Conhecimentos sobre motores \u2013 Pist\u00e3o<\/p>\n
Para os Pistons, que sabem que o motor \u00e9 a parte mais importante do motor.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 O conjunto da haste do pist\u00e3o \u00e9 composto pelo pist\u00e3o, pelos an\u00e9is de pist\u00e3o, pelos pinos de pist\u00e3o, pela biela, pelos rolamentos da biela e por outros componentes.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 Fun\u00e7\u00e3o: O pist\u00e3o funciona sob press\u00e3o de g\u00e1s e, atrav\u00e9s do pino do pist\u00e3o e da biela, \u00e9 acionado pela rota\u00e7\u00e3o do virabrequim, encontrando-se na parte superior da c\u00e2mara de combust\u00e3o.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 Condi\u00e7\u00f5es de funcionamento: o pist\u00e3o opera em condi\u00e7\u00f5es de alta temperatura, alta press\u00e3o, alta velocidade e lubrifica\u00e7\u00e3o insuficiente. O contacto direto do pist\u00e3o com o g\u00e1s quente, com temperaturas instant\u00e2neas que podem atingir os 2500 K ou mais, resulta em condi\u00e7\u00f5es t\u00e9rmicas extremas e desfavor\u00e1veis; por isso, a temperatura de funcionamento do pist\u00e3o \u00e9 elevada, podendo atingir os 600 a 700 K na parte superior, e a distribui\u00e7\u00e3o da temperatura \u00e9 muito irregular; A parte superior do pist\u00e3o est\u00e1 sujeita \u00e0 press\u00e3o do g\u00e1s, especialmente durante o curso de pot\u00eancia m\u00e1xima: nos motores a gasolina, esta press\u00e3o atinge 3 a 5 MPa, e nos motores a gas\u00f3leo, 6 a 9 MPa, o que provoca um impacto no pist\u00e3o e obriga-o a suportar uma press\u00e3o lateral; o pist\u00e3o realiza um movimento rec\u00edproco no cilindro a alta velocidade (8 a 12 m\/s), e a velocidade est\u00e1 em constante varia\u00e7\u00e3o, o que gera uma grande in\u00e9rcia, representando assim uma carga adicional significativa para o pist\u00e3o. O pist\u00e3o, em condi\u00e7\u00f5es de funcionamento t\u00e3o adversas, sofre deforma\u00e7\u00f5es e desgaste acelerado, al\u00e9m de gerar cargas adicionais, tens\u00f5es t\u00e9rmicas e corros\u00e3o qu\u00edmica causada pelos gases. Por conseguinte, \u00e9 necess\u00e1rio que: (1) possua rigidez e resist\u00eancia suficientes, bem como fiabilidade na transmiss\u00e3o de pot\u00eancia; (2) apresente boa condutividade t\u00e9rmica e resist\u00eancia \u00e0 alta press\u00e3o, \u00e0s altas temperaturas e ao desgaste; (3) deve ser de baixa densidade e peso leve, para minimizar a for\u00e7a de in\u00e9rcia do movimento rec\u00edproco. A liga de alum\u00ednio satisfaz basicamente os requisitos acima referidos; por isso, os pist\u00f5es s\u00e3o geralmente fabricados em liga de alum\u00ednio de alta resist\u00eancia, embora em alguns motores diesel de baixa velocidade se utilize ferro fundido ou a\u00e7o avan\u00e7ado resistente ao calor.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 Estrutura: O pist\u00e3o pode ser dividido em tr\u00eas partes: o corpo do pist\u00e3o, a cabe\u00e7a do pist\u00e3o e a saia do pist\u00e3o.