همه چیز درباره پیستون خودرو و علائم خرابی آن

مقدمه

پیستون خودرو، یکی از اجزای اساسی و غیرقابل‌جایگزین در موتورهای احتراقی است که نقشی مهمی در تبدیل انرژی سوخت به حرکت ایفا می‌کند. این قطعه کوچک اما بااهمیت، همچون قلب تپنده‌ای عمل می‌کند که موتور را زنده نگه می‌دارد و بدون آن، فرآیند احتراق و در نهایت حرکت خودرو، غیرممکن خواهد بود. پیستون با تحمل فشارهای بالا و دمای شدید در موتور، به‌عنوان یکی از مقاوم‌ترین و پربازده‌ترین قطعات، تاثیر مستقیم بر عملکرد و کارایی خودرو دارد.

خرابی پیستون می‌تواند منجر به افت عملکرد موتور، افزایش مصرف سوخت و حتی آسیب‌های جدی به سایر اجزای موتور شود. آگاهی از نقش دقیق پیستون و شناخت علائم خرابی آن، می‌تواند به شما کمک کند تا قبل از بروز مشکلات جدی ، از سلامت خودرو خود اطمینان حاصل کنید.در این پست وبلاگ آموزشی به بررسی جامع به ساختار، عملکرد و علائم هشداردهنده خرابی پیستون می پردازیم.اگر به دنبال افزایش آگاهی خود درباره موتور خودرو و پیشگیری از خرابی ایت قطعه مهم و هستید این مقاله می تواند برای شما کاربران عزیز موثر باشد.

همچنین بخوانید: اهمیت شناسه کالا و کد رهگیری در خرید قطعات خودرو

نقش پیستون در خودرو چیست؟

پیستون یک قطعه استوانه‌ای توخالی با طراحی خاص است که یک سر آن بسته و سر دیگرش باز است. طول آن کمی از قطرش بیشتر است، اما نکته جالب توجه این است که قطر بخش پایینی پیستون، یعنی همان قسمت باز، کمی کمتر از بخش بالایی آن طراحی می‌شود. این قطعه که در داخل سیلندر موتور حرکت رفت و برگشتی انجام می‌دهد، وظیفه‌ی فشرده‌سازی مخلوط سوخت و هوا را بر عهده دارد و این مخلوط را برای فرایند احتراق آماده می‌کند.

پیستون‌ها به گونه‌ای ساخته می‌شوند که هم سبک باشند و هم توانایی بالایی در انتقال حرارت داشته باشند. این ویژگی از آن جهت اهمیت دارد که دمای بالای محفظه احتراق می‌تواند باعث افزایش دمای پیستون و در نتیجه چسبیدن آن به دیواره سیلندر شود؛ اتفاقی که عملکرد موتور را مختل خواهد کرد. علاوه بر این، پیستون نقش مهمی در خروج دود حاصل از احتراق از سیلندر ایفا می‌کند. حرکت خطی بالا و پایین پیستون، منبع اصلی نیروی موتور است. زمانی که پیستون به دلیل فشار گازهای ناشی از احتراق به سمت پایین حرکت می‌کند، انرژی حاصل از انفجار مخلوط سوخت و هوا را به شاتون منتقل می‌کند. شاتون نیز این نیرو را به میل‌لنگ می‌رساند و در نهایت، میل‌لنگ این انرژی را به نیروی چرخشی تبدیل می‌کند.

انتهای باز پیستون به شاتون و میل‌لنگ متصل است. جالب است بدانید که دیواره‌ی پایینی پیستون به شکل بیضی طراحی شده است. این طراحی به حرکت روان‌تر پیستون در سیلندر کمک می‌کند و زمانی که پیستون به دلیل گرمای زیاد منبسط می‌شود، به فرم استوانه‌ای کامل در می‌آید. سطح بالایی پیستون نیز مستقیماً با محفظه احتراق در تماس است.

قطر پیستون به‌گونه‌ای تعیین می‌شود که با سیلندر فاصله‌ای مناسب داشته باشد. این فاصله یا لقی پیستون، با روغن پر می‌شود و به حرکت نرم‌تر پیستون کمک می‌کند. به ازای هر سیلندر در یک موتور، یک پیستون وجود دارد. هرچه تعداد سیلندرها و پیستون‌ها بیشتر باشد، قدرت موتور نیز افزایش می‌یابد. پیستون‌ها معمولاً از آلیاژ چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شوند تا ترکیبی از استحکام و سبکی را ارائه دهند.

