تیر
در این مقاله قصد داریم در مورد پیستون ، انواع آن ، عملکرد و ساختار پیستون در دیزل ژنراتور‌ها بپردازیم. پیستون و کاربرد آن
فهرست
1- پیستون چیست ؟
2- انواع پیستون‌ها
3- عملکرد و ساختار پیستون در دیزل ژنراتور
——————————————
پیستون چیست؟
پیستون بخشی از موتور‌است که به سمت بالا و پایین حرکت میکند. این کار از طریق نیروی احتراق در سیلندر موتور انجام‌می‌شود.
1- پیستون‌ها بعد از شمع ها دومین جزء شناخته‌شده موتورها هستند.
2- پیستون‌ها برای اکثر موتورهای رفت و برگشتی، از جمله موتورهای خودرو و موتور سیکلت، جزء ضروری هستند.
3- پیستون‌ها بسته به نوع موتور مورد استفاده‌می‌توانند از فلز یا پلاستیک ساخته‌شوند.
آنها جزء اصلی موتورهای احتراق داخلی هستند که بیش از صد سال‌است که در اشکال مختلف وجود دارند. انواع مختلفی از پیستون‌ها بسته به شکل و نوع طراحی آنها وجود دارد.
مصرف بیش از حد روغن و دود سفید از لوله اگزوز نشان دهنده سایش رینگ پیستون‌است.
——————————————
انوع پیستون‌ها
1- پیستون رینگ فشاری
پیستون‌های رینگ فشاری یک پیستون محبوب هستند که در موتورهای احتراق داخلی استفادهمیشود. این نوع پیستون بر روی یک حلقه فشرده‌سازی متحرک کار‌می‌کند که از یک طرف پیستون به طرف دیگر می‌‌لغزد.
یک پیستون رینگ فشاری معمولاً در یک موتور سوپاپ بالای سر یافت می‌شود که سپس برای کار به میل بادامک و یک تسمه تایم متصل‌می‌شود. سپس میل بادامک باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را کنترل‌می‌کند. این نوع پیستون معمولاً در بسیاری از خودروهای سواری، کامیون‌ها، لوکوموتیوها، موتورهای مسابقه، موتورهای صنایع دریایی، موتورهای هواپیما و غیره یافت‌می‌شود.
2- پیستون رینگ روغنی
پیستون‌های رینگ روغنی دارای یک سیستم آب بندی بسیار منحصر به فرد هستند که شامل یک حلقه روغنی بالا و پایین می‌باشد. این پیستون معمولاً در بسیاری از موتورهایی که عمدتاً در کشتی های آبی استفاده می‌شوند یافت می‌شود. ممکن‌است هر روز از آن استفاده نشود، اما وقتی از آن خواسته‌می‌شود کار را انجام دهد، وظیفه خود را به خوبی انجام می‌دهد.
رینگ های پیستون یک بخش حیاتی از مهر و موم پیستون در موتور هستند و بسته به نوع موتور می‌توانند از مواد مختلفی ساخته‌شوند. بیشتر رینگ‌های پیستون از فولاد ساخته می‌شوند، اما بسته به کاربرد یا کاربرد موتور، می‌توانند در اشکال و اندازه‌های متفاوتی باشند.
3- موتورهای پیستونی نوع V
موتور پیستونی نوع V در هلیکوپتر‌ها بهترین استفاده‌را دارد زیرا می‌تواند نیروی کافی برای پرواز را فراهم کند. شکل پیستون‌ها به تنهایی باعث‌می‌شود که هوا به سمت پایین حرکت کند و به داخل محفظه احتراق که سوخت با آن مخلوط می‌شود، برگردد. این امکان فشار بیشتر و جریان هوای بیشتری را نسبت به سایر انواع پیستون هواپیما فراهم‌می‌کند.
نوع V همچنین دارای یک سیلندر داخلی و خارجی است که امکان فشرده سازی و قدرت بیشتر را فراهم‌می‌کند. از آنجایی که پیستون‌ها به سمت پایین و بالا حرکت‌می‌کنند، خلاء ایجاد میکند که باعث مکش هوا به داخل محفظه احتراق می‌شود. پیستون و کاربرد آن
4- موتورهای پیستون رفت و برگشتی
موتورهای پیستون رفت و برگشتی در هواپیما برای هواپیماهای کوچک و بزرگ استفاده می‌شود. آنها مشابه موتورهای رفت و برگشتی کار می‌کنند، اما از انفجار برای به دست آوردن قدرت خود استفاده نمی‌کنند.
موتورهای پیستونی رفت و برگشتی در مدل های هواپیما بسیار رایج هستند زیرا برای عملکرد به نوع خاصی از موتور نیاز ندارند. آنها در تمام انواع شرایط آب و هوایی به خوبی کار می‌کنند، که در هنگام پرواز بر روی آب یا کوه ها مهم است. یک موتور رفت و برگشتی در موتورهای احتراقی کارآمد نیست، اما بیشتر از انواع دیگر استفادهمیشود، زیرا ارزان ترین آنها برای ساخت هستند. آنها می‌توانند به صورت انبوه تولید شوند و هزینه کمتری نسبت به سایر موتورهای پیستونی دارند.
