چری
فونیکس
ام وی ام
اکستریم
نقش پیستون در خودرو چیست؟
اگر تا به حال موتور خودرو خود را از نزدیک بررسی کرده باشید، میدانید که موتور در حقیقت از ترکیب و اتصال صدها قطعه متحرک و ثابت تشکیل شده است. در صورتی که ما با این قطعات، یک آشنایی کلی داشته باشیم، راحتتر می توانیم عملکرد موتور را درک کرده و مراقبتهای لازم برای آن را انجام دهیم. پیستون، یکی از مهمترین اجزای موتور و یکی از گرانترین قطعات آن است.
پیستون چیست؟
با مشاهده پیستون، خواهید دانست که این قطعه از یک دیسک در حال حرکت محصور شده و یک سیلندر ساخته شده از عایق گازی ساخته شده است. دیسک درون سیلندر، به بالا و پایین حرکت کرده و مایع یا گاز موجود در سیلندر را منقبض یا منبسط میکند. پیستون وظیفه دارد تا انرژی گرمایی را به انرژی مکانیکی یا برعکس تبدیل کند؛ به همین دلیل است که به عنوان عضوی همیشگی از موتورهای احتراقی شناخته میشود. این قطعه با انتقال دادن نیروی گاز در حال گسترش در سیلندر به میل لنگ، امکان حرکت چرخشی یک چرخدنده را فراهم خواهد کرد. این سیستم به عنوان سیستم رفت و برگشتی یا موتور پیستونی نیز شناخته میشود.
به بیانی دیگر، عملکرد یک پیستون در یک چرخه دائماً تکرار شونده برای انتقال انرژی گرما، خلاصه میشود؛ البته نباید فراموش کرده که این چرخه را میتوان به شکلهای مختلفی تکمیل کرد. به عنوان مثال، اگر ما به گاز محصور درون سیلندر، گرما بدهیم، گاز با افزایش حجم خود، دیسک یا جابهجا کرده و یک کار مفید به انجام میرساند. حال در صورتی که گرما را از سیلندر خارج کنیم، به راحتی حجم گاز کاهش یافته و دیسک پایین میآید. حال که پیستون دوباره به حالت فشرده خود بازگشته است، میتواند دوباره این چرخه را تکرار کند. درست است که این مراحل ممکن است به شکلهای متفاوتی انجام شود، اما در اصل کلی این فرایند و چرخه، تغییری ایجاد نمیکند.
مقایسه پیستون چدنی و پیستون آلومینیومی
به طور معمول، پیستونها را از آلیاژ چدن یا آلومینیوم میسازند. از آنجا که پیستونهای چدنی از وزن بالاتری برخوردار بوده و اندازهای بزرگتر دارند، از آنها تنها در خودروهای دیزلی با قدرت بالا استفاده میشود. از سوی دیگر، باید در نظر داشته باشید که پیستونهای چدنی از انتقال حرارتی پایینی برخوردار بوده و شکننده هستند. این در حالی است که از پیستونهای آلومینیومی در خودروهای سواری استفاده شده و با دو روش ریختهگری و آهنگری، آنها را تولید میکنند.
پیستونهای آلومینیومی نوع ریختهگری، به دلیل فضای متخلل آنها و مقاومت گرمایی کمتر، در خودروهایی با قدرت پایینتر، به کار میروند. این در حالی است که نوع آهنگری این محصول از بافتی متراکم و قوی برخوردار بوده و میتوان از آن برای خودروهای سنگین با توان بالاتر، استفاده کرد. لازم به ذکر است که پیستونهای آلومینیومی آهنگری، از همتایان ریختهگری شده خود، عمر و دوام بیشتری داشته، اما از نظر انبساط، ضعیفتر عمل میکنند. اگر این انبساط با سیلندر و محفظه احتراق متناسب نباشد، این احتمال وجود دارد که عملکرد مجموعه به مشکل بربخورد.
به طور کلی، پیستونهای آلومینیومی، از انتقال حرارتی بالاتری نسبت به پیستونهای چدنی برخوردار بوده و شکلپذیری مناسبی را هم از خود به نمایش میگذارند؛ این ویژگیها سبب شده تا احتمال شکستن آنها به طرز چشمگیری کاهش یافته، اما قیمتشان هم متناسب با آن، افزایش پیدا کند.
وظیفه پیستون در خودرو چیست؟
در خودروها و در تمام موتورهای احتراق داخلی، پیستونها وظیفه دارند تا چهار نقش زیر را در هر چرخه، انجام دهند.
اول با پایین آمدن پیستون، هوا و سوخت را به داخل سیلندر یا محفظه احتراق میکشند.
سپس به بالا حرکت کرده و سبب میشوند تا مخلوط هوا و سوخت کشیده شده به درون سیلندر، فشرده شود. این مرحله برای ایجاد اشتعال و انفجار درون سیلندر، کاملاً ضروری به شمار میرود. به بیانی دیگر، با بهینهتر انجام شدن این فرایند، قدرت بیشتری تولید خواهد شد.
حال شمع وظیفه دارد تا مخلوط هوا و سوخت را مشتعل کند. پس از اشتعال و انفجار، نیروی آن، پیستون را به سمت پایین پرت خواهد کرد.
در آخر، پیستون به سمت بالای سیلندر بازگشته و در عین حال، گازهای سوخته و دودهای سمی را از داخل سیلندر، خارج خواهد کرد. این گازها در پایان به سمت اگزوز هدایت شده و از خودرو خارج میشوند.
این چرخه، با سرعتی بسیار بالا، صدها یا هزاران بار در دقیقه انجام شده و نیروی مورد نیاز برای حرکت خودرو را فراهم خواهد کرد.
مزایای پیستون
یک پیستون خوب از مزایای زیر برخوردار است:
طراحی ساده
وزن کم
قابلیت اطمینان و انعطافپذیری بالا
نسبت قدرت به وزن بالا
ساخت آسان
ایجاد لرزش بسیار کم
قابلیت چند سوختی
مدولار بودن
دمای پایین کار
سروصدای کمتر
نیاز به تعمیر و نگهداری کم
انتشار گازهای خروجی کم
راهاندازی آسان موتور پیستونی
هزینه ساخت پایین
پشتیبانی از درجه بالایی از قدرت مانور
عملکرد مناسب برای بازیابی حرارت هدر رفته
ساختار متعادل
پیستون چگونه خراب میشود؟
پیستون هم مانند بسیاری دیگر از قطعات خودرو، پس از گذشت عمر مفید خود، دچار آسیب شده و خراب میشود. به دلیل آن که این قطعه، نقشی اساسی در عملکرد خودرو دارد، ضروری است تا به محض مشاهده نشانههای خرابی در آن، برای تعمیر یا تعویض اقدام کنید. از جمله شایعترین دلایل خرابی پیستون میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
ذوبشدگی پیستون
ترکخوردگی پیستون
فرسایش شعاعی پیستون
خرابیهای رینگ
نظرات کاربران