پیستون و تشخیص معایب آن

خارج از مرکزی گژن پین: زذن پیستون صدایی است که از جابجا شدن پیستون ازیک طرف سیلندر به طرف دیگر ان در اغاز حرکت انبساط ناشی می شود برای جلوگیری از زدن پیستون در بسیاری از موتورها از پیستون هایی استفاده می شود که گژنپین انها اندکی خارج از مرکز است این خارج از مرکزی به طرف دامنه پیستون است که به منزله سطح فشار گیر اصلی عمل می کند این همان سطحی از پیستون است که در حین حرکت انبساط بیشترین تماس را با جداره سیلندر پیدا می کند با نصب خارج از مرکز گژنپین پیستون نوعی حرکت نوسانی انجام می دهد و بر یک طرف ان نسبت به طرف دیگر فشار بیشتری وارد می شود فشار ناشی از احتراق سبب می شود که پیستون در حال حرکت به سمت بالا وقتی به نقطه مرگ بالایی نزدیک می شود اندکی به طرف راست کج می شود در نتیجه سر پایینی سطح فشار گیر اصلی با جداره سیلندر تماس می گیرد پس از انکه پیستون از نقطه مرگ بالایی گذشت صاف می شود در این هنگام سطح فشار گیر اصلی به طور کامل با جداره سیلندر تماس پیدا می کند این تماس نوعی عمل روبشی است که زدن پیستون را به حداقل می رساند در نتیجه همین عمل موتور ارامتر کار می کند و دوام پیستون افزایش میابد زدن پیستون معمولا فقط در موتورهای کهنه ای مشاهده می شود که جداره سیلندر های انها ساییده شده و دامنه پیستون انها ساییده یا شکسته شده است.

تقویت رینگ نشین : وقتی پیستون در سیلندر بالا و پایین می رود رینگهای تراکم هم در رینگ نشینها بالا و پایین میرود وقتی پیستون در نقطه های مرگ بالایی و پایینی جهت حرکت خود را عوض میکند هر رینگ لحظه ای از پیستون عقب می ماند این تاخیر لحظه ای از اثر لختی و خلاصی جانبی رینگ ناشی می شود لحظه ای بعد بغل رینگ نشین به رینگ می خورد و ان را در سیلندر بالا و پایین می راند وقتی حرکت انبساط اغاز می شود فشار شدید ناشی از احتراق رینگ تراکم بالایی را به شدت به سطح پایینی رینگ نشین می فشارد این برخورد های مکرر سبب ساییدگی رینگ نشین بالایی می شود برای مقابله با این سایش در بعضی از پیستونها رینگ نشین بالایی را تقویت می کند .

یکی از روش های مورد استفاده در پیستونهای ریخته گری ان است که رینگ نشین بالایی را بطور کامل به صورت یک مغزی از جنس چدن یا چدن نیکل دار در قالب قرار می دهند و الومینیوم را دور ان بریزند روش دیگر نصب یک فاصله گذار فولادی است که به منزله سطح بالای رینگ نشین عمل می کند در هنگام تولید پیستون به روش اهنگری ناحیه رینگ نشین را فلز پاشی می کنند .

پیستون های کم اصطکاک : این پیستونها را از الیاژ الومینیوم با سیلیسیم می سازند پس از انکه پیستون ریخته شد روی دامنه ان ماده ای شیمیایی می مالند که ذرات الومینیوم را از سطح می زداید و ذرات سیلیسیم را باقی می گذارد در نتیجه سطح سخت تر و بادوامتری حاصل می شود.

قابلیت تحمل فشار بالا (بیش از 200 bar) و همچنین تنش‌های حرارتی بالای درون سیلندر برای قطعات سیلندر از جمله پیستون بسیار حیاتی است. تلاش برای افزایش استحکام پیستون‌ها با محدودیت اندازه همراه است. به تازگی پیستونهای مونوترم(Mono term) تولید شده‌اند که استحکام و عمر بالا، وزن و اصطکاک کمتری دارند. پیش از نیز پیستون‌های فروترم(Ferrotherm) تولید شده بودند که جایگزین پیستونهای آلومینیومی سنتی شدند. تاج(Piston Crown) این پیستون از فولاد فورج شده و پایه آن از جنس آلومینیوم ساخته می شود. این نوع پیستون. اما استاندارد های Euro 4 و US 07 برای ساخت موتورها این نوع پیستون را در آستانه بازنشستگی قرار داده است.