مشکلات اصلی موتورهای رفت و برگشتی این است که آلودگی هوای زیادی را در محیط اطراف خود تولید می‌کنند. فناوری پاک‌تر کردن موتور و کاهش مواد شیمیایی مضر در هوا سال‌هاست که روی آن کار شده‌است، اما هنوز کامل نشده‌است.پیستون و کاربرد آن
5- موتورهای پیستون شعاعی
موتورهای پیستون شعاعی در برخی از هواپیماهای بزرگتر استفادهمیشود. آنها از سیلندرهای مختلف برای ایجاد یک حرکت دایره ای بزرگ استفاده می‌کنند که باعث می‌شود هوا سریعتر به داخل محفظه احتراق جریان یابد.
موتورهای پیستون شعاعی از ابتدا برای راه اندازی هوانوردی مورد‌استفاده قرار‌گرفته‌اند. این به این دلیل‌است که با هواپیماهای بزرگتر و سنگین تر به خوبی کار‌می‌کند و با یک موتور کوچک قدرت زیادی ایجاد میکند.
موتورهای پیستون شعاعی هم در هواپیماهای نظامی و هم در هواپیماهای تجاری مورد‌استفاده قرار‌می‌گیرند، اما به دلایل متعددی جایگزین موتورهای پیستونی دوار شده‌اند. این موتورها خیلی کارآمد نیستند زیراموتورهای پیستونی شعاعی برای ساخت و خرید بسیار گران هستند، بنابراین موتورهای دوار به نوع متداول مورد استفاده برای هواپیما تبدیل شدند.
پیستون و کاربرد آن
6- موتورهای پیستونی خطی
موتورهای پیستون خطی دارای سیلندرهای اصلی و میله های اتصال هستند که به صورت عمود بر سر سیلندرها وصل شده‌اند. قسمت بالای پیستون به یک کراس هد متصل است که به نوبه خود به میل لنگ متصل شده‌است .اساساً پیستون در یک سیلندر مستقیماً بالا و پایین حرکت‌می‌کند.
موتورهای خطی می‌توانند بیش از یک پیستون در هر سیلندر داشته‌باشند تا با افزایش تعداد رویدادهای احتراق در هر چرخش میل لنگ موتور، قدرت را افزایش دهند. به عبارت دیگر، به این معنی‌است که در هر دور موتور تعداد معینی جرقه می‌زند که منجر به افزایش قدرت موتور‌می‌شود.
پیستون و کاربرد آن
——————————————
عملکرد و ساختار پیستون در دیزل ژنراتور
مجموعه پیستون دیزل ژنراتور از یک پیستون، یک رینگ پیستون و یک پین پیستون تشکیل شده‌است. پیستون فشار گاز نیرو را از طریق شاتون به میل لنگ منتقل میکند. پیستون به طور مداوم با سرعت بالا و حرکت خطی رفت و برگشتی تحت تأثیر گاز با دمای بالا و فشار بالا حرکت‌می‌کند. به دلیل نیروی اینرسی رفت و برگشتی فشار گاز که به طور متناوب در حال تغییر است، پیستون تحت بارهای مکانیکی و حرارتی زیادی قرار می گیرد و توزیع نامناسب دما باعث ایجاد تنش حرارتی می‌شود. بنابراین پیستون نباید خیلی سنگین باشد و از استحکام و استحکام کافی برخوردار باشد.
موتورهای دیزلی با سرعت بالا معمولا از آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری استفاده می‌کنند. با ادامه تقویت موتورهای دیزل، پیستون‌هایی که از آلیاژهای آلومینیوم فرفورژه یا آلیاژهای آلومینیوم-سیلیکون یوتکتیک استفاده می‌کنند در حال افزایش هستند، در حالی که موتورهای دیزلی با تقویت بالا از پیستون‌های چدنی برای افزایش استحکام موتور دیزل و کاهش ضریب انبساط حرارتی استفاده می‌کنند. ساختار اصلی پیستون در شکل زیر نشان داده‌شده‌است. می‌توان آن را به چهار قسمت تقسیم کرد: قسمت بالایی، شیار حلقه، نشیمنگاه پین پیستون و دامن.
1. بالا
قسمت بالایی قسمتی از محفظه احتراق‌است و شکل ساختار مربوط به فرم موتور دیزل و محفظه احتراق‌است. شکل زیر چندین شکل ساختاری مختلف بالای پیستون را نشان می‌دهد. ساختار شکل زیر بیشتر برای موتورهای دیزلی کوچک استفادهمیشود. بیشتر موتورهای دیزلی از دو شکل آخر از شکل زیر‌استفاده‌می‌کنند. پیستون و کاربرد آن
بار حرارتی روی پیستون زیاد است مخصوصاً برای موتورهای دیزل تزریق مستقیم که باعث خستگی حرارتی و ایجاد ترک در پیستون‌می‌شود. بنابراین، برخی از موتورهای دیزلی می‌توانند روغن را از سوراخ های تزریق در انتهای کوچک شاتون اسپری کنند تا دیواره داخلی بالای پیستون خنک شود. برخی از موتورهای دیزل دارای مکانیسم تزریق سوخت ویژه ای در بدنه هستند تا همین نقش را ایفا کنند. بالای پیستون به دلیل فشار گاز به طور کلی ضخیم است. برخی از آنها یک دنده در بالای پیستون دارند.
