Pistão do motor - o que é e para que serve

Os modernos motores de combustão interna têm uma estrutura complexa em comparação com os análogos feitos no início da indústria automotiva. Isso se deve ao fato de que, para garantir estabilidade, relação custo-benefício e eficiência, os fabricantes instalam sistemas eletrônicos adicionais na unidade de energia.

Apesar da sutileza dos sistemas elétricos, o dispositivo ICE não mudou muito. Os principais elementos da unidade são:

• Mecanismo de manivela;
• Grupo de pistão do cilindro;
• Coletor de admissão e escape;
• Mecanismo de distribuição de gás;
• Sistema de lubrificação do motor.

Mecanismos como a distribuição de manivela e gás devem ser sincronizados. Isso é alcançado graças ao acionamento. Pode ser cinto ou corrente.

Cada conjunto de motor executa uma função importante, sem a qual a operação estável (ou mesmo operacional) da unidade de potência é impossível. Considere a função que o pistão desempenha no motor, bem como em seu dispositivo.

O que é um pistão do motor?

Esta peça é instalada em todos os motores de combustão interna. Sem ele, é impossível garantir a rotação do virabrequim. Independentemente da modificação da unidade (dois ou quatro tempos), a operação do pistão permanece inalterada.

Esta parte cilíndrica está presa à biela, que por sua vez é fixada na manivela do virabrequim. Permite converter a energia liberada como resultado da combustão.

O espaço acima do pistão é chamado de câmara de trabalho. São necessários todos os relógios do motor do carro (um exemplo de modificação de quatro tempos):

• A válvula de entrada se abre e o ar misturado com combustível (nos modelos atmosféricos de carburadores) ou o próprio ar é aspirado (por exemplo, o ar é aspirado em um motor diesel e o combustível é fornecido no grau desejado após a compressão do volume);
• Quando o pistão sobe, todas as válvulas estão fechadas, a mistura não tem para onde ir, ela se contrai;
• No ponto mais alto (também chamado de morto), uma faísca é fornecida à mistura ar-combustível comprimido. Uma forte liberação de energia é formada na cavidade (a mistura inflama), devido à qual há uma expansão que move o pistão para baixo;
• Assim que atinge o ponto baixo extremo, a válvula de escape se abre e os gases de escape são removidos através do coletor de escape.

Ciclos idênticos são realizados por todos os elementos do grupo de pistão do motor, apenas com um certo deslocamento, o que garante uma rotação suave do eixo de manivela.

Devido ao aperto entre as paredes do cilindro e os anéis de vedação do pistão, é criada pressão, devido à qual esse elemento se move para o ponto morto inferior. Como o pistão do cilindro adjacente continua a girar o eixo de manivela, o primeiro se move no cilindro para o ponto morto superior. Portanto, há um movimento recíproco.

Projeto do pistão

Algumas sob o pistão significam uma combinação de peças montadas no virabrequim. De fato, este é um elemento com formato cilíndrico, que sofre estresse mecânico durante a microexplosão de uma mistura de combustível e ar no final de um curso de compressão.

O dispositivo de pistão inclui:

• inferior;
• ranhuras para anéis de vedação;
• saia.

O pistão é fixado à biela com um pino de aço. Cada elemento tem sua própria função.

Inferior

Esta parte da peça assume um estresse mecânico e térmico. É o limite inferior da câmara de trabalho, na qual todas as medidas acima ocorrem. O fundo nem sempre é plano. Sua forma depende do modelo do motor em que está instalado.

Parte de vedação

Nesta parte, raspador de óleo e anéis de compressão estão instalados. Eles fornecem uma tensão máxima entre o bloco de cilindros, devido ao qual, com o tempo, não se desgastam os principais elementos do motor, mas os anéis intercambiáveis.

A modificação mais comum é para três anéis de vedação: dois anéis de compressão e um raspador de óleo. Este último regula a lubrificação das paredes do cilindro. A combinação do fundo e da parte de vedação é freqüentemente chamada de mecânica pela cabeça do pistão.

Saia

Esta parte da peça fornece uma posição vertical estável. As paredes da saia direcionam o pistão e impedem que ele vire, devido ao qual a carga mecânica não seria distribuída uniformemente ao longo das paredes do cilindro.

As principais funções do pistão

A principal função do pistão é acionar a cambota, empurrando a biela. Esta ação ocorre quando a mistura de combustível e ar é inflamada. A superfície plana do fundo assume todo o estresse mecânico.

