Píst je disk nebo krátký válec, který je těsně usazen ve válci motoru, ve kterém se pohybuje nahoru a dolů proti kapalině nebo plynu, který se používá ve spalovacím motoru k vyvození pohybu nebo v čerpadle k předání pohybu.
Píst je součástí pístových motorů, pístových čerpadel, plynových kompresorů, hydraulických válců a pneumatických válců a dalších podobných mechanismů. Jedná se o pohyblivou součást, která je uzavřena ve válci a je plynotěsná pomocí pístních kroužků.
V motoru je jeho účelem přenos síly z expandujícího plynu ve válci na klikovou hřídel přes pístnici a/nebo ojnici.
U čtyřdobých automobilových motorů (benzínových a naftových motorů) probíhají procesy sání, komprese, spalování a výfuku nad pístem v hlavě válce, což nutí píst pohybovat se nahoru a dolů (nebo dovnitř a ven v plochém prostoru). motor). uvnitř válce a způsobí otáčení klikového hřídele.
U čerpadla je funkce obrácená a síla se přenáší z klikového hřídele na píst za účelem stlačování nebo vytlačování tekutiny ve válci. U některých motorů funguje píst také jako ventil tím, že zakrývá a odkrývá otvory ve válci.
Komponenty motoru musí být odolné, aby měly dlouhou životnost a lehké, aby se zvýšila účinnost.
V důsledku toho jsou písty obvykle vyrobeny z hliníkové slitiny, ale pístní kroužky (obvykle sestávající shora dolů z kompresního kroužku, stíracího kroužku a olejového kroužku) jsou vyrobeny z litiny nebo oceli.
Olejový kroužek stírá olej ze stěny válce, když se píst pohybuje, ale časem se může opotřebovat i ostatní kroužky, což umožňuje, aby se olej z klikové skříně dostal do spalovací komory.
Nadměrná spotřeba oleje a bílý kouř z koncovek výfuku svědčí o opotřebení pístních kroužků.
Spalovací motory mohou pracovat s jedním válcem – a tedy jedním pístem (motorky a benzínové sekačky na trávu) nebo až 12, ale většina automobilů má čtyři nebo šest.
Hvězdicové motory, běžně používané v letadlech poháněných vrtulí, mají lichý počet válců a pístů pro hladší chod.
Písty jsou také součástí motorů s vnějším spalováním, jinak známých jako parní motory, kde se voda ohřívá v kotli a výsledná pára se používá k pohonu dvojice pístů (typicky) v externích válcích, které pak pohánějí kola. Rotační motory nemají válce ani písty.
Píst jako pohyblivá část spalovacího prostoru má za úkol přeměnit tuto uvolněnou energii na mechanickou práci. Základní konstrukcí pístu je dutý válec, uzavřený na jedné straně, se segmenty korunou pístu s prstencovým řemenem, čepovým nálitkem a pláštěm.
Hlavní části pístu a jejich funkce:
Pístní kroužky udržují kompresi plynu mezi pístem a stěnou válce. Pístní kroužky utěsňují válec tak, aby spaliny generované v okamžiku zážehu neunikly do otvoru mezi pístem a válcem.
V typickém automobilovém motoru jsou obvykle 3 typy pístních kroužků:
VÍCE: Co je pístní kroužek?
Plášť pístu se týká válcového materiálu namontovaného na kruhové části pístu. Díl je obvykle vyroben z litiny kvůli vynikající odolnosti proti opotřebení a samomazným vlastnostem. Plášť obsahuje drážky pro montáž pístního olejového kroužku a kompresních kroužků. Zástěry pístů jsou k dispozici v různých provedeních, aby vyhovovaly specifickým aplikacím.
Existují dva hlavní typy plášťů pístu:
Pístní čep je také známý jako zápěstní čep nebo Gudgeonův čep, který se používá ke spojení pístu s ojnicí a poskytuje ložisko pro ojnici, o kterou se otáčí, když se píst pohybuje.
Ve velmi raných konstrukcích motorů, včetně motorů poháněných párou a mnoha velmi velkých stacionárních nebo námořních motorů, byl pístní čep umístěn v posuvné křížové hlavě, která se připojuje k pístu pomocí tyče.
Pístní čep je typicky kovaná krátká dutá tyč vyrobená z ocelové slitiny vysoké pevnosti a tvrdosti, kterou lze fyzicky oddělit jak od ojnice, tak od pístu nebo křížové hlavy.
Konstrukce pístního čepu, zvláště u malých, vysokootáčkových automobilových motorů, je náročná. Pístní čep musí pracovat při nejvyšších teplotách, které se v motoru vyskytují, a jeho umístění ztěžuje mazání, přičemž zůstává malé a lehké, aby se vešel do průměru pístu a nepřiměřeně nezvětšoval hmotnost pístu.