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 1. Pist\u00e3o: pist\u00e3o sob press\u00e3o de g\u00e1s, que faz parte da c\u00e2mara de combust\u00e3o; a sua forma, posi\u00e7\u00e3o, dimens\u00e3o e todas as caracter\u00edsticas espec\u00edficas da c\u00e2mara de combust\u00e3o devem satisfazer os requisitos relativos \u00e0 forma\u00e7\u00e3o da mistura combust\u00edvel e \u00e0 combust\u00e3o; A forma da parte superior pode ser dividida em quatro categorias: pist\u00e3o de topo plano, pist\u00e3o de topo convexo, pist\u00e3o de topo c\u00f4ncavo e pist\u00e3o de topo plano. O pist\u00e3o de cabe\u00e7a plana \u00e9 liso, simples, de f\u00e1cil fabrico, aquece uma \u00e1rea reduzida e apresenta uma distribui\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o mais uniforme na parte superior, sendo geralmente utilizado em motores a gasolina e raramente em motores a gas\u00f3leo. A parte superior do pist\u00e3o apresenta uma forma de c\u00fapula convexa elevada; a parte superior de alta resist\u00eancia, a partir da guia, ajuda a melhorar o processo de ventila\u00e7\u00e3o; o pist\u00e3o de topo convexo \u00e9 frequentemente utilizado em motores a gasolina de dois tempos. O pist\u00e3o com topo c\u00f4ncavo apresenta uma cavidade; a forma e a localiza\u00e7\u00e3o da cavidade devem favorecer a combust\u00e3o da mistura combust\u00edvel, podendo assumir formas como cavidades de duplo v\u00f3rtice, cavidades esf\u00e9ricas, cavidades em forma de U, entre outras.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (2) Cabe\u00e7a do pist\u00e3o: a cabe\u00e7a do pist\u00e3o refere-se \u00e0 primeira ranhura do anel do pist\u00e3o, situada acima do orif\u00edcio do pino do pist\u00e3o. Essa ranhura de anel, destinada \u00e0 instala\u00e7\u00e3o dos an\u00e9is de pist\u00e3o, \u00e9 respons\u00e1vel pela veda\u00e7\u00e3o, sendo tamb\u00e9m conhecida como sec\u00e7\u00e3o estanque. Nos motores a diesel, devido \u00e0 rela\u00e7\u00e3o de compress\u00e3o, existem geralmente quatro ranhuras de anel: as tr\u00eas superiores destinam-se \u00e0 instala\u00e7\u00e3o dos an\u00e9is de compress\u00e3o e a inferior ao anel de \u00f3leo. Os motores a gasolina t\u00eam, geralmente, tr\u00eas ranhuras de an\u00e9is, das quais duas destinam-se aos an\u00e9is de g\u00e1s e uma ao anel de \u00f3leo; este \u00faltimo apresenta, na sua superf\u00edcie inferior, v\u00e1rios orif\u00edcios radiais, de modo que o \u00f3leo raspado das paredes do cilindro do motor pelo anel de \u00f3leo flua de volta para o c\u00e1rter atrav\u00e9s desses orif\u00edcios. A ranhura do primeiro anel apresenta as piores condi\u00e7\u00f5es de funcionamento, pelo que, em geral, deve ficar mais afastada da parte superior. O calor absorvido pelo pist\u00e3o principal \u00e9 transmitido atrav\u00e9s da ranhura de veda\u00e7\u00e3o para a parede do cilindro e, em seguida, dissipado pela \u00e1gua de arrefecimento. Em suma, a fun\u00e7\u00e3o da cabe\u00e7a do pist\u00e3o do motor, para al\u00e9m da instala\u00e7\u00e3o dos an\u00e9is de pist\u00e3o, inclui efeitos de veda\u00e7\u00e3o e transfer\u00eancia de calor; em conjunto com a veda\u00e7\u00e3o entre o pist\u00e3o e o cilindro, evita a fuga da mistura de g\u00e1s combust\u00edvel para o c\u00e1rter e tamb\u00e9m permite que (70 ~ 80)% calor a passar atrav\u00e9s das paredes do cilindro do pist\u00e3o.
