Calculul și Construcția Pistonului

Memoriul Tehnic

PISTONUL – Obiectiv si rol functional

Pistonul este un organ de masina, care are o mişcare rectilinie alternativă într-un cilindru şi care serveşte la închiderea unui spaţiu de volum variabil al cilindrului, umplut cu aer, amestec carburant sau cu un fluid sub presiune.

Pistonul este folosit pentru transformarea energiei interne în lucru mecanic la maşinile motoare, sau invers, la maşinile generatoare. În primul caz pistonul este acţionat de energia internă, iar în al doilea el acţionează asupra aerului sau fluidului (compresor, motor hidraulic). De obicei pistonul este cuplat la un mecanism bielă-manivelă.

Pistoanele se bucura de o gama larga de utilizari cu diferite aplicatii:

• la motoarele cu ardere interna

• la compresoare cu piston

• la motoare cu aburi la pompe cu piston

• la actionari hidraulice

Utilizarea pistoanelor este in general oportuna atunci cand inervine comprimarea unui fluid, sau unde presiunea unui fluid este folosita pentru o actionare.

Grupul piston este alcatuit din 3 organe:

1. Pistonul

2. Boltul

3. Segmentii

La motoarele cu ardere interna , grupul piston asigura evolutia fluidului motor in cilindru si indeplineste urmatoarele functii:

- Transmite bielei forta de presiune a gazelor

- Transmite cilindrului reactiunea normala produsa de biela (ghideaza piciorul bielei in cilindru)

- Etanseaza cilindrul in ambele sensuri impiedicand scaparea gazelor in exterior si intrarea uleiului in interior

- Evacueaza o parte din caldura generata prin arderea amestecului carburant

Primele doua functii sunt preluate de piston impreuna cu boltul iar urmatoarele doua functii de piston impreuna cu segmentii

Pistonul mai indeplineste un numar de functii suplimentare si anume contine integral sau partial camera de ardere , creeaza o miscare dirijata a gazelor in cilindru , e un organ de pompare pentru motoarele in 4 timpi.

Pistonul se compune din ormatoarele parti:

Fig.1 Constructia pistonului

1-capul pistonului; 2-guler de protectie al segmentului de foc; 3- canalul segmentului de foc; 4- canalul segmentului de compresie; 5-gulerul segmentului de ungere; 6- canalul segmentului de ungere; 7-mantaua pistonului; 8- alezajul boltului; 9- canal pentru colectarea gazelor arse; 10-gaura de recuperare a uleiului raclat de pe camasa cilindrului; Hc – inaltime de compresie;

Arhitectura capului pistonului depinde in mare de tipul camerei de ardere. La MAS, el are, de obicei forma unui disc plan (fig.2.a), deoarece in acest caz suprafata de schimb de caldura este minima, iar fabricatia este simpla. Forma concava (fig.2.b) apropie camera de ardere de forma semisferica, dar in cavitate se acumuleaza ulei care formeaza calamina. Forma bombata (fig.2 c) rezista mai bine, deoarece presiunea gazelor produce eforturi unitare de compresiune. In schimb, suprafata de schimb de caldura este mare si costul fabricatiei ridicat.

Fig.2 Solutii constructive ale capului pistonului

La MAC, forma capului pistonului se apropie de cea plana pentru motoarele cu camera de ardere impartita. In cazul camerelor de ardere unitare, capul are forma de cupa mai mult sau mai putin deschisa (fig.2.f,g si h).