自動車のピストンについて知っておくべきこと

内燃機関では、ピストン 燃焼サイクルの働きを助ける最大のコンポーネントの 1 つです。エンジン部分は、ピストンリングを使用したシリンダーブロックで囲まれ、ガスの逃げ場がありません。

ピストンは、熱エネルギーを機械的仕事に、またはその逆に変換するのに役立ちます。シリンダー内で上下に動き、混合気を膨張・収縮させます。このため、内燃機関にはピストンが不可欠です。

今日は、自動車のピストンの定義、機能、働き、種類、部品、材料、および図を見ていきます。

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ピストンとは?

ピストンは、熱エネルギーを機械的仕事に変換するために、シリンダー内の爆発によりガスを圧縮するために上向きに移動し、下向きに移動する機械装置です。

ピストンは、熱変換プロセスを継続するための周期的なプロセスに従います。このプロセスは次の 3 つの方法で達成されます。

• 有用な作業のためにシリンダー内のガスに熱を供給する
• 圧力を下げるためにシリンダーから熱を取り除き、ガスを簡単に圧縮できるようにする
• ピストンが初期状態にあるときにピストンに仕事を適用し、再びサイクルを実行する準備を整える

内燃機関のピストンの機能

ピストンは、火花点火ガソリンエンジンや圧縮点火ディーゼルエンジンなどの自動車エンジンにおいて重要な役割を果たしています。これらの 2 つの内燃機関プロセスは異なりますが、プロセスにピストンを使用します。以下は、自動車エンジンのピストンの機能です:

• ピストンの主な機能は、シリンダー内の小さなガス爆発の力出力をクランクシャフトに伝達することです。これにより、フライホイールに回転運動量が提供されます。
• ガスを圧縮できるように前進し、後退時に爆発が発生します。
• ピストンにはピストンピンと呼ばれるピンがあり、チャンバー内のガスが逃げるのを防ぎます。
• ピストンの底に取り付けられたコネクティング ロッドにより、機械的な作業を伝達できます。
• ピストンは、燃焼サイクル中に混合気を運ぶのに役立ちます。
• ピストンは、オイル コントロール リングを使用して、シリンダー壁内のオイルの流れを制御します。

ピストンはどのように機能しますか?

ピストンがどのように機能するかを尋ねると、内燃機関の動作原理全体にさらされます。これは、ピストンが 4 ストローク サイクル中に主要な作業を行うためです。

前述のように、内燃機関には 2 つのタイプがあり、2 つの異なる方法で動作します。 1つはスパークプラグで動作するため、「火花点火エンジン」と「圧縮点火エンジン」という名前が付けられています。彼らの働きはかなり異なります。このエンジンの動作については、別の記事で説明しています。

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下のビデオには、内燃機関でのピストンの動作が含まれています ギネ:

ピストン素材

鋳鉄は、ピストンの製造に使用された最初の材料です。ただし、最新のエンジンは、エンジンのバランスをとるためのより軽い材料の恩恵を受けています。優れたピストンは、エンジンの燃焼温度に耐えることができなければなりません。 Y 合金やヒドゥミニウムなどの合金は、そのような特性を得るために特に使用されます。

ピストンは、鋳造プロセスでアルミニウム合金から作られています。レーシングカーで使用される一部のピストンは、より優れた強度と疲労寿命を必要とするため、鍛造されています。

ビレット ピストンは、利用可能な鍛造品のサイズや構造に依存しないため、レーシング エンジンでも使用されており、死にかけている瞬間に設計が変更されます。通常、肉眼では見えませんが。

以下はピストンの図です:

ピストンの主要部分とその機能

以下は、ピストンの主要部分の説明です:

ピストン スカート:

ピストンスカートは、ピストンの丸い部分に取り付けられる円筒状の素材です。通常、耐摩耗性と自己潤滑性のために鋳鉄で作られています。ピストンリングが完全に収まるようにスカートに溝があります。ピストン スカートの機能は、シリンダーを上下に移動することです。

ピストン リング:

