احتمالا شما هم بارها با واژه پیستون روبه رو شدهاید. اما به راستی پیستون چیست؟ چه ویژگی دارد؟ در کجا استفاده میشود؟ قیمت پیستون؟ پیستون چیست و طرز کار آن چگونه است؟
پیستون یکی از قطعات ضروری در موتور خودرو به شمار میآید و بسیار حائز اهمیت است. در مقالههای قبلی سایت به صورت کامل درباره پیستون صحبت کردهایم. اکنون قصد داریم به کیت پیستون، اجزا و جایگاه آن در خودرو بپردازیم.
همچنین اگر به دنبال خرید آن هستید، میتوانید به بخش محصولات و قسمت فروش کیت پیستون مراجعه کنید.
معرفی کیت پیستون
پیستون قطعهای استوانهای شکل و اندکی بیضی شکل است که حرکتهای بالا و پایین در موتور خودرو، موجب انتقال انرژی میشود. در هنگام حرکت خودرو، دمای پیستون نیز افزایش مییابد. این مقدار گاها به 2200 درجه نیز میرسد. با بالا رفتن دما پیستونها منبسط میشوند. این موضوع یکی از دلایل ساخت آنها به شکل استوانهای است.
حرکتهای بالا و پایین پیستون منجر بهتراکم سوخت و در نتیجه آن انفجار در محفظه احتراق میگردند. در هنگام انبساط نیرویی برابر 18000 نیوتون به کف پیستون وارد میشود. در سرعتهای بالا این افزایش یافته و در حدود 30 تا 40 بار در ثانیه انجام میشود.
کیت پیستون از آلومینیوم ساخته شده و تقریبا سبک است. اغلب آنها در حدود 0.450 کیلوگرم وزن دارند. در هنگام تولید این قطعات بخش پایینی پیستون به منظور پایین آوردن وزن و هم جا باز کردن برای میل لنگ تراشیده میشود.
پیستونهای درون خودرو بین 3 تا 4 اینچ وزن دارند. به خاطر داشته باشید که همه پیستونهایی که درون خودرو به کار گرفته میشوند باید هم وزن باشند. نحوه تولید کیت پیستون به دو صورت آهنگری و ریختهگری انجام میگیرد.
تفاوت پیستونهای آهنگری و پیستونهای ریختهگری
در روش آهنگری از لقمههای آلومینیومی برای تولید و ساخت کیت پیستون استفاده میگردد. این قطعات بعد از ماشین کاری، تحت فرآیند گرمایی قرار گرفته شده و با گرم و سرد شدن خواص و شرایط آن به حالت مطلوب میرسد. بعد از انجام این فرآیند سطح آن توسط قلع یا مواد دیگر پوشیده میشود. این کار به منظور جلوگیری از ساییدگی در هنگام کار انجام میگیرد.
پیستونهایی که از روش آهنگری تهیه و ساخته میشوند، مقاومتر بوده و گرما را بهتر انتقال میدهند. در اغلب موتورهای پر قدرت از این نوع کیت پیستون استفاده میشود.
عملکرد و وظیفه پیستون در خودرو
پیستونها درون سوراخهای بوش سیلندر بالا و پایین میروند. این حرکت توسط شاتون به حرکت چرخشی تبدیل شده و سپس به میل لنگ انتقال مییابد. افزایش تعداد پیستونها و سیلندرها موجب افزایش قدرت و کشش میگردد. به همین دلیل در خودروهای پر قدرت تعداد آنها بیشتر بوده و در نتیجه بلوک سر سیلندر نیز بیشتر است.
در انتها و بخش فوقاتی این قطعه سوخت و هوا قرار دارد که با حرکتهای پیستون، متراکم شده و با جرقه شمع در محفظه احتراق منفجر میگردد. بعد از انفجار با پیستون توسط انرژی حاصله به قسمت پایین هدایت میشود.
