Conocimientos sobre motores \u2013 Pist\u00f3n<\/p>\n
Para los Pistons, que saben que el motor es una de las partes m\u00e1s importantes del veh\u00edculo.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 El conjunto del v\u00e1stago del pist\u00f3n est\u00e1 compuesto por el pist\u00f3n, los anillos del pist\u00f3n, los pasadores del pist\u00f3n, la biela, los cojinetes de la biela y otros componentes.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 Funci\u00f3n: El pist\u00f3n funciona bajo presi\u00f3n de gas y, impulsado por la rotaci\u00f3n del cig\u00fce\u00f1al a trav\u00e9s del pasador del pist\u00f3n y la biela, se desplaza hacia la parte superior de la c\u00e1mara de combusti\u00f3n.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 Condiciones de trabajo: el pist\u00f3n opera en condiciones de alta temperatura, alta presi\u00f3n, alta velocidad y lubricaci\u00f3n deficiente. El pist\u00f3n entra en contacto directo con el gas caliente, con una temperatura instant\u00e1nea de hasta 2500 K o m\u00e1s; por lo tanto, el calor es intenso y las condiciones t\u00e9rmicas son adversas, por lo que la temperatura de trabajo del pist\u00f3n es elevada, llegando a 600 ~ 700 K en la parte superior, y la distribuci\u00f3n de la temperatura es muy desigual; la parte superior del pist\u00f3n est\u00e1 sometida a la presi\u00f3n del gas, especialmente durante la carrera de potencia m\u00e1xima: en los motores de gasolina, la presi\u00f3n alcanza de 3 a 5 MPa, y en los motores di\u00e9sel, de 6 a 9 MPa, lo que genera un impacto en el pist\u00f3n y lo obliga a soportar una presi\u00f3n lateral; el pist\u00f3n realiza un movimiento rec\u00edproco en el cilindro a alta velocidad (de 8 a 12 m\/s), y la velocidad cambia constantemente, lo que genera una gran inercia, lo cual supone una gran carga adicional para el pist\u00f3n. En condiciones de trabajo tan adversas, el pist\u00f3n sufrir\u00e1 deformaciones y un desgaste acelerado, adem\u00e1s de generar cargas adicionales, tensiones t\u00e9rmicas y corrosi\u00f3n qu\u00edmica por los gases. Por lo tanto, se requiere que: (1) cuente con suficiente rigidez y resistencia, as\u00ed como confiabilidad en la transmisi\u00f3n de potencia; (2) tenga buena conductividad t\u00e9rmica y resistencia a altas presiones, altas temperaturas y al desgaste; (3) debe ser de baja masa y peso ligero, para minimizar la fuerza de inercia del movimiento rec\u00edproco. La aleaci\u00f3n de aluminio cumple b\u00e1sicamente con los requisitos anteriores; por lo tanto, los pistones suelen estar fabricados con aleaci\u00f3n de aluminio de alta resistencia, aunque en algunos motores di\u00e9sel de baja velocidad se utiliza hierro fundido o acero de avanzada resistencia al calor.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 Estructura: El pist\u00f3n se puede dividir en tres partes: el pist\u00f3n, la cabeza del pist\u00f3n y la falda del pist\u00f3n.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 1 pist\u00f3n: pist\u00f3n sometido a presi\u00f3n de gas, que forma parte de la c\u00e1mara de combusti\u00f3n; su forma, posici\u00f3n, tama\u00f1o y todas las caracter\u00edsticas espec\u00edficas de la c\u00e1mara de combusti\u00f3n deben cumplir con los requisitos para la formaci\u00f3n de la mezcla combustible y la combusti\u00f3n; La forma de la parte superior se puede dividir en cuatro categor\u00edas: pist\u00f3n de cabeza plana, pist\u00f3n de cabeza convexa, pist\u00f3n de cabeza c\u00f3ncava y pist\u00f3n de cabeza especial. El pist\u00f3n de cabeza plana es sencillo, f\u00e1cil de fabricar y tiene un \u00e1rea de calentamiento reducida; adem\u00e1s, la distribuci\u00f3n de la tensi\u00f3n en la parte superior es m\u00e1s uniforme. Se utiliza generalmente en motores de gasolina, mientras que en los motores di\u00e9sel se emplea con poca frecuencia. La cabeza del pist\u00f3n tiene forma de c\u00fapula convexa elevada; la parte superior es de alta resistencia y, al salir de la gu\u00eda, ayuda a mejorar el proceso de ventilaci\u00f3n; los motores de gasolina de dos tiempos suelen utilizar pistones de cabeza convexa. El pist\u00f3n de cabeza c\u00f3ncava tiene una parte superior hueca; la forma y ubicaci\u00f3n de la cavidad deben favorecer la combusti\u00f3n de la mezcla combustible, como las cavidades de doble v\u00f3rtice, las cavidades esf\u00e9ricas, las cavidades en forma de U, entre otras.