پیستونهای مونوترم از یک قطعه فورج شده ساخته می شوند و در نتیجه بر خلاف پیستونهای فرو ترم پایه پیستون(Piston Skirt) با بدنه و تاج آن یکپارچه ساخته می شود. اتصال مستقیم پایه پیستون به بدنه موجب می شود تا مقطع تحمل کننده فشار در پیستون برای تحمل حداکثر فشار داخل سیلندر افزایش یابد. در نتیجه پین پیستون نیازی به نگه داشتن پایه پیستون ندارد و می تواند کوتاه تر و سبکتر باشد. پایه فولادی که در برابر حرارت پایدار است اصطکاک را کاهش داده و همچنین کاهش فواصل آببندی منجر به هدایت بهتر پیستون می شود. هدایت بهتر پیستون مخصوصا در قسمت رینگها باعث کاهش مصرف روغن می شود. علاوه بر آن پیستون های مونوترم استحکام و عمر بیشتری دارند. این نوع پیستون علاوه بر تحمل حداکثر فشار تا 250 bar مزایای دیگری از جمله کاهش مصرف سوخت و روغن و کاهش صدا و وزن دارند. هم‌اکنون موتورهای دارای پیستون مونوترم درامریکای شمالی تولید انبوه رسیده‌است و در حال حاضر بیشتر در وسایل نقلیه، ساختمان سازی و صنایع دریایی استفاده می‌شوند. استفاده از پیستونهای مونوترم در اروپا و آسیا نیز در حال افزایش است.

راهنمای تشخیص معایب پیستون

برای ارزیابی عملکرد کار موتور و اینکه شرایط کاری آن چگونه است و آیا مشکلی دارد و یا در آینده دچار مشکلی خواهد شد یا نه روشهای متفاوتی وجود دارد یکی از این شاخص ها چگونگی وضعیت پیستونهاست . که البته منوط به باز کردن موتور است ولی وقتی موتور را باز کردیم برای ارزیابی چگونگی بروز اشکالات موتور و جلوگیری از بروز مجدد این اشکالات ؛ وضعیت پیستون می تواند اطلاعات مفیدی در اختیار مکانیک ها و تعمیر کاران قرار دهد . متن زیر اشاره ای به همین موضوع دارد هر چند بیشتر با دید موتورهای بنزینی دو زمانه است ولی اطلاعات آن به گونه ای است که برای انواع دیگر موتورها و از جمله موتورهای دیزل که مورد استفاده ما در بانک ماشین آلات است و برای تعمیرکاران و استاد کاران هم می تواند مفید واقع شود .

ازطریق معاینه ، پیستونهای کارکرده و کهنه می توان اطلاعات ارزشمندی را از وضعیت کارکرد موتور کسب کرد و در اختیار مکانیک ها قرار داد تا بهتر بتوانند به تعمیر و نگهداری موتور بپردازند . هنگامیکه که اشکالی در کار موتور پیش می آید به احتمال زیاد ، پیستونها هم از این آسیب وارده در امان نمی مانند و پیستون نیز صدماتی می بیند . به همین دلیل است که معاینه دقیق پیستونها می تواند به مکانیک ها کمک کند که منشاء بروز اشکال در موتور و یا تنظیم نبودن موتور را بتوانند تشخیص دهند .

ترکیدگی پیستون

گاهی اوقات پیستون هایی را مشاهده می کنید که دچار ترک خوردگی شده اند. عامل اصلی این ترک خوردگی رسوب دوده و لجن روی جداره و شیارهای رینگ است. زمانی که رسوب دوده و لجن روی پیستون می نشیند، روغنی که از پایین پاشیده می شود موجب خنک شدن جداره داخلی پیستون می شود. در حالی که جداره خارجی به دلیل لایه های رسوبی خنک نمی شود و اختلاف حرارت جداره داخلی و خارجی باعث ترکیدگی پیستون می شود. ساییدگی ها نیز به نو به خود موجب کاهش طول عمر موتورمی شود. اصطکاک حاصل از وجود این ساییدگی ها باعث می شود مصرف سوخت بالا رود. همانطور که می دانید در ساخت روغن موتور از مواد افزودنی استفاده می شود که از خوردگی و سایش جلوگیری کند. حال آنکه دوده ها با این مواد افزودنی وارد واکنش می شوند و این ماده به جای اینکه با سطوح فلزی واکنش دهد و آنها را از سایش محافظت کند، با دوده موجود وارد واکنش می شود و خاصیت مفید خود را از دست می دهد. به این ترتیب روغن موتور، دیگر خاصیت ضد ساییدگی نخواهد داشت. این پدیده به سفت شدن روغن موتور نیز منجر می شود.