اجزا و قطعات تشکیل دهنده کیت پیستون
کیت پیستون از چهار قسمت مهم و ضروری زیر تشکیل شده است.
تاج پیستون
تاج پیستون، بالاترین قسمت پیستون نامیده میشود. این قسمت در سه طرح صاف، محدب و مقعر ساخته میشود. شکل ظاهری تاج پیستون بر نحوه تراکم سوخت و کیفیت احتراق موثر است. درواقع با طراحی صحیح این قسمت، سوخت و هوا بهتر مخلوط شده و نیرویی بیشتر و بهینهتر تولید میگردد.
دامنه پیستون
منظور از دامنه پیستون، همان تنه یا بدنه پیستون است. این قسمت در سه نوع بدون برش، نیم برش و برش کامل ساخته میشود.
شیار رینگها
این قسمت در بالای دامنه قرار دارد و به گونهای طراحی شده است که رینگها درون آن جای میگیرند. رینگها در کنار کیت پیستون مانع از هدررفت یا نشت مخلوط سوخت و هوا میگردد.
شیار رینگها از جنس چدن ساخته میشوند. از جمله وظایف و نقشهای کیت پیستون را میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- با وجود آنها سطح تماس بین کیت پیستون و دیواره سیلندر کاهش مییابد. همانطور که میدانید هر چقدر که سطح تماس بیشتر باشد، میزان اصطکاک نیز افزایش مییابد. با وجود رینگها این مقدار به حداقل رسیده است. البته با گذشت زمان رینگها نیز ساییده شده و سطح اصطکاک افزایش مییابد.
- از نشت گاز در محفظه احتراق و اطراف پیستون جلوگیری میکند. نشت گاز در اطراف پیستون منجر به اخلال در عملکرد موتور شده و احتراق را با مشکل روبه رو میکند. با درزبندی رینگها این مشکل حل شده است.
- گرما را از پیستون به دیواره سیلندر انتقال میدهند. افزایش دمای پیستون موجب آسیب به آن میگردد. به همین دلیل رینگها با انتقال گرما به سیلندر موجب کاهش دمای آن میگردند. (بهتر است که بدانید که دمای سیلندر پایینتر بوده و به همین دلیل به منظور خنک سازی پیستون، گرما به آن انتقال داده میشود)
- فاصلهی بین دیواره سیلندر و پیستون روغن کاری میشود. با انجام این کار اصطکاک بین فضای آن کاهش مییابد.
انواع رینگ در کیت پیستون
رینگها بر اساس کاری که انجام میدهند بر روی پیستون قرار گرفته و جای گذاری میشوند. این قطعات به دو گروه زیر تقسیم میشوند.
رینگهای متراکم
این رینگها در زمانتراکم، از خروج و نشت سوخت جلوگیری میکنند همچنین در هنگام پایین آمدن، روغن روی بدنه را نیز تمیز میکنند. این رینگها به همراه رینگهای روغن بوده و در هنگام انبساط عملیات تمیز کردن روغن را انجام میدهند.
رینگهای روغن
رینگهای روغن وظیفه کنترل وضعیت روغن را بر عهده دارند. در واقع آنها با کنترل روغن از مصرف غیر ضروری و بیش از اندازه آن جلوگیری میکنند. محل قرار گیری آنها معمولا در پایینترین قسمت شیار و نزدیک به بدنه انتهایی کیت پیستون یا در بالای انگشتی آن قرار دارند.
سوراخ گژن پین
برای اتصال شاتون و پیستون از قطعهای به نام گژن پین استفاده میشود. بر روی پیستونها سوراخی با نام سوراخ گژن پین تعبیه شده است که موجب اتصال بین این قطعه و پیستون میگردد.