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (2) Cabeza del pist\u00f3n: la cabeza del pist\u00f3n se refiere a la parte del primer surco del anillo de pist\u00f3n situada sobre el orificio del pasador del pist\u00f3n. A esta ranura se le conoce como ranura de anillos, destinada a la instalaci\u00f3n de los anillos de pist\u00f3n y a la selladura; tambi\u00e9n se le conoce como secci\u00f3n a prueba de fugas. En los motores di\u00e9sel, que tienen una relaci\u00f3n de compresi\u00f3n m\u00e1s alta, generalmente hay cuatro ranuras de anillos: en las tres superiores se instalan los anillos de compresi\u00f3n y en la inferior, el anillo de aceite. Los motores de gasolina suelen tener tres ranuras para anillos, que incluyen una para el anillo de gas y otra para el anillo de aceite; el anillo de aceite tiene muchos orificios radiales en su superficie inferior, de modo que el aceite raspado de las paredes del cilindro del motor fluye a trav\u00e9s de esos orificios de regreso al c\u00e1rter. La primera ranura de anillos es la que se encuentra en peores condiciones de trabajo; por lo general, debe estar lo m\u00e1s alejada posible de la parte superior. El calor absorbido por el pist\u00f3n principal se transmite a trav\u00e9s del departamento de sellado herm\u00e9tico de la pared del cilindro y, luego, se disipa mediante el agua de enfriamiento. En resumen, la funci\u00f3n de la cabeza del pist\u00f3n del motor, adem\u00e1s de la instalaci\u00f3n de los anillos de pist\u00f3n, incluye efectos de sellado y transferencia de calor; junto con el sello del pist\u00f3n y el cilindro, evita la fuga de la mezcla de gases combustibles hacia el c\u00e1rter y tambi\u00e9n (70 ~ 80)% calor que pasa a trav\u00e9s de las paredes del cilindro del pist\u00f3n.
\n3. Fald\u00f3n del pist\u00f3n: el fald\u00f3n del pist\u00f3n es el segmento que va desde el extremo hasta la siguiente parte de la base del pist\u00f3n, lo que incluye el orificio del pasador del pist\u00f3n montado en el asiento. El fald\u00f3n del pist\u00f3n gu\u00eda el movimiento rec\u00edproco del pist\u00f3n dentro del cilindro del motor y resiste la presi\u00f3n lateral. La falda depende de la magnitud de la presi\u00f3n lateral y del di\u00e1metro del pist\u00f3n. La llamada presi\u00f3n lateral, tanto en la carrera de compresi\u00f3n como en la carrera de potencia, es la componente horizontal de la presi\u00f3n que ejerce el gas sobre el pist\u00f3n en la parte superior del cilindro, empujando el pist\u00f3n hacia la pared del cilindro. En la carrera de compresi\u00f3n y en la carrera de potencia, la direcci\u00f3n de la presi\u00f3n del gas es opuesta; debido a que la presi\u00f3n de combusti\u00f3n es mucho mayor que la presi\u00f3n de compresi\u00f3n, la presi\u00f3n lateral en la carrera de combusti\u00f3n tambi\u00e9n es mucho mayor que en la carrera de compresi\u00f3n. La falda del pist\u00f3n que soporta la presi\u00f3n lateral de ambos lados se denomina superficie de empuje; estas superficies est\u00e1n alineadas con el eje del bul\u00f3n del pist\u00f3n y son perpendiculares a la direcci\u00f3n de este. Caracter\u00edsticas estructurales:
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (1) De forma ovalada prefabricada, para soportar la presi\u00f3n de los gases de la falda lateral y del cilindro del motor, y mantener un espacio reducido y seguro, lo cual requiere que el pist\u00f3n funcione correctamente dentro del cilindro del motor. Sin embargo, debido a que el espesor de la falda del pist\u00f3n es muy irregular, el espesor del metal en la parte del orificio del pasador del pist\u00f3n hace que la expansi\u00f3n t\u00e9rmica a lo largo del eje del asiento del pasador del pist\u00f3n del motor sea mayor que en la otra direcci\u00f3n, lo que provoca una mayor deformaci\u00f3n. Adem\u00e1s, la falda lateral debe soportar la presi\u00f3n del gas, lo que provoca una deformaci\u00f3n a lo largo del pasador del pist\u00f3n en la direcci\u00f3n perpendicular a este. Por lo tanto, si en estado fr\u00edo la falda del pist\u00f3n es circular, al funcionar se convierte en un pist\u00f3n ovalado; el espacio entre el pist\u00f3n y el cilindro no es igual en toda la circunferencia, lo que provoca que el pist\u00f3n se atasque en el cilindro y el motor no funcione. Por ello, en el procesamiento previo, la falda del pist\u00f3n del motor se fabrica con forma ovalada. El eje largo de la elipse es vertical, mientras que el asiento se orienta a lo largo del eje corto. De esta manera, el pist\u00f3n se acerca m\u00e1s a la forma de un c\u00edrculo perfecto.