحی تاج
همانطور که متوجه شدیم تاج بخش بالایی پیستون را تشکیل داده و با ترکیب سوخت و هوا در تماس است. با اینکه در گذشته تمام تاجها صاف طراحی میشدهاند، اما در حال حاضر بسته به نوع موتور شامل انواع مختلفی میباشند. از جمله:
- پیستون با تاج صاف: سطح تاج این پیستون صاف و یکدست است و سادهترین تاج محسوب میشود.
- پیستون با تاج محدب: این تاجها شکل گنبدی دارند و از وزن سبک و استحکام بالایی برخوردار میباشند.
- پیستون با تاج مقعر: سطح این تاجها گود و مقعر است و برای سر شمع یا سوپاپها فضایی را برای گود کردن آن ایجاد میکنند.
جمع بندی
در این مطلب در خصوص پیستون ماشین صحبت کردیم و با وظایف و نحوه کار آن آشنا شدیم. پیستون از اجزای مهم و جداییناپذیر موتورهای احتراق داخلی است و نقش مهمی در پیشرانه دارد. برای همین به نگهداری از پیستون توجه کرده و در صورت مشاهده علائم خرابی پیستون به بررسی وضعیت آن بپردازید. برای مراقبت از پیستون خودرو به روانکاری و روغنکاری آن اهمیت دهید.
اگر به صنعت خودرو علاقهمند هستید و میخواهید مهارتهای خود را در این زمینه گسترش دهید، دورههای آموزشی خودرو بهترین گزینه برای شماست. با انتخاب یک دوره مناسب از مجموعه گلپانیا، میتوانید آینده شغلی خود را به طرز چشمگیری تغییر دهید و به یک حرفهای در این صنعت تبدیل شوید.