تعداد کیت پیستون در خودرو
در چیدمان موتورها، برای افزایش قدرت، تعداد سیلندرها افزایش مییابد. با افزایش آنها تعداد کیت پیستون نیز افزایش یافته و مشخص میشود. آرایش موتورها به چند دسته مختلف تقسیم میشود که میتوانید با مراجعه به مقاله آشنایی با انواع چیدمان موتور خودرو، با آنها آشنا شوید. اما از رایجترین آنها میتوان به آرایش خطی و V شکل اشاره کرد.
در آرایش خطی موتورها از تک سیلندر تا 5 سیلندر تهیه و تولید میشوند. در موتورهای V شکل نیز آرایش سیلندرها به صورت 5، 6 و 8 سیلندر است. تعداد پیستونها برابر با تعداد سیلندرها است. در واقع اگر در خودرویی تعداد سیلندرها 8 عدد بود، تعداد پیستونها نیز باید 8 عدد باشد.
انواع کیت پیستون
تقسیم بندی کیت پیستون بر اساس معیارهای مختلفی انجام میشود. یکی از مهمترین معیارهای تقسیم بندی آنها به بر اساس نوع موتور است. درواقع کیت پیستون بر اساس نوع موتورها به دو دسته چهار زمانه و دو زمانه تقسیم میشوند.
پیستونهای دو زمانه
پیستونهای دو زمانه برای ماشینهای کوچک و موتور سیکلتها تهیه میشود. البته به دلیل مسائلی که در آنها وجود داشت، کم کم از چرخه حذف شده و کمتر مورد استفاده قرار میگیرند. این نوع از کیت پیستون در برخی از ابزارهای صنعتی استفاده میشود و در آن تنها دو فرآیند در حال انجام است. به همین دلیل به آن پیستون دو زمانه گفته میشود.
پیستونهای چهار زمانه
این نوع از کیت پیستونها در اغلب موتورهای خودروهای امروزی دیده میشود و یکی از رایجترین نوع پیستونهاست. همانطور که میدانید منظور از موتور چهار زمانه، این است که چهار فرآیند مکش،تراکم، احتراق و تخلیه در آن انجام میگیرد.
عوامل تاثیرگذار بر خرابی پیستون
خرابی پیستونهای خودرو نیز به دلایل مختلفی رخ داده و با نشانههایی همراه هستند. هر یک از عوامل زیر میتوانند به عنوان زنگ هشدار عمل کرده و اتفاقات بعدی را به شما گوشزد میکنند. پیشنهاد میکنیم که نشانههای خرابی کیت پیستون را که در ادامه به آنها اشاره میکنیم، با دقت مطالعه کنید.
· ذوب شدن پیستون
پیستونها به گونهای طراحی شده اند که در حرارت بالا مقاومت کرده و آسیب نبینند. اما گاهی اوقات دمای آنها از حد نرمال فراتر رفته و قطعه مورد نظر شروع به ذوب کردن میکند. هر یک از عوامل زیر میتوانند منجر به افزایش دما یا ذوب شدن کیت پیستون گردد.
- ممکن است که در زمان تزریق سوخت اشتباهی رخ داده و تزریق به درستی انجان نشود.
- احتمال درزبندی نامناسب رینگهای شیار نیز وجود دارد.
- در زمان احتراق تاخیر به وجود آمده و به درستی انجام نگیرد.
- نازلهای تزریق و قطعاتی که وظیفه این کار را بر عهده دارند، به درستی کار نکرده و یا از کار افتاده اند.
- در اندازه گیری حجم تزریق مشکلی رخ داده و تزریق به اندازه استاندارد انجام نشود.
· ترک خوردگی
از دیگر معایب افزایش دمای بیش از اندازه کیت پیستون،ترک خوردگی این قطعه است.ترک خوردگی کیت پیستون به دلایل زیر نیز رخ میدهد:
- قطعات نازل خراب بوده و تزریق به درستی انجام نمیشود.
- مقدار فشار وارد کافی نیست.
- تزریق در زمان اشتباهی انجام شده است.
- حجم تزریق به اندازه و استاندارد نبوده است.