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (2) La distribuci\u00f3n de la temperatura a lo largo de la altura del pist\u00f3n es muy desigual: la temperatura en la parte superior del pist\u00f3n es alta, mientras que en la parte inferior es baja; por lo tanto, la expansi\u00f3n es mayor en la parte superior y menor en la inferior. Para que el pist\u00f3n se mueva hacia arriba y hacia abajo con un di\u00e1metro m\u00e1s o menos igual, es decir, cil\u00edndrico, el pist\u00f3n debe fabricarse de manera que su forma sea c\u00f3nica, con un paso grande en la parte superior y uno peque\u00f1o en la inferior.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (3) Para reducir la deformaci\u00f3n de la falda del pist\u00f3n del motor causada por el calor, por lo general se incluye una ranura abierta en la falda de aislamiento horizontal; con el fin de compensar la deformaci\u00f3n de la falda debido al calor, se abre una ranura de expansi\u00f3n vertical en la falda. La ranura tiene forma de \u201cT\u201d o de \u201c\u03a0\u201d. La ranura horizontal es la m\u00e1s com\u00fan; se encuentra debajo de una ranura abierta situada bajo el anillo, a ambos lados del borde del asiento del pasador de la falda (y hay ranuras abiertas entre la ranura del anillo de aceite), con el objetivo de reducir la transferencia de calor a la falda; se le llama ranura t\u00e9rmica. La ranura vertical le da a la falda cierta flexibilidad, de modo que el espacio entre el pist\u00f3n del motor y el conjunto del cilindro sea lo m\u00e1s peque\u00f1o posible, y permita la compensaci\u00f3n t\u00e9rmica, evitando que el pist\u00f3n se atasque en el cilindro; por ello, se denomina ranura de expansi\u00f3n vertical. En el caso de la ranura vertical abierta en la falda, la rigidez del lado de la ranura la hace m\u00e1s peque\u00f1a, de modo que, una vez ensamblada, pueda soportar la presi\u00f3n lateral durante la carrera de potencia en el lado m\u00e1s peque\u00f1o. Los pistones de los motores di\u00e9sel, debido a la fuerza que soportan, generalmente no tienen ranuras en la falda.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (4) En algunos pistones, con el fin de reducir el peso, se realiza un orificio en la falda o se recorta una parte de la misma a ambos lados para reducir la presi\u00f3n lateral y, de este modo, disminuir la fuerza de inercia, lo que reduce la deformaci\u00f3n del pasador del motor cerca del asiento caliente y da lugar a una estructura de placa el\u00e1stica de arrastre de la falda del pist\u00f3n o de la placa del pist\u00f3n de retardo corto; el peso es menor y, en los motores de alta velocidad, el espacio entre el pist\u00f3n y el cilindro es m\u00e1s reducido.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (5) Con el fin de reducir la expansi\u00f3n t\u00e9rmica de la falda del pist\u00f3n de aluminio, se incorpora algo de acero en la falda del pist\u00f3n o en el asiento del pasador del pist\u00f3n. Las caracter\u00edsticas estructurales del pist\u00f3n de acero de Heng Fan se deben a que el acero al n\u00edquel 33%, de rango constante, es una aleaci\u00f3n de hierro y n\u00edquel de bajo carbono similar al 36%, y su coeficiente de expansi\u00f3n es solo 1\/10 del del aluminio, mientras que el asiento del pasador de acero, conectado a la falda por Heng Fan, la falda contiene la deformaci\u00f3n por expansi\u00f3n t\u00e9rmica.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (6) En algunos motores de gasolina, la l\u00ednea central del orificio del pasador del pist\u00f3n se desv\u00eda del plano central del pist\u00f3n, lo que permite que el pist\u00f3n recorra su carrera con un desplazamiento lateral de 1 a 2 mm. Esta estructura permite que el pist\u00f3n, al pasar de la carrera de compresi\u00f3n a la carrera de expansi\u00f3n, realice una transici\u00f3n m\u00e1s suave del lado de presi\u00f3n del cilindro al otro lado, lo que reduce el ruido de detonaci\u00f3n. Al momento de la instalaci\u00f3n, no se debe forzar esta direcci\u00f3n de desplazamiento del pasador del pist\u00f3n, ya que de lo contrario aumentar\u00e1 la fuerza de impacto y se da\u00f1ar\u00e1 la falda del pist\u00f3n.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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