\n3. Saia do pist\u00e3o: a ranhura do anel de \u00f3leo da saia do pist\u00e3o estende-se desde a extremidade at\u00e9 \u00e0 parte seguinte da base do pist\u00e3o, incluindo a sali\u00eancia onde se encaixa o furo do pino do pist\u00e3o. A saia do pist\u00e3o serve de guia ao movimento rec\u00edproco do pist\u00e3o no cilindro do motor e suporta a press\u00e3o lateral. A saia depende da magnitude da press\u00e3o lateral e do di\u00e2metro do pist\u00e3o. A chamada press\u00e3o lateral no curso de compress\u00e3o e no curso de pot\u00eancia \u00e9 a componente horizontal da press\u00e3o exercida pelo g\u00e1s no pist\u00e3o do motor, na parte superior, contra a parede do cilindro. No curso de compress\u00e3o e no curso de pot\u00eancia, a dire\u00e7\u00e3o da press\u00e3o dos gases \u00e9 oposta; devido \u00e0 press\u00e3o de combust\u00e3o ser muito superior \u00e0 press\u00e3o de compress\u00e3o, a press\u00e3o lateral no curso de pot\u00eancia \u00e9 tamb\u00e9m muito superior \u00e0 do curso de compress\u00e3o. A saia do pist\u00e3o, que suporta a press\u00e3o lateral de ambos os lados, \u00e9 designada por \u00absuperf\u00edcie de impulso\u00bb; estas est\u00e3o em fase com o eixo do pino do pist\u00e3o, perpendicular \u00e0 dire\u00e7\u00e3o. Caracter\u00edsticas estruturais:
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (1) De forma oval pr\u00e9-definida, de modo a suportar a press\u00e3o dos gases na saia lateral e no cilindro do motor e a manter um espa\u00e7o reduzido e seguro, exigindo que o pist\u00e3o no cilindro do motor funcione corretamente. No entanto, devido \u00e0 espessura da saia do pist\u00e3o ser muito irregular, a espessura do metal na parte do furo do pino do pist\u00e3o, juntamente com a grande expans\u00e3o t\u00e9rmica ao longo do eixo, faz com que a deforma\u00e7\u00e3o do assento do pino do pist\u00e3o do motor seja maior nessa dire\u00e7\u00e3o do que na outra. Al\u00e9m disso, a saia lateral tem de suportar a press\u00e3o dos gases, o que leva a uma deforma\u00e7\u00e3o ao longo do pino do pist\u00e3o, na dire\u00e7\u00e3o vertical em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 do pino do pist\u00e3o. Assim, se a saia do pist\u00e3o for circular quando fria, ao funcionar torna-se um pist\u00e3o oval; a folga entre o pist\u00e3o e o cilindro ao longo da circunfer\u00eancia n\u00e3o \u00e9 igual, fazendo com que o pist\u00e3o fique preso no cilindro e o motor deixe de funcionar. Por isso, na pr\u00e9-fabrica\u00e7\u00e3o, a saia do pist\u00e3o do motor \u00e9 concebida com uma forma oval. O eixo longo da elipse fica na vertical em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 sede, enquanto a sede se estende na dire\u00e7\u00e3o do eixo curto. Este processo aproxima o pist\u00e3o de um c\u00edrculo perfeito.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (2) A distribui\u00e7\u00e3o da temperatura ao longo da altura do pist\u00e3o \u00e9 muito irregular: a temperatura na parte superior do pist\u00e3o \u00e9 elevada e na parte inferior \u00e9 baixa; a expans\u00e3o \u00e9, consequentemente, maior na parte superior e menor na parte inferior. Para que o pist\u00e3o, ao mover-se para cima e para baixo, tenha um di\u00e2metro mais ou menos igual \u2014 ou seja, seja cil\u00edndrico \u2014, o pist\u00e3o deve ser fabricado de forma a apresentar uma transi\u00e7\u00e3o gradual da parte superior, de maior di\u00e2metro, para a parte inferior, de menor di\u00e2metro, assumindo uma forma c\u00f3nica.