Perfil del pistón:
El pistón es el corazón del motor de un automóvil, soporta cargas mecánicas y térmicas alternas y es uno de los componentes clave del motor en las condiciones de trabajo más exigentes. Su función es soportar la presión del gas e impulsar el cigüeñal para que gire a través del bulón hasta la biela. La cabeza del pistón también forma parte integral de la cámara de combustión.
Los tipos de pistones generalmente se dividen en: pistones para vehículos diésel, pistones para vehículos de gasolina y pistones de uso general.
La función del pistón es soportar la presión del gas e impulsar el cigüeñal para girar a través del pasador del pistón hasta la biela, y la parte superior del pistón también es una parte integral de la cámara de combustión. Condiciones de trabajo: El pistón funciona en condiciones de alta temperatura, alta presión, alta velocidad y mala lubricación. El pistón está en contacto directo con el gas a alta temperatura, y la temperatura instantánea puede alcanzar más de 2500 K, por lo tanto, el calentamiento es grave y las condiciones de disipación de calor son muy malas, por lo que la temperatura del pistón es muy alta, la parte superior es tan alta como 600 ~ 700 K, y la distribución de temperatura es muy desigual; La parte superior del pistón soporta mucha presión de gas, especialmente la presión máxima de carrera de potencia, el motor de gasolina es tan alto como 3 ~ 5 MPa, y el motor diésel es tan alto como 6 ~ 9 MPa, lo que hace que el pistón tenga un impacto y soporte el efecto de la presión lateral; El pistón oscila a una velocidad muy alta (8-12 m/s) en el cilindro, y la velocidad cambia constantemente, lo que genera una gran fuerza de inercia y somete al pistón a una gran carga adicional. El pistón funciona en condiciones tan duras que puede deformarse y acelerar el desgaste, además de estar expuesto a cargas adicionales, tensiones térmicas y los efectos químicos del gas.
Condiciones de trabajo del pistón:
El pistón funciona en condiciones de alta temperatura, alta presión, alta velocidad y mala lubricación. El pistón está en contacto directo con el gas a alta temperatura, y la temperatura instantánea puede alcanzar más de 2500 K, por lo tanto, el calentamiento es grave y las condiciones de disipación de calor son muy malas, por lo que la temperatura del pistón es muy alta, en la parte superior llega a 600-700 K, y la distribución de la temperatura es muy desigual. La parte superior del pistón soporta mucha presión de gas, especialmente la presión máxima de carrera de potencia, el motor de gasolina es tan alta como 3-5 MPa, y el motor diésel es tan alta como 6-9 MPa, lo que hace que el pistón tenga un impacto y soporte el efecto de la presión lateral. El pistón se mueve alternativamente a una velocidad muy alta (8-12 m/s) en el cilindro, y la velocidad cambia constantemente, lo que produce una gran fuerza de inercia y hace que el pistón esté sujeto a una gran carga adicional. El pistón trabaja en condiciones tan duras que pueden deformarse y acelerar el desgaste, además de cargas adicionales y tensiones térmicas, así como los efectos químicos del gas.
Estructura del pistón:
Generalmente, el pistón es cilíndrico, de acuerdo con las condiciones de trabajo y los requisitos de los diferentes motores, la estructura del pistón en sí es variada y el pistón generalmente se divide en tres partes: la cabeza, la falda y el asiento del pasador del pistón.
La cabeza se refiere a la parte superior del pistón y la parte de la ranura del anillo. La parte superior del pistón depende completamente de los requisitos de la cámara de combustión, y el diseño de la parte superior plana o casi plana de la parte superior ayuda al pistón a reducir el área de contacto con el gas caliente, de modo que la tensión se distribuya uniformemente. La mayoría de los motores de gasolina utilizan pistones de parte superior plana, y algunos motores (como los motores diésel de inyección directa y los nuevos motores de gasolina de inyección en cilindro) necesitan tener una forma más compleja en la parte superior del pistón con cierta profundidad de picaduras como parte de la cámara de combustión para mejorar la eficiencia de la combustión y minimizar la deflagración para las necesidades de formación de la mezcla de gases. Las ranuras del pistón se llaman ranuras de anillo y se utilizan para instalar los anillos del pistón. La función del anillo del pistón es sellar, evitar fugas de aire y evitar que el aceite entre en la cámara de combustión.
La falda del pistón se refiere a la parte inferior del pistón, que se utiliza para mantener la postura vertical del pistón en el movimiento alternativo tanto como sea posible, es decir, la parte guía del pistón.
La forma de la falda del pistón es muy particular, especialmente para los automóviles de pasajeros ligeros como los automóviles, el diseñador comienza con la estructura y el rendimiento del motor y, a menudo, usa su cerebro en la falda del pistón para hacer que la estructura del motor sea lo más compacta y suave posible.
El asiento del bulón del pistón es la pieza de soporte del pistón, conectada a la biela por el bulón, ubicado sobre la falda del pistón. La particularidad del asiento del bulón del pistón en motores de alta velocidad es que su orificio no se encuentra necesariamente en el mismo plano central que el pistón, sino que puede desplazarse ligeramente hacia un lado, es decir, hacia el lado donde el pistón toca la pared del cilindro durante la carrera de potencia. De esta manera, cuando el pistón cambia de dirección hacia el punto muerto superior, se reduce el impacto del pistón contra la pared del cilindro, reduciendo así el ruido del motor.