Požadavky na lehkost a kompaktnost vyžadují tyč o malém průměru, která je vystavena vysokému smykovému a ohybovému zatížení a má jedny z nejvyšších tlakových zatížení ze všech ložisek v celém motoru.
K překonání těchto problémů patří materiály, ze kterých je vyroben pístní čep, a způsob, jakým je vyroben, mezi nejsofistikovanější ze všech mechanických součástí, které se nacházejí ve spalovacích motorech.
Ty dávají vzniknout následujícím typům kolíků.
To je také známé jako koruna pístu nebo kopule, hlava pístu je jeho vrchol. Je to část, která přichází do styku se spalinami. Tím se zahřeje na extrémně vysoké teploty. Aby se zabránilo roztavení, jsou části hlavy pístu vyrobeny ze speciálních slitin, včetně slitin oceli.
Hlava pístu je obvykle vyrobena s kanály a dutinami. To pomáhá vytvořit víření, které zlepšuje spalování. V různých motorech se používají různé typy hlav pístů. Důvody rozdílů jsou různé. Preferovaná konstrukce hlavy pístu závisí na mnoha faktorech, jako je očekávaný výkon a typ motoru.
Ojnice, také nazývaná ojnice, je část pístového motoru, která spojuje píst s klikovým hřídelem. Spolu s klikou převádí ojnice vratný pohyb pístu na rotaci klikového hřídele.
VÍCE: Co je spojovací tyč?
Ložiska jsou pístové části, které jsou umístěny v bodech, kde dochází k otočnému otáčení. Obvykle se jedná o půlkulaté kusy kovu, které zapadnou do otvorů na těchto bodech. Pístová ložiska zahrnují misky na velkém konci, kde je tyč spojena s klikovým hřídelem. Na malém konci, kde se tyč připojuje k pístu, jsou také ložiska.
Pístová ložiska jsou obvykle vyrobena z kompozitních kovů, jako je olověná měď, křemíkový hliník a další. Ložiska jsou často opatřena povlakem, aby se zlepšila tvrdost a podpořilo zatížení od pohybů pístu a ojnice.
Existují tři typy pístů, z nichž každý je pojmenován podle svého tvaru:plochý vrch, kopulovitý a talířový.
Jak to zní jednoduše, píst s plochým vrcholem má plochý vrchol. Ploché písty mají nejmenší prostor na povrchu; to jim umožňuje vytvořit největší sílu. Tento typ pístu je ideální pro vytvoření účinného spalování.
Ploché písty vytvářejí nejrovnoměrnější rozložení plamene. Potíž, která s tím přichází, je, že může vytvořit příliš velkou kompresi pro menší spalovací komory.
Nejmenší problémy pro inženýry představují talířové písty. Je to spíše kvůli tomu, kde se používají, než kvůli jakémukoli majetku, který sami drží.
Jsou tvarovány jako talíř s vnějšími okraji mírně zvlněnými. Typicky se talířové písty používají v aplikacích se zvýšeným tlakem, které nevyžadují vačkový hřídel s vysokým zdvihem nebo vysoký kompresní poměr.
Na rozdíl od konceptu talířových pístů, tyto bubliny uprostřed jako vrchol stadionu. To se provádí za účelem zvětšení dostupné plochy na horní části pístu. Větší plocha znamená menší kompresi.
Zatímco větší komprese znamená generování větší síly, existuje horní hranice toho, co může každá spalovací komora zvládnout. Snížení kompresního poměru tímto způsobem v podstatě zabrání tomu, aby se motor sám roztrhl.
Je to jen jeden nástroj pro omezení množství generované síly na to, co je motor schopen bezpečně zvládnout.
Pokud právě začínáte, je to pouze začátek. Nemůžete porozumět celé skládačce, aniž byste jednotlivé dílky dali do vzájemného kontextu.
Takže i když to vysvětluje, co dělají písty a jak záleží na rozdílech ve tvaru, je třeba to chápat v kontextu celého motoru, abyste získali úplný obrázek. Pokračujte ve studiu a budete na cestě.
Níže jsou uvedeny typy pístů:
Písty kufru jsou dlouhé vzhledem k jejich průměru. Fungují jak jako píst, tak i jako válcová křížová hlava. Protože je ojnice po většinu své rotace nakloněná, působí zde také boční síla, která působí podél strany pístu proti stěně válce. Delší píst to podporuje.
Písty kufru byly běžnou konstrukcí pístů od počátků pístových spalovacích motorů. Používaly se pro benzínové i naftové motory, i když vysokorychlostní motory nyní přijaly lehčí kluzný píst.