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (3) A fim de reduzir a deforma\u00e7\u00e3o da saia do pist\u00e3o do motor causada pelo calor, normalmente \u00e9 aberta uma ranhura na saia de isolamento horizontal; para compensar a deforma\u00e7\u00e3o da saia devido ao calor, \u00e9 aberta uma ranhura de expans\u00e3o vertical na saia. A ranhura tem a forma de \u201cT\u201d ou de \u201c\u03a0\u201d. A ranhura horizontal \u00e9 a mais comum; situa-se abaixo do anel, na extremidade da saia, em ambos os lados do assento do pino (e existe tamb\u00e9m uma abertura entre as ranhuras do anel de \u00f3leo), com o objetivo de reduzir a transfer\u00eancia de calor para a saia; denomina-se ranhura t\u00e9rmica. A ranhura vertical confere \u00e0 saia uma certa flexibilidade, de modo a que a folga entre o pist\u00e3o do motor e o conjunto do cilindro seja a menor poss\u00edvel e, em condi\u00e7\u00f5es de calor, haja compensa\u00e7\u00e3o, evitando que o pist\u00e3o fique preso no cilindro; esta ranhura vertical \u00e9 designada por ranhura de expans\u00e3o. No caso de uma ranhura vertical aberta na saia, a rigidez do lado da ranhura \u00e9 menor, de modo a que, na montagem, o conjunto deva suportar a press\u00e3o lateral do curso de pot\u00eancia no lado mais estreito. Os pist\u00f5es dos motores a diesel, devido \u00e0 for\u00e7a envolvida, geralmente n\u00e3o apresentam ranhuras na saia.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (4) Em alguns pist\u00f5es, para reduzir o peso, \u00e9 praticado um orif\u00edcio na saia ou \u00e9 recortada uma parte da saia para diminuir a press\u00e3o lateral em ambos os lados, reduzindo assim a for\u00e7a de in\u00e9rcia e a deforma\u00e7\u00e3o do pino do motor junto \u00e0 sede quente; isto d\u00e1 origem a uma estrutura de placa el\u00e1stica de arrasto da saia do pist\u00e3o ou de um pequeno atraso na placa do pist\u00e3o, a massa \u00e9 reduzida e, nos motores de alta velocidade, a folga entre o pist\u00e3o e o cilindro \u00e9 menor.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (5) A fim de reduzir a expans\u00e3o t\u00e9rmica da saia do pist\u00e3o de alum\u00ednio, \u00e9 incorporado a\u00e7o na saia do pist\u00e3o ou na sede do pino do pist\u00e3o. As caracter\u00edsticas estruturais dos pist\u00f5es de a\u00e7o da Heng Fan devem-se ao facto de o a\u00e7o de n\u00edquel 33% ser uma liga de ferro-n\u00edquel de baixo teor de carbono do tipo 36%, cujo coeficiente de expans\u00e3o \u00e9 apenas 1\/10 do do alum\u00ednio, enquanto o assento do pino de a\u00e7o, ligado \u00e0 saia pelo sistema da Heng Fan, a saia cont\u00e9m a deforma\u00e7\u00e3o causada pela expans\u00e3o t\u00e9rmica.
\n\u00a0\u00a0\u00a0 (6) Em alguns motores a gasolina, a linha central do orif\u00edcio do pino do pist\u00e3o est\u00e1 desviada do plano central do pist\u00e3o, o que permite que o pist\u00e3o desloque-se, compensando a press\u00e3o lateral em 1 a 2 mm. Esta estrutura permite que a transi\u00e7\u00e3o do pist\u00e3o, desde a fase de compress\u00e3o at\u00e9 \u00e0 fase de pot\u00eancia, seja mais suave, passando do lado de press\u00e3o do cilindro para o outro lado, reduzindo assim o ru\u00eddo de detona\u00e7\u00e3o. No momento da instala\u00e7\u00e3o, este desvio do pino do pist\u00e3o n\u00e3o pode ser ignorado, caso contr\u00e1rio, a pot\u00eancia aumentar\u00e1, provocando impactos e danos na saia do pist\u00e3o.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Engine knowledge – Piston For the Pistons, who know the\u00a0engine\u00a0knows that it is the most important parts of the\u00a0engine. \u00a0\u00a0\u00a0 Piston rod set is composed of the piston, piston rings, piston pins, connecting rod, connecting rod bearings and other components. \u00a0\u00a0\u00a0 Function: The function of the piston is under gas pressure, and passed through the […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-2369","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news"],"acf":[],"yoast_head":"\n