در این مقاله، پیستون و وظیفه آن را در خودرو بررسی می کنیم.
سیلندر از پیستون، شاتون، میل لنگ و سیستم سوخت تشکیل شده است. پیستون، قطعه ای بسیار مهم و از جمله لوازم یدکی کلیدی در موتور اتومبیل محسوب می شود که حرکت رفت و برگشت دارد و از طریق یک گژن پین به یک میله اتصال به اسم شاتون و سپس به میل لنگ متصل می شود. پیستون، دیسکی مکانیکی با حرکت رفت و برگشتی است که در داخل محفظه تراکم موتور به سمت جلو و عقب حرکت می کند و حرکت آن از طریق یک شاتون به میل لنگ منتقل می شود.
پیستون با حرکت رفت و برگشتی، مخلوط هوا و سوخت را فشرده می کند. با انقباض یا انبساط مایع یا گاز در محفظه تراکم، دیسک پیستون شروع به حرکت در محفظه تراکم می کند و در طی فرآیند احتراق، مخلوط هوا و سوخت، انرژی شیمیایی و نیروی رانش پیستون را برای حرکت رفت و برگشت آن تولید می کند و این حرکت به میل لنگ منتقل می شود. از پیستون بیشتر در موتورهای بنزینی و موتورهای دیزلی استفاده می شود. بنابراین، نگهداری و سرویس دوره ای پیستون برای عملکرد صحیح موتور بسیار مهم است.
پیستون باید با قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری بالا و وزن مناسب به کاهش اینرسی تولید شده کمک کند. همچنین، پیستون باید با حداقل اصطکاک در محفظه تراکم، حرکت رفت و برگشت داشته باشد و توانایی تحمل نیروی انفجاری و دمای بالای تولید شده در محفظه تراکم را داشته باشد.
در موتورهای چهار زمانه ( موتورهای بنزینی و دیزلی )، فرآیندهای مکش، تراکم، احتراق و خروج گاز حاصل از سوخت از اگزوز در بالای پیستون و در سرسیلندر انجام می شود که عامل حرکت پیستون به سمت بالا و پایین است. در برخی موتورها، پیستون با پوشاندن و باز کردن دریچه های سیلندر، به عنوان یک سوپاپ نیز عمل می کند.
پیستون ها معمولاً از آلیاژ آلومینیوم ساخته می‌شوند و وزن سبکی دارند، اما رینگ های پیستون ( از بالا به پایین شامل یک حلقه متراکم، یک حلقه پاک کننده و یک حلقه روغن ) از چدن یا فولاد ساخته می شوند تا استحکام بالایی داشته باشند.
حلقه روغن با حرکت پیستون، روغن را از دیواره سیلندر پاک می کند، البته به مرور زمان، با فرسودگی پیستون ها و رینگ های پیستون، روغن از موتور به داخل محفظه احتراق سرایت می کند. مصرف بیش از حد روغن و خروج دود سفید از لوله اگزوز، دو نشانه فرسوده شدن رینگ پیستون هستند.
اجزای تشکیل دهنده پیستون
شکل پیستون ها بستگی به به نوع موتور، نوع سوخت، سیلندرها و سرسیلندر دارد. پیستون از بخش های زیر تشکیل شده است :
تاج :
بخش فوقانی پیستون است که با مخلوط هوا و گاز تماس دارد و طراحی صحیح و متناسب آن، نسبت به سیلندر و محفظه احتراق در کیفیت ترکیب هوا و سوخت، احتراق و در نتیجه، قدرت تولید شده توسط موتور تاثیر دارد.
دامنه :
بخش پایینی پیستون و با شاتون و میل لنگ مرتبط است که با سه حالت بدون برش، با برش سطحی و با برش کامل طراحی می شود و معمولاً سوراخ های ریزی نیز روی دامنه پیستون به منظور نفوذ روغن به داخل پیستون تعبیه می شود.
شیار رینگ پیستون :
شیار رینگ پیستون در قسمت بالای دامنه طراحی می‌شود که محل قرار گرفتن رینگ ها است.
سوراخ گژن پین :
محل قرار دادن گژن پین یا انگشتی و میله ای توخالی است که برای برقراری ارتباط پیستون با شاتون بکار می رود.
انواع پیستون
پیستون ها بر اساس نوع موتور به انواع زیر طبقه بندی می شوند :
پیستون های دوزمانه
از این نوع از پیستون ها، در موتورهای کوچک و عمدتاً موتورسیکلت ها استفاده می شود که به دلیل ماهیت و عملکردی که دارند، در معرض بادهای شدید مکانیکی و حرارتی قرار می گیرند.
پیستون های چهار زمانه
از این نوع پیستون ها بیشتر در اتومبیل های سبک و سواری استفاده می شود.