Charakteristickým znakem většiny pístních pístů, zejména u vznětových motorů, je to, že mají pod pístním čepem kromě kroužků mezi pístním čepem a korunkou drážku pro olejový kroužek.
Název „píst kufru“ je odvozen od „motoru kufru“, rané konstrukce lodního parního stroje.
Aby byly kompaktnější, vyhnuli se obvyklé pístnici parního stroje se samostatnou křížovou hlavou a místo toho byly prvním motorem, který umístil pístní čep přímo do pístu.
Jinak se tyto písty motoru kufru jen málo podobaly pístu kufru; byly extrémně velkého průměru a dvojčinné. Jejich ‚kmen‘ byl úzký válec namontovaný ve středu pístu.
Velké pomaloběžné dieselové motory mohou vyžadovat další podporu pro boční síly působící na píst. Tyto motory obvykle používají písty s křížovou hlavou.
Hlavní píst má velkou pístnici rozprostírající se směrem dolů od pístu k druhému pístu s menším průměrem. Hlavní píst je zodpovědný za utěsnění plynu a nese pístní kroužky.
Menší píst je čistě mechanické vedení. Běží v malém válci jako vedení kufru a také nese pístní čep.
Mazání křižáku má oproti pístu kufru výhody, protože jeho mazací olej nepodléhá spalnému teplu:olej není kontaminován částicemi sazí ze spalování, nerozkládá se působením tepla a je řidší, méně viskózní olej mohou být použity.
Tření jak pístu, tak křižáku je možná jen poloviční než u kufrového pístu. Kvůli dodatečné hmotnosti těchto pístů se nepoužívají pro vysokorychlostní motory.
Kluzný píst je píst pro benzinový motor, který byl co možná nejvíce zmenšen ve velikosti a hmotnosti.
V extrémním případě jsou redukovány na korunu pístu, podpěru pro pístní kroužky a právě tolik, kolik zbylo pláště pístu, aby zůstaly dvě plochy, aby se zastavilo kývání pístu ve vrtání.
Strany pláště pístu kolem pístního čepu jsou zmenšeny směrem od stěny válce.
Účelem je většinou snížit vratnou hmotu, a tím usnadnit vyvážení motoru a umožnit tak vysoké rychlosti. V závodních aplikacích mohou být lemy pístu konfigurovány tak, aby poskytovaly extrémně nízkou hmotnost při zachování tuhosti a pevnosti plného lemu.
Snížená setrvačnost také zlepšuje mechanickou účinnost motoru:síly potřebné ke zrychlení a zpomalení vratně se pohybujících částí způsobují větší tření pístu o stěnu válce než tlak kapaliny na hlavu pístu.
Sekundární výhodou může být určité snížení tření se stěnou válce, protože plocha pláště, která klouže nahoru a dolů ve válci, je zmenšena na polovinu. Většina tření je však způsobena pístním kroužkem, což jsou části, které ve skutečnosti nejtěsněji sedí ve vrtání a dosedacích plochách čepu zápěstí, a proto je výhoda snížena.
Deflektorové písty se používají u dvoudobých motorů s kompresí klikové skříně, kde musí být proud plynu ve válci pečlivě směrován, aby bylo zajištěno účinné vyplachování.
Při křížovém čištění jsou přenosové (vstup do válce) a výfukové kanály na přímo přivrácených stranách stěny válce.
Aby se zabránilo přiváděné směsi procházet přímo napříč z jednoho portu do druhého, má píst na své koruně zvýšené žebro. To je určeno k odklonění přiváděné směsi směrem nahoru, kolem spalovací komory.
Mnoho úsilí a mnoho různých konstrukcí koruny pístu bylo vynaloženo na vývoj vylepšeného čištění. Koruny se vyvinuly z jednoduchého žebra do velké asymetrické vybouleniny, obvykle se strmým čelem na vstupní straně a jemným zakřivením na výfuku.
Navzdory tomu nebyl křížový úklid nikdy tak účinný, jak se doufalo. Většina motorů dnes místo toho používá portování Schnoodle. To umístí pár přenosových portů po stranách válce a povzbudí tok plynu, aby se otáčel kolem svislé osy, nikoli kolem vodorovné osy.
U závodních motorů je síla a tuhost pístu obvykle mnohem vyšší než u motoru osobních automobilů, zatímco hmotnost je mnohem nižší, aby bylo dosaženo vysokých otáček motoru nezbytných pro závodění.
Nejdůležitější úkoly, které musí písty plnit, jsou:
S rostoucím specifickým výkonem motoru se zároveň zvyšují požadavky na píst.
