Piston trong động cơ đốt trong

Nhóm Thảo luận số
6
1.
2.
3.
4.

Nguyễn Đức Ngọc
Nguyễn Huy Hồng
Vĩnh
Dũng


Đề Tài:
Trình bày hiểu biết về piston?


I. Đặt vấn đề
 Như chúng ta đã biết piston là một bộ phận
rất quan trọng trong cơ cấu trục khuỷu
thanh truyền.
 Vậy tại sao piston lại đóng vai trị quan
trọng như vậy?
 Cấu tạo và hoạt động của piston ra sao?
Có điểm gì đặc biệt?
Bài thảo luận này sẽ phần nào giúp chúng
ta có cái nhìn tổng quan về piston!


Nội Dung:
 Nhiệm vụ của piston.

 Điều kiện làm việc của piston.
 Yêu cầu đối với piston khi làm việc.
 Vật liệu để chế tạo piston.
 Cấu tạo của piston.
 Tham khảo 1 số loại piston hiện nay.


1.Nhiệm vụ của piston
Piston
Tiếp nhận lực khí
thể và truyền lực
đó qua thanh truyền
Bao kín buồng đốt
làm quay trục khuỷu Khơng cho khí cháy lọt
Xuống các te và dầu từ
các te lên buồng
đốt

Đặc biệt đỉnh piston
tạo với lắp xi lanh
thành buồng cháy
hợp lý


2. Điều kiện làm việc của
piston
 Lực:
+ Lực khí thể .
+ Lực quán tính
Đây là 2 lực cơ bản

Gây ra ứng suất
kéo ,ở đỉnh piston
chịu uốn.

Các lực tác dụng nên piston


 Nhiệt : Nhiệt rất lớn do 2 nguyên nhân gây
ra ( nhiệt độ trong buồng đốt có thể lên
đến vài nghìn độ )
+ Do nhiên liệu cháy sinh ra .
+ Do ma sát giữa piston và thành xylanh
 Tác hại do nhiệt gây ra :
- Biến đổi cơ tính  làm giảm sức bền của
piston.
- Gây ra biến dạng
- Ảnh hưởng đến động cơ và các chi tiết
khác.


Piston bị đánh thủng
Piston bị cháy do nhiệt độ cao


 Ma sát: Piston phải chịu ma sát lớn.
Do lực ngang áp vào thành xylanh
 Ăn mòn:
Nhiên liệu đầu vào có C,H2,O2,N2…. Và các
tạp chất (P,S…) trong q trình piston hoạt
động với nhiệt độ cao đã tạo ra các phản

ứng hoá học :
C +O2  CO, CO2
S + O2  SO2, SO3
tạo ra axit ở nhiệt độ cao
ăn mòn rất nhanh
N + O2  NOx
H2 + O2  H2O
P +O2  P2O5


Piston bị biến dạng

Piston bị mài mòn

Như vậy ta thấy rằng piston là chi tiết làm việc trong điều kiện hết sức khắc
nghiệt, vậy để piston chịu được ảnh hưởng của điều kiện làm việc thì piston
cần có những u cầu gì hay phải đảm bảo yếu tố gì?


3. Yêu cầu đối với piston
khi
làm việc
 Do quá trình làm việc piston chuyển động rất lớn nên lực quán tính rất








lớn :
PJ = m.J  muốn giảm lực quán tính ta phải giảm khối lượng của piston.
Độ bền phải rất cao:
+ để chịu ứng suất lớn
+ để chịu nhiệt độ cao.
Tản nhiệt tốt  vì nhiệt độ rất lớn nên piston càng tản nhiệt tốt thì càng
hạn chế được sự ảnh hưởng của nhiệt độ.
Có khả năng chịu được ăn mịn.
Có khả năng ít mài mịn.
Đầu đỉnh của piston phải tạo với lắp xi lanh buồng cháy tốt nhất để động
cơ làm việc hiệu quả.
Giãn nở ít, rẻ tiền.
Kết cấu đơn giản , dễ chế tạo


4. Vật liệu chế tạo.

 Từ các yêu cầu ở mục 3 ta có thể dựa vào đó
làm các tiêu chí để lựa chọn vật liệu chế tạo.
 Người ta thấy rằng có một số loại vật liệu đảm
bảo tiêu chí .
a, gang: thường dùng gang xám, gang dẻo, gang
cầu. Gang có sức bền nhiệt và cơ học khá cao.
Hệ số giãn nở vì nhiệt nhỏ nên piston bị bó kẹt
trong xylanh, dễ chế tạo và rẻ, Tuy nhiên gang
rất nặng và lực quán tính lớn, hệ số dẫn nhiệt
của gang nhỏ nên nhiệt độ của đỉnh piston rất
cao  dễ xẩy ra hiện tượng kích nổ. Do các đặc
điểm trên nên người ta chỉ dùng gang làm piston

trong các động cơ có tốc độ thấp.


b, Hợp kim Nhôm:
Ưu điểm của hợp kim Nhôm là nhẹ, hệ số
dẫn nhiệt cao. Hợp kim nhôm dễ đúc, dễ
gia công nên được dùng phổ biến để chế
tạo piston. Tuy nhiên hệ số giãn nở vì
nhiệt của nhơm lớn nên khe hơr giữa
xylanh và piston phải lớn để tránh bó kẹt.
Ở nhiệt độ cao thì hợp kim nhơm giảm
bền, chịu mài mòn kém giá thành đắt!
Người ta sử dụng hợp kim Nhôm để chế
tạo piston nhiều hơn so với gang.


5. Cấu tạo
1.Đỉnh piston
2. Phần đầu piston
3. Phần thân piston
5. Lỗ trục
7. Rãnh séc măng 1
8. Rãnh séc măng 2
9. Rãng séc măng 3 có thể điều khiển dầu
bảo vệ


 Đầu piston:
+ Đỉnh bằng : có diện tích chịu nhiệt nhỏ
nhất , kết cấu đơn giản dễ chế tạo 

được sử dụng nhiều trong động cơ xăng
và động cơ diezel có buồng cháy phân
cách.

Piston đỉnh bằng


+ Đỉnh lồi: có độ cứng vững, ít kết muội than
nhưng có diện tích chịu nhiệt lớn nên ảnh
hưởng xấu đến hoạt động của piston 
dùng cho động cơ xăng có buồng cháy
chỏm cầu xupap treo và động cơ xăng hai
kì.

Piston đỉnh lồi


+ Đỉnh lõm : có diện tích chịu nhiệt lớn
nhưng tạo ra xốy lốc cho khí nạp trong
q trình nén  loại này thường dùng cho
động cơ diezel

Piston đỉnh lõm


Trên phần đầu piston có các rãnh sec măng
sâu hơn chiều dày của séc măng 0.05 –
0.15mm để lắp sec măng dễ dàng và
tránh bó kẹt séc măng vào trong rãnh .
Để đảm bảo độ bền và tản nhiệt tốt, phía

trong piston có các gân chịu lực .
Phần đầu piston thường làm dạng con có
thêm các kết cấu phụ khác như: rãnh chắn
nhiệt, vùng tránh nhiệt


 Thân piston:
+Thiết diện thân piston thường là ôvan
+ Trục lớn ở phía chịu lực ngang .
+ chiều dài thân piston phải phù hợp với
từng động cơ.
+ để cải thiện cơ tính người ta phủ thêm một
lớp thiếc mỏng : 0.004 – 0.006mm.
+ xẻ rãnh giãn nở ở thân piston để tản nhiệt.
+Tiện vát 2 mặt ở bệ chốt.


Thân piston