- در مرحله ریختهگری مشکل به وجود آمده و به درستی انجام نشده است.
- ممکن است که کیت پیستون به درستی خنک نشده باشد.
· خرابی رینگ
رینگها از ساییدگی و اصطکاک بدنه پیستون جلوگیری میکنند. این قطعات اگر خراب شوند، به پیستون آسیب وارد شده شروع به اصطکاک میکند. خرابی رینگ ممکن است که به دلایل زیر رخ دهد:
- مونتاژ اولیه آن به درستی انجام نشده است.
- مقداری از سوخت سر ریز کرده است.
- مهره رینگ در اثر فرسایش از آسیب دیده است.
· فرسایش شعاعی پیستون
این حادثه ممکن است که به دلایل زیر رخ دهد:
- در روند احتراق مشکل یا اختلال به وجود آمده است.
- فشار مورد نیاز برای فشرده سازی کافی نبوده است.
- در ابعاد و تهیه پیستون اخلال به وجود آمده است.
- احتمال وجود مواد خورنده و تاثیر بر کیت پیستون نیز وجود دارد.
کنترل انبساط پیستون
با افزایش دما پیستونهای آلومینیومی بیشتر از پیستونها چدنی گرم شده و منبسط میشوند. در این شرایط گرما از دیواره سیلندر انتقال یافته و موجب از بین رفتن خلاصی پیستون میگردد. اما افزایش دمای زیاد از کف پیستون، موجب گرم شدن بیش از اندازه آن و خودسوزی پیستون میگردد.
به همین منظور روشهایی برای کنترل انبساط و گرمای کیت پیستون در نظر گرفته شده است. یکی ازرایجترین روشها ضخیم کردن قسمت کف آن است. این روش علارقم کنترل گرما و خنک سازی قطعه، موجب سنگین شدن کیت پیستون میگردد. همچنین در این روش امکان سرد شدن پیستون نیز وجود داشت. سرد شدن پیستون موجب بد کار کردن آن و نسوختن مخلوط سوخت و هوا میگردد.
به همین دلیل از روش دیگری استفاده شده است. همانطور که گفتیم پیستونها اندکی بیضی شکل هستند. درواقع با تراشکاری این کار انجام میشود. پیستون در حالت عادی و سرد به شکل بیضی است. هنگامی که گرم و منبسط میشود، تغییر شکل داده و گرد میشود.
یک روش دیگر نیز برای کنترل انبساط مورد استفاده قرار میگیرد. درواقع با قرار دادن یک پشت بند فولادی یا پیستون با تیغه اینوار مانع از داغ شدن آن میشوند. این پشت بند یا تیغه در هنگام گرم شدن پیستون، گرم شدن کف را کنترل کرده و تغییر شکل یا سایز گژپین را مدیریت میکند.
سخن آخر
کیت پیستون یکی از قطعات ضروری خودرو است که اغلب به همراه چند قطعه دیگر به فروش میرسد. شما میتوانید در بخش محصولات سایت جیای اس پی آن را مشاهده کنید.
در این محتوا درباره کیت پیستون و تاثیر آنها در خودرو صحبت کردیم. قطعات و اجزای آن را معرفی کرده و توضیح دادیم. عوامل تاثیرگذار بر خرابی آن را بر شمارده و مورد بررسی قرار دادیم.
گژپین، سیلندر، بوش و پیستون از قطعات ضروری موتور خودرو به شمار میآیند. وجود هریک از آنها در خودرو ضروری بوده و تعداد آنها نیز بر قدرت و نیروی تولید شده موثر است. همچنین تعداد آنها تا حد زیادی تابع تعداد سیلندرهای درون موتور است.
ما در این قسمت به طور مختصر به چیدمان موتور نیز اشاره کردیم. این مطلب برای آشنایی شما با کیت پیستون و پاسخ به سوالات احتمالی در پیرامون آن، آماده شده است.