پیستون خودرو چیست و چه وظیفه ای بر عهده دارد؟

پیستون یک بخش اساسی از موتور احتراق داخلی است که در تبدیل سوخت مورد نیاز ماشین به انرژی برای پیشبرد خودرو بسیار فاکتور مهمی محسوب می شود. این قطعه یک جزء متحرک است که برای انتقال نیرو از بنزینی که در سیلندرها به میل لنگ گردش دارد برای چرخاندن چرخ ها استفاده می کند. پیستون ها برای تبدیل حرکت خطی در سیلندرها به حرکت دایره ای که می توانند به چرخ ها نیرو وارد کنند، مورد نیاز هستند.

پیستون چیست؟

در واقع پیستون یک دیسک در حال حرکت محصور در یک سیلندر است که از یک عایق گازی ساخته شده است. دیسک داخل سیلندر حرکت کرده و به عنوان یک مایع یا گاز درون سیلندر منبسط و منقبض می شود. پیستون در تبدیل انرژی گرما به انرژی مکانیکی و برعکس آن کمک می کند. به همین دلیل پیستون ها یکی از اجزای اصلی موتورهای احتراق داخلی هستند. پیستون ها با انتقال نیروی گاز در حال گسترش در سیلندر به میل لنگ کار می کنند که این امر حرکت چرخشی را به یک چرخ دنده فراهم می کند. چنین سیستمی به عنوان موتور رفت و برگشتی یا موتور پیستونی نیز شناخته می شود.

یک پیستون باید یک روند چرخه ای را دنبال کند تا بتواند انرژی گرما را به طور مداوم به کار تبدیل کند و روش های زیادی برای تکمیل این چرخه وجود دارد. به عنوان مثال:

با وارد کردن حرارت به گاز داخل سیلندر، گاز با افزایش حجم در سیلندر گسترش می یابد و کار مفیدی را ارائه می دهد.

با خارج کردن گرما از سیلندر، فشار گاز کاهش پیدا کرده و باعث می شود راحت تر فشرده شود.
پیستون با وارد کردن نیرو به پیستون، دوباره به حالت اولیه خود فشرده می شود و آماده انجام یک بار دیگر چرخه است.

تعمیرات سرسیلندر و تعویض پیستون ها در مکانیکی خودرو وستینال انجام میشود

این چرخه را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:

این مراحل می تواند متفاوت انجام شود و فرآیندها بسیار پیچیده شوند، اما این یک مثال ساده از چگونگی ساخت پیستون برای انجام کارهای مفید از طریق ورودی گرما است. مشخص است که این گرما نمی تواند کاملاً به نیرو تبدیل شود، در غیر این صورت آنتروپی سیستم کاهش می یابد که طبق قانون دوم ترمودینامیک ممنوع است.

نحوه کارکرد موتور احتراق داخلی

موتور احتراق داخلی در اتومبیل شما با سوزاندن بنزین یا گازوئیل، انرژی خود را به دست می آورد. از گازهای تولید شده در اثر سوختن در دماهای بالا برای هدایت پیستون ها و متعاقباً انتقال انرژی برای چرخاندن چرخ های وسیله نقلیه شما استفاده می شود. پیستون در واقع یک صفحه فلزی ضخیم است که گاز داخل سیلندرها را فشرده می کند. این صفحه فلزی به قطر عرض سیلندرها است به طوری که هیچ هوا یا سوختی نمی تواند از کنار آن فرار کند. این چرخه از بالای سیلندر شروع شده و به عنوان یک دریچه باز می شود تا استوانه را با هوا و سوخت پر کند و تا کامل شدن چرخه ادامه پیدا می کند. پیستون سپس به سمت پایین کشیده می شود تا مخلوط هوا و سوخت را فشرده کند. فشرده سازی این مخلوط قبل از احتراق بسیار مهم است زیرا باعث انفجار شده و موجب می شود از سوخت به صورت بهینه تر استفاده شود. سپس شمع به منظور احتراق سوخت و ایجاد انفجار جرقه ایجاد می کند. نیروی ناشی از انفجار پیستون را به حرکت در می آورد و دریچه اگزوز باز می شود تا سوخت سوزانده و دود از سیلندر خارج شود.

همچنین بخوانید: صداگیری جلوبندی و قطعات مکانیکی خودرو

همراه با پیستون که به سمت بالا و پایین حرکت می کند، بالای میله اتصال نیز بالا و پایین می رود. قسمت زیرین میله اتصال در موقعیت ثابت نیست که به آن اجازه می دهد تا به جای حرکت خطی در یک حرکت دایره ای حرکت کند. این حرکت دایره ای همان چیزی است که برای چرخش چرخ ها استفاده می شود. این روند بارها و بارها با سرعت زیاد در کل مدتی که موتور شما روشن است تکرار می شود.

با این توضیحات می توان فهمید که چرا پیستون برای عملکرد داخلی وسیله نقلیه شما کاملاً حیاتی است. بدون پیستون، راهی برای تبدیل انرژی خام موجود در بنزین یا گازوئیل به نیروی حرکتی نخواهد بود که بتواند چرخ ها را چرخانده و وسیله نقلیه شما را به جلو سوق دهد.

پیستون ها از چه چیزی ساخته شده اند؟

پیستون ها معمولاً برای هدایت حرارتی مناسب و سبک وزن از آلیاژ آلومینیوم چدنی ساخته می شوند. هدایت حرارتی توانایی ماده برای هدایت و انتقال حرارت است. آلومینیوم هنگام گرم شدن منبسط می شود و برای حفظ حرکت آزاد پیستون در سوراخ سیلندر باید از ترخیص مناسب تهیه شود. عدم ترخیص کافی باعث می شود پیستون در سیلندر قرار بگیرد. ترخیص بیش از حد نیز می تواند باعث از بین رفتن فشرده سازی و افزایش صدای پیستون شود. سر پیستون سطح بالایی (نزدیکترین بخش به سرسیلندر) پیستون است که در هنگام کار عادی موتور در معرض نیرو و گرمای فوق العاده ای قرار دارد.