Além desta função, esta parte tem mais algumas propriedades:

• Veda a câmara de trabalho no cilindro, devido à qual a eficiência de explosão tem uma porcentagem máxima (este parâmetro depende do grau de compressão e da quantidade de compressão). Se os anéis de vedação estiverem desgastados, a tensão sofre e, ao mesmo tempo, o desempenho da unidade de potência diminui;
• Arrefece a câmara de cozinhar. Essa função merece um artigo separado, mas, em resumo, quando inflamada dentro do cilindro, a temperatura sobe acentuadamente para 2 mil graus. Para garantir que a peça não derreta, é extremamente importante remover o calor. Esta função é realizada pelos anéis de vedação, o pino do pistão juntamente com a biela. Mas os principais elementos de remoção de calor são o óleo e uma porção nova da mistura ar-combustível.

Tipos de pistão

Até o momento, os fabricantes desenvolveram um grande número de diferentes modificações nos pistões. A principal tarefa nesse caso é alcançar um “meio termo” entre reduzir o desgaste das peças, o desempenho da unidade e o resfriamento adequado dos elementos de contato.

Para que o pistão esfrie melhor, são necessários anéis mais largos. Mas com isso, a eficiência do motor diminui, pois parte da energia irá para superar a maior força de atrito.

Por design, todos os pistões são divididos em duas modificações:

• Para motores a dois tempos. O fundo neles tem uma forma esférica, o que melhora a remoção de produtos de combustão e o preenchimento da câmara de trabalho.
• Para motores a quatro tempos. Em tais modificações, o fundo será côncavo ou plano. A primeira categoria é mais segura ao mudar o tempo da válvula - mesmo com a válvula aberta, o pistão não colide com ele, pois possui recessos correspondentes. Além disso, esses elementos proporcionam uma melhor mistura da mistura na câmara de trabalho.

Pistões para motores diesel - uma categoria separada de peças. Em primeiro lugar, eles são muito mais fortes que os análogos dos ICEs da gasolina. Isso é necessário porque a pressão deve ser criada dentro do cilindro em mais de 20 atmosferas. Devido a altas temperaturas e pressão tremenda, um pistão convencional entrará em colapso facilmente.

Em segundo lugar, esses pistões geralmente têm recessos especiais chamados câmaras de combustão de pistão. No golpe de admissão, eles criam turbulência, proporcionando um resfriamento aprimorado do fundo quente, além de uma mistura mais eficiente de combustível com o ar.

Há também outra classificação desses elementos:

• Fundida. Eles são feitos vazando em branco contínuo, que é processado em tornos. Esses modelos são usados ​​em veículos de passageiros;
• Seleções nacionais. Essas peças são montadas a partir de diferentes partes, o que torna possível combinar materiais para elementos de pistão individuais (por exemplo, a saia pode ser feita de liga de alumínio e a parte inferior pode ser de ferro fundido ou aço). Devido ao alto custo e complexidade do projeto, esses pistões não são instalados em motores convencionais. A principal aplicação dessa modificação são os grandes ICEs movidos a diesel.

Requisitos do pistão do motor

Para que o pistão cumpra sua tarefa, os seguintes requisitos devem ser atendidos durante a fabricação:

1. Ele deve suportar cargas de alta temperatura, embora não seja deformado sob estresse mecânico, e para que a eficiência do motor não caia com uma mudança de temperatura, o material não deve ter um alto coeficiente de expansão;
2. O material do qual a peça é feita não deve se desgastar rapidamente como resultado da função de um rolamento deslizante;
3. O pistão deve ser leve, porque, com o aumento da massa resultante da inércia, a carga na biela e na manivela aumenta várias vezes.

Ao escolher um novo pistão, é extremamente importante levar em consideração as recomendações do fabricante; caso contrário, o motor sofrerá cargas adicionais ou até perderá a estabilidade.

Perguntas e Respostas:

O que os pistões fazem em um motor? Nos cilindros, eles realizam movimentos alternativos devido à combustão da mistura ar-combustível e ao impacto na manivela dos pistões adjacentes que se movem para baixo.

Que tipo de pistões existem? Com saias simétricas e assimétricas com diferentes espessuras de fundo. São pistões de expansão controlada, autotérmicos, autotermáticos, duoterm, com defletores, com saia chanfrada, Evotec, alumínio forjado.

Quais são as características de design do pistão? Os pistões diferem não apenas no formato, mas também no número de ranhuras para a instalação de O-rings. A saia do pistão pode ser cônica ou em forma de barril.