همچنین بخوانید: بررسی مشخصات فنی و قیمت تویوتا لوین هیبرید ۲۰۲۳ و مقایسه با تویوتا کرولا 2023

نحوه عملکرد پیستون خودرو

همان‌طور که اشاره شد، پیستون یکی از اجزای کلیدی موتور است که وظیفه تبدیل انرژی گرمایی به انرژی مکانیکی و بالعکس را بر عهده دارد. این قطعه معمولاً با قابلیت انتقال حرارت و مقاومت بالا در برابر دما طراحی می‌شود تا بتواند در شرایط سخت موتور عملکرد خود را حفظ کند و از ایجاد اختلال در کارکرد خودرو جلوگیری کند.

دمای بیش‌ازحد بالا می‌تواند یکی از عوامل خرابی پیستون باشد و حتی منجر به ازکارافتادن کامل آن شود. در حقیقت، افزایش دما در پیستون از جدی‌ترین مشکلاتی است که می‌تواند رخ دهد. این قطعه علاوه بر آماده‌سازی مخلوط سوخت و هوا برای احتراق، نقش مهمی در خروج دود حاصل از احتراق از سیلندر ایفا می‌کند. در ادامه، مراحل کارکرد پیستون را بررسی می‌کنیم:

همچنین بخوانید: انواع خطاهای رایج در سنسور های تویوتا و شیوه های رفع آن

۱. شروع حرکت

هنگام روشن شدن موتور، پیستون با دریافت نیرو شروع به حرکت خطی بالا و پایین می‌کند. فشار گازهای ناشی از احتراق در محفظه پایین سیلندر، نیرویی تولید می‌کند که از طریق شاتون به میل‌لنگ منتقل می‌شود. میل‌لنگ این حرکت خطی را به نیروی چرخشی تبدیل می‌کند. سر باز پیستون به شاتون و میل‌لنگ متصل است و وظیفه انتقال این نیرو را بر عهده دارد.

ازآنجاکه پیستون، شاتون و میل‌لنگ به‌طور مستقیم در فرآیند انتقال نیرو دخیل هستند، عوامل خرابی آن‌ها شباهت زیادی به یکدیگر دارند. برای تبدیل گرما به انرژی مکانیکی، یک چرخه مشخص در موتور طی می‌شود. در این چرخه، ابتدا حجم گاز درون سیلندر با افزایش حرارت بیشتر می‌شود. سپس با کاهش دما، فشار گاز افت کرده و فشرده‌سازی آن راحت‌تر انجام می‌شود. نیروی حاصل از این فرآیند، پیستون را به حرکت درمی‌آورد و به موقعیت اولیه بازمی‌گرداند.

۲. فشرده‌سازی مخلوط سوخت و هوا

در طی این چرخه، پیستون مانند یک سد فلزی عمل می‌کند که مانع عبور هوا و سوخت از کنار خود می‌شود. چرخه از بالای سیلندر آغاز می‌شود. با باز شدن دریچه ورودی، هوا و سوخت وارد سیلندر شده و پیستون با حرکت رو به پایین، مخلوط را فشرده می‌کند. این فشرده‌سازی شرایط لازم برای ایجاد انفجار را فراهم می‌کند.

۳. ایجاد انفجار و انتقال نیرو

پس از فشرده شدن مخلوط، شمع موتور جرقه زده و انفجار رخ می‌دهد. نیروی حاصل از انفجار، پیستون را به حرکت درمی‌آورد. در این مرحله، دریچه اگزوز باز شده و دود و گازهای حاصل از احتراق از سیلندر خارج می‌شوند. هم‌زمان، پیستون با حرکت خطی به سمت بالا، نیرویی را به شاتون منتقل می‌کند. این نیرو، شاتون را به حرکت چرخشی درمی‌آورد و در نتیجه، گشتاوری به لاستیک‌های خودرو وارد می‌شود و آن‌ها را به حرکت درمی‌آورد.

همچنین بخوانید: معرفی تویوتا وایلدلندر 2024 و مقایسه آن با تویوتا راوفور