2. شیار حلقه
شیار رینگ عمدتاً برای نصب رینگ پیستون برای جلوگیری از نشت سوخت یا گاز به داخل میل لنگ استفادهمیشود و گرمای جذب شده توسط پیستون از طریق رینگ پیستون به دیواره سیلندر منتقل می‌شود و روغن روان کننده به داخل محفظه احتراق مکیده می‌شود. . سر پیستون با تعدادی شیار حلقه برای نصب رینگ پیستون، 2-3 بالا برای رینگ هوا و 1-2 پایین برای شیار رینگ روغن ماشین کاری می‌شود. شیار حلقه روغن با تعداد زیادی سوراخ شعاعی سوراخ‌می‌شود تا حلقه روغن روغن اضافی را از دیواره سیلندر بتراشد و از روزنه به میل لنگ برگردد.
3. نشیمنگاه پین پیستونی
صندلی پین برای نصب پین پیستون استفادهمیشود و برای انتقال فشار هوا عمل میکند. اغلب یک دنده بین نشیمنگاه پین پیستون و قسمت بالایی برای افزایش سفتی وجود دارد. یک شیار حلقه در سوراخ پین برای نصب حلقه گیر الاستیک تشکیل شده‌است. حلقه پین پیستون برای جلوگیری از تاب خوردن محوری پین پیستون در حین کار استفادهمیشود و سوراخ پین پیستون برای شکستن بلوک سیلندر شکسته‌می‌شود.
4. پایین
قسمتی از سر پیستون که در زیر پایین ترین شیار رینگ روغن قرار دارد، دامن نامیده‌می‌شود. عملکرد آن هدایت حرکت پیستون در سیلندر است و همچنین فشار جانبی را تحمل میکند. با توجه به فشار گاز بالا و فشار جانبی زیاد، موتور دیزل نیز طولانی است تا فشار و سایش در واحد سطح را کاهش دهد.
ساختار و عملکرد پین پیستون مجموعه دیزل ژنراتور
وظیفه پین پیستون مجموعه دیزل ژنراتور این است که پیستون و شاتون را به هم متصل‌می‌کند و در هنگام حرکت پیستون نیروی اینرسی رفت و برگشتی و فشار گاز را تحمل میکند و آن را به شاتون انتقال می‌دهد. وسط پین پیستون از سوراخ کوچک شاتون عبور میکند و هر دو سر در سوراخ نشیمنگاه پین پیستون همانطور که در شکل زیر نشان داده‌شده‌است، قرار می گیرند.
پین پیستون در دماهای بالا تحت یک بار ضربه‌ای دوره‌ای زیادی قرار می گیرد. سرعت لغزش نسبی سطح بیرونی پین پیستون و بوش انتهایی کوچک شاتون زیاد نیست و وضعیت روانکاری عمومی ضعیف‌است و روانکاری پاشش بیشتر‌است. بنابراین لازم است پین پیستون از استحکام و استحکام کافی برخوردار باشد. به منظور کاهش نیروی اینرسی رفت و برگشتی، وزن پین پیستون سبک‌است. پین های پیستون معمولا از فولاد با کیفیت بالا یا فولاد آلیاژی ساخته‌می‌شوند. سطح بیرونی در معرض کربوره شدن یا سیانیداسیون قرار می گیرد و سپس برای دستیابی به سطح و دقت بالا، ریز آسیاب‌می‌شود. به منظور بهبود مقاومت در برابر خستگی، سطح داخلی و خارجی پین پیستون را می‌توان به طور همزمان کربوره و خاموش کرد.
پین پیستون عموماً از یک سیلندر توخالی ساخته‌شده و کاملاً شناور‌است. شناور کامل به این معنی‌است که پین پیستون می‌تواند آزادانه در انتهای کوچک شاتون و صندلی پین پیستون در هنگام کار موتور دیزل بچرخد. این ساختار ساده، چرخش آهسته پین پیستون، توزیع روغن روان کننده پاشیده‌شده روی سطح اصطکاک را تسهیل میکند، به طوری که سایش کاهش می یابد و سایش در طول پین پیستون و محیط می‌تواند نسبتاً یکنواخت باشد. به منظور جلوگیری از کشیدن و کشیدن محوری پین پیستون به دیواره سیلندر، پین پیستون در هر دو انتها به یک حلقه نگهدارنده پیستون مجهز شده‌است و حلقه گیره باید در شیار سوراخ صندلی پین پیستون وارد شود.
پیستون و کاربرد آن