Câu 5: Nhiệm vụ, đk làm việc, yêu cầu đối với piston, vật liệu chế tạo piston?

Nhiệm vụ:

-          Cùng với nắp xi lanh tạo thành buồng cháy

-          Truyền lực khí thể cho thanh truyền ở hành trình sinh công.

-          Nhận lực từ thanh truyền để thực hiện các hành trình còn lại.

-          Ngoài ra ở một số động cơ 2 kỳ ng ta còn sử dụng piston để đóng mở cửa thải, cửa quét, cửa nạp.

Đk làm việc:

Piston làm việc trong đk hết sức khắc nghiệt.

-          Tải trọng cơ học lớn và có chu kỳ

+ Do áp suất khí thể tác dụng lên piston lớn, có thể lên đến 120Kg/cm2 hoặc lớn hơn.

+ Do lực quán tính lớn, đặc biệt là ở tốc độ cao.

-          Chịu nhiệt độ cao: do piston tiếp xúc trực tiếp với khí cháy nên nó có nhiệt độ rất cao (2200-2800K). Do nhiệt độ cao dẫn đến piston sẽ bị giảm sức bền, bó kẹt trong xylanh, nứt, gây cháy kích nổ…

-          Chịu ma sát lớn và ăn mòn hóa học: Do lực ngang N lớn nên giữa piston và thành xilanh có ma sát lớn, điều kiện bôi trơn tại đây hết sức khó khăn, thông thường chỉ bôi trơn bằng vung té nên khó đảm bảo bôi trơn hoàn hảo.

Vật liệu chế tạo:

-          Gang: thường dùng gang xám, gang dẻo, gang cầu. Gang có sức bền nhiệt và sức bền cơ học khá cao. Hệ số giãn nở vì nhiệt nhỏ nên piston ít 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 xảy ra hiện tượng kích nổ. Do các đặc điểm trên nên ng ta chỉ dùng gang làm piston trong các động cơ có tốc độ thấp.

-          Hợp kim nhôm: ưu điểm của hợp kim nhôm là nhẹ, hệ số dẫn nhiệt cao, ma sát với gang thấp (do xilanh chủ yếu làm bằng gang). Hợp kim nhôm dễ đúc, dễ gia công nên đc dùng rất phổ biến để chế tạo piston. Tuy nhiên hệ số giãn nở vì nhiệt của hk nhôm lớn nên khe hở giữa piston và xilanh phải lớn để tránh bó kẹt, do đó lọt khí nhiều từ buồng cháy xuống cacste. Ở nhiệt độ cao thì sức bền của hk nhôm giảm khá nhiều. Piston làm bằng hợp kim nhôm chịu mài mòn kém, giá thành cao.