ピストンリングは、ピストンのくぼみ部分に取り付けられる分割リングです。通常、エンジンには 3 つのピストン リングがあります。エンジンの種類によっては、リングが 1 つの場合もあります。

ピストン ベアリング:

ベアリングは、動きの有効性を助ける優れたピストン部品です。ピボット回転が発生するポイントにあります。これらのベアリングは通常、これらのポイントの穴に収まる半円形の金属片です。

ピストン ピン:

ピストンピンは、リストピンやガジオンピンとも呼ばれるピストン部品です。このピンは、スカート セクションの中空または中実シャフトです。このピンには、ピストン リング ブッシュに保持されたピストン ロッドが取り付けられています。ピストン ピンの機能は、ピストンが適切に機能できるようにベアリング サポートを提供することです。

ピストン ヘッド:

ピストンのこの部分は、クラウンまたはドームとも呼ばれ、上面です。燃焼ガスと接触する部分で、非常に高温になります。ピストンの機能は、膨張するガスの圧力、温度、その他の応力を受けることです。

コネクティング ロッド ボルト:

もう1つ忘れてはいけないのがコンロッドボルトです。ロッドをクランクシャフトに取り付けるために使用します。ロッドボルトの下端にはロッドキャップとベアリングがあります。次に、ナットを使用してコンポーネントをボルトと一緒に固定します。

コネクティング ロッド:

コネクティング ロッドは、コンロッドまたはロッドとして最も短縮されたピストンの主要部分の 1 つです。ピストンをエンジンのクランクシャフトに接続し、チャンバー内でのピストンの動きを可能にします。このコンポーネントは、機械的な歪みに耐えるように設計されているため、十分に頑丈です。ピストン部品は鍛造、場合によっては鋳造プロセスで作られています。

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ピストンの種類

以下は、3 種類のピストンです。

ディッシュ ピストン: ディッシュピストンは、外側の端がわずかに丸まっているプレートのような形をしています。簡単でシンプルなだけでなく、エンジニアに与える問題も少なくなります。高リフトカムシャフトや高圧縮率を必要としないブーストアプリケーションでよく使用されます。

フラットトップ ピストン: フラットトップタイプのピストンはトップがフラットです。表面スペースが最小であり、最大の力を生み出す可能性があります。効率的な燃焼を生み出すのに最適です。

フラットトップ ピストンはチャンバー内で高い爆発を引き起こしますが、小さな燃焼チャンバーには圧縮が大きすぎる可能性があります。

ドーム ピストン: ディッシュピストンの概念は、ディッシュタイプとは正反対です。ピストンの上部に残された表面積を増やすための中間バブル。表面積が大きいということは圧縮が少ないことを意味し、圧縮が大きいということは生成される力が大きいということです。

燃焼室には処理できる上限があるため、圧縮率を下げることがエンジンの故障を防ぐための最良の選択肢です。

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一般的なピストンの問題

ピストンが発達する問題は、亀裂にほかなりません。このクラックは、クラウンと呼ばれるピストン ヘッドの上部に発生します。これは通常、ガソリンエンジンの燃焼圧力の結果として、過剰な圧縮または過進点火時期によって引き起こされます。圧力が作用するはずの範囲外で作動するため、ピストン ヘッドに亀裂が生じます。

ディーゼル エンジンでは、熱疲労として知られる状態によってピストンに問題が生じます。エンジンは軽負荷時と重負荷時で運転すると熱疲労が発生します。この絶え間ない燃焼温度の急激な変化により、ピストン ヘッドの熱亀裂が突然発生します。

エンジンの過負荷や長時間の走行疲労により、ピストンスカートにもクラックが発生します。場合によっては、ピストンの設計が原因です。ほとんどの場合、メーカーは交換部品を提供することで後者を修正します。

ピストンがロッドに適切に取り付けられていない場合、修理されたエンジンの初期段階でピストン スカートに亀裂が生じることがあります。これにより応力破壊が発生し、スカートに深刻な亀裂が生じます。

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以上が、定義、動作、部品、種類、材料、ピストンの問題を強調するこの記事です。もしそうなら、知識が得られることを願っています。あなたの考えを知らせて、共有することを忘れないでください.ありがとう！