La diferencia entre el pistón del motor de gasolina y el motor diésel:
No hay diferencia en la estructura principal, la mayor diferencia entre el motor de gasolina y el motor diésel es el modo de encendido y la entrada de aire: el motor de gasolina ingresa al cilindro con gas combustible mezclado con aceite y gas, y el motor diésel es aire puro; El motor de gasolina se enciende mediante una bujía y el combustible diésel se inyecta en el diésel desde el orificio de inyección de combustible después de que el aire comprimido alcanza la temperatura de combustión espontánea del diésel, y el combustible diésel se quema espontáneamente debido a la alta temperatura en el cilindro en este momento.
Si quieres hablar de la diferencia, lo más probable es que esté en la falda del pistón, porque la mayoría de los motores diésel tienen una carrera de pistón más larga que los motores de gasolina, y puede haber una forma especial en la falda para que coincida con el movimiento del volante, pero no todos los motores diésel son así.
Comparemos el pistón de un motor de gasolina de dos válvulas con el de un motor diésel: la diferencia radica en la parte superior. El pistón del motor de gasolina es plano, mientras que el del motor diésel tiene una cámara de combustión en la parte superior. Esa es la principal diferencia. Comparemos el pistón del motor de gasolina multiválvula con el del motor diésel: ambos tienen cámaras de combustión en la parte superior. Sin embargo, el motor de gasolina es más sencillo. La distancia entre las ranuras de los segmentos del pistón es mayor que en un motor diésel. La ranura del segmento de aceite está perforada en el motor diésel, a diferencia de los motores de gasolina. En general, no hay diferencia.
Diagnóstico y tratamiento del ruido anormal de golpeteo del pistón
Cuando el motor del vehículo está en marcha, se escucha un ruido anormal de golpeteo del pistón. Este ruido se produce en la parte superior del cilindro, con un clic rítmico similar al de un golpe de martillo contra el suelo. Con el motor al ralentí, el sonido es nítido y claro. Especialmente a baja temperatura, el sonido es evidente, y al subir la temperatura, disminuye o incluso desaparece.
Método de evaluación del golpeteo del pistón del cilindro:
(1) Corte el aceite cilindro por cilindro. Para determinar su posición, utilice el método de corte de los cilindros uno por uno. Si se corta el aceite en un cilindro específico, el sonido se reduce significativamente o desaparece. Al reanudarse el suministro de aceite, se oye un clic evidente, que indica que el pistón golpea el cilindro.
(2) Para confirmar aún más que el pistón del cilindro golpea el cilindro, se puede quitar el inyector del cilindro, se agrega una pequeña cantidad de aceite de motor sobrealimentado de grado CD (que desempeña una función de sellado) al cilindro y luego se instala el inyector, se arranca el motor, el sonido de golpeteo desaparece o se debilita, y el sonido de golpeteo aparece nuevamente después de funcionar, que es sin duda el pistón golpeando el cilindro.
Las principales causas del golpeteo del cilindro del pistón en producción son las siguientes:
(1) La holgura entre el pistón y la pared del cilindro es excesiva. La holgura estándar entre la falda del pistón y el cilindro del motor de la serie WD615 es de 0.143 a 0.182, y el límite máximo de desgaste es de 0.35 a 0.40.
(2) Después de que el motor funciona durante un período de tiempo, el pistón del cilindro se desgasta, junto con una lubricación deficiente, el espacio correspondiente entre el pistón y el cilindro aumenta debido al desgaste y aparece un escalón más serio en la parte inferior del primer anillo de aire, de modo que el pistón golpea el cilindro y emite un sonido anormal.
(3) Después de funcionar durante un período de tiempo, la falda del pistón y el cilindro se desgastan considerablemente, lo que produce una redondez grave y golpes en el cilindro.
(4) Las bielas se deforman por diversas razones, lo que provoca la excentricidad del pistón, el aumento de la holgura y el golpeteo del cilindro. El golpeteo del pistón contra el cilindro provoca un alto consumo de combustible, la canalización del aceite y un bajo consumo de combustible. Si el pistón golpea el cilindro con fuerza, este se aplasta y daña el cilindro, rompiendo la biela y dañando el bloque de cilindros.
En caso de detectar golpeteo del pistón, se pueden utilizar los siguientes métodos:
(1) Después de que el motor arranca, se escucha un golpeteo cuando funciona a baja temperatura, y cuando la temperatura se normaliza, el sonido desaparece y se puede desechar temporalmente y continuar funcionando.
(2) Cuando la temperatura del motor sea normal y haya un sonido de golpeteo evidente, se debe evitar en lo posible el funcionamiento a alta velocidad y desmontarlo y repararlo lo antes posible.
(3) Después de quitar la culata y extraer el pistón, se descubre que el cilindro está seriamente deformado, tenso o el espacio entre el pistón y el cilindro es demasiado grande; debe reemplazarse y deben reemplazarse el revestimiento del cilindro, el pistón y el anillo del pistón.
(4) Si se detecta que la biela está deformada, se deberá sustituir lo más pronto posible.