Hlavní použití pístů je:
Hlavní výhody pístů jsou:
Hlavní nevýhody pístů jsou:
Píst je součástí pístových motorů, pístových čerpadel, plynových kompresorů, hydraulických válců a pneumatických válců a dalších podobných mechanismů. Jedná se o pohyblivou součást, která je obsažena ve válci a je plynotěsná pomocí pístních kroužků.
Hlavní části pístu:
Existují tři typy pístů, z nichž každý je pojmenován podle svého tvaru:plochý vrch, kopulovitý a talířový.
Píst je srdcem pístového motoru. Skládá se z pohyblivého kruhového kusu kovu s pístními kroužky pro dosažení vzduchotěsného utěsnění, jakmile je instalován do válce motoru. Píst je připojen přes píst/pístový čep k ojnici, která je zase připojena ke klikovému hřídeli.
U čtyřdobých (benzínových a naftových) automobilových motorů probíhá proces sání, komprese, spalování a výfuku nad pístem v hlavě válce, což nutí píst pohybovat se nahoru a dolů (nebo dovnitř a ven u plochého motoru). ) ve válci, což způsobí otáčení klikového hřídele.
Píst je pohyblivý disk uzavřený ve válci, který je plynotěsný pístními kroužky. Disk se pohybuje uvnitř válce, když se kapalina nebo plyn uvnitř válce roztahuje a smršťuje. Píst napomáhá přeměně tepelné energie na mechanickou práci a naopak.
Jednou z primárních funkcí pístu a pístních kroužků je utěsnění spalovací komory pod tlakem od klikové skříně. Kvůli vůli mezi pístem a válcem mohou spaliny (profukování) vstupovat do klikové skříně během sekvence kinematického pohybu.
Píst je připevněn pomocí zápěstního čepu ke spojovací tyči, která je zase připojena ke klikové hřídeli a společně převádějí pohyb nahoru a dolů (vratný) na pohyb kol a dokola (rotační) pro pohon kol. Výsledná exploze tlačí píst dolů a vytváří výfukové plyny.
Existují tři typy pístů, z nichž každý je pojmenován podle svého tvaru:plochý vrch, kopulovitý a talířový.
Hlavní součásti spalovacího motoru. Válce jsou také vybaveny ventily, které propouštějí vzduch a palivo a umožňují únik výfukových plynů. Palivo uvnitř motoru se zapaluje zapalovacími svíčkami a toto spalování pohání pohyb pístů.
Píst je nezbytnou součástí spalovacího motoru, který je klíčový pro přeměnu paliva, které používáte k tankování vozu, na energii pro pohon vozu vpřed. Je to pohyblivá součást, která se používá k přenosu síly z plynu, který expanduje ve válcích, na klikový hřídel, aby se otáčela kola.
Funkce pístu jsou následující:
Praskliny v horní části pístu (korunky) u benzínových motorů jsou obvykle výsledkem nadměrného spalovacího tlaku způsobeného nadměrnou kompresí nebo příliš pokročilým časováním zapalování. Neustálé drastické změny teploty spalování nakonec vedou k tepelným trhlinám v koruně pístu.
Písty jsou jednou z nejdůležitějších částí motoru, protože jsou mechanismy, které obsahují energii motoru. Písty jsou umístěny v bloku válců. Počet válců v motoru se může lišit. Uvnitř válce je směs paliva a vzduchu vstřikována přes sací ventil.
Písty jsou vyrobeny buď z nízkouhlíkové oceli nebo z hliníkových slitin. Píst je vystaven vysokému teplu, setrvačnosti, vibracím a tření. Uhlíkové oceli minimalizují účinky rozdílné tepelné roztažnosti mezi pístem a stěnami válce.
Typické hodnoty jsou mezi 500 a 7000 ot./min. Protože se každý válec musí jednou pro každou otáčku pohybovat nahoru a dolů, pohybují se samozřejmě rychleji, když sešlápnete pedál plynu dále dolů.
Typický motor automobilu běží na volnoběh kolem 700 otáček za minutu a červeně se pohybuje kolem 7 000 otáček za minutu. To se rovná pohybu pístu nahoru a dolů asi 12krát za sekundu při volnoběhu a 120krát za sekundu při červené linii.
Vačkový hřídel ovládá otevírání a zavírání ventilů. Rozdělovač způsobí jiskru zapalovacích svíček, která zapálí směs paliva a vzduchu. Výsledná exploze nutí píst k pohybu dolů, což následně způsobí rotaci klikového hřídele.
Poškození nebo opotřebení pístu je hlavní příčinou selhání motoru. Výsledkem je ztráta komprese, zvýšené emise, únik plynů ze spalovací komory a ztráta mazání. Když poškození zahrnuje pístní kroužky, může to znamenat, že si olej najde cestu do spalovací komory.
