Piesty motora: Čo všetko musia vydržať a aká je ich funkcia?
Piesty sú základná súčasť piestového spaľovacieho motora. Piesty sprostredkujú prenos energie medzi spaľovacím priestorom a pohyblivým mechanizmom spojeným s piestami.
V tomto článku si posvietime na funkciu piestov, z akého materiálu sú vyrobené a čo všetko musia vydržať.
Obsah
Akú úlohu majú piesty motora?
Piesty spaľovaciaho motora patria k jednej z najnamáhanejších súčiatok, ktorú môžeme v motore nájsť. Musia znášať veľké namáhanie, ktoré je spôsobené veľmi vysokou teplotou (cca 2000°C) a veľkým tlakom, ktorý je pri vznetových motoroch ešte vyšší ako pri zážihových. Znamená to, že piesty sú namáhané najmä tlakom a teplotou.
Kľukový hriadeľ: Na čo slúži a čím všetkým je namáhaný?
Okrem toho musia piesty spaľovacieho motora roztáčať kľukový hriadeľ pomocou ojníc a zachytávať svojou plochou expanzný tlak plynov. Ďalšou úlohou piestov je oddeliť spaľovací priestor od priestoru kľukového hriadeľa.
Piesty musia zároveň dobre tesniť, ale nie príliš, aby sa zachovala medzera medzi plášťom piestu a stenou valca. Piesty musia byť o trochu menšie ako valec - inak by sa mohli zadrhnúť alebo prasknúť kvôli tepelnej rozťažnosti materiálu.
Pozri sa pozorne na animáciu pohybu piestu vyššie a všimni si malú medzeru medzi plášťom piestu a stenou valca. Dva rady na pieste predstavujú piestne krúžky, ktoré sú bližšie k stene ako samotný piest.
Konštrukcia piestu
Piest spaľovacieho motora pozostáva z niekoľkých častí:
Koruna piestu
Plášť piestu
Piestny čap
Piestne krúžky
1. Koruna piestu
Koruna piestu, známa aj ako hlava piestu, je povrch na vrchu piesta. Musí odolávať veľmi vysokým teplotám a tlaku v spaľovacej komore.
2. Plášť piestu
Plášť piestu je ovalná stena piestu a musí zostať lubrikovaná počas chodu motora, t.j. keď sa piest pohybuje hore a dole. Kvôli lepšiemu mazaniu, respektíve aby olej zostával na povrchu, je povrch plášťa mierne drsný.
3. Piestny čap
Piestny čap je známy je krátka, dutá tyč zvyčajne vyrobená z pevnej a tvrdej oceľovej zliatiny. Tento čap spája piest s ojnicou.
Ojnice motora: Čím všetkým sú namáhané a aká je ich funkcia?
Dizajn piestneho čapu je veľmi dôležitý najmä v malých, vysokootáčkových automobilových motoroch. V týchto motoroch musí piestny čap odolávať vysokému zaťaženiu a namáhaniu pri prevádzke pri vysokých rýchlostiach.
4. Piestne krúžky
Piest je vybavený krúžkami na utesnenie valca a zabránenie strate kompresie a úniku oleja. Piestne krúžky sú umiestnené v drážkach piestu s určitou vôľou, aby sa zabezpečilo správne mazanie plášťa piestu a stien valca.
Piestne krúžky: Kde sa nachádzajú a na čo slúžia?
Zvyčajne sú na jeden piest namontované dva až tri piestne krúžky. Existujú dva typy piestnych krúžkov:
Tesniaci krúžok - Dva horné krúžky (iba jeden v prípade, že piest má len dva krúžky) utesňujú spaľovaciu komoru tlakom na stenu valca.
Stieraci krúžok – Spodný krúžok, známy ako stieraci krúžok, premazáva plášť piestu a udržuje prebytočný olej mimo spaľovacej komory.
Typy piestov
Existujú tri typy piestov, z ktorých každý má odlišný tvar a funkciu: plochý vrch, kopulovitý a tanierový/miskový.
Ploché piesty
Piesty s plochým vrchom majú, ako už z názvu vyplýva, plochú korunku, vďaka čomu dokážu vyvinúť najväčšiu silu a produkovať efektívne spaľovanie. Môžu však vytvárať až príliš veľkú kompresiu pre menšie spaľovacie komory.
Kopulovité piesty
Kopulovité piesty má namiesto rovnej plochy v strede korunky kopulu. Táto konštrukcia zvyšuje kompresný pomer, no konštrukcia kopulového piestu je rôzna. Niektoré kopulovité piesty trpia pomalým horením.
Tanierové/miskové piesty
Miskové piesty sú presný opak oproti kopulovým piestom a ako už názov napovedá, ich vrchná časť je v tvare misky s mierne zvlnenými vonkajšími okrajmi. Táto konštrukcia pomáha predchádzať detonácii, pretože znižuje kompresný pomer pridaním ďalšieho objemu misy do komory. Tieto piesty sa zvyčajne používajú v preplňovaných motoroch.
Rozdiel výšky piestov
Z výšky piestu okrem iného vyplývajú rôzne vlastnosti. Vysoký piest je ťažší ako nízky. Vo vysokootáčkových motoroch sa používajú oveľa kratšie piesty ako u bežných motorov práve pre ich nižšiu hmotnosť.
Benzínové motory majú vo všeobecnosti piesty s kratším zdvihom ako dieselové motory. Preto piest benzínového motora zvyčajne dokončí svoj zdvih za kratší čas ako piest naftového motora. Benzínové motory však majú nižšiu účinnosť ako naftové kvôli nižšiemu kompresnému pomeru.
Kompresný pomer: Vedel si, čo udáva a aký vplyv má na motor?
Nevýhodou veľmi krátkych piestov je zvýšena spotreba motorového oleja, pretože takýto piest nedokáže dokonale tesniť spaľovací priestor.
Motorový olej: Čo všetko musí spĺňať najdôležitejšia prevádzková kvapalina automobilu?
Materiál piestov
Piesty sú často vyrobené z hliníka, kremíka, medi, niklu a zliatiny horčíka, ale možno použiť aj iné materiály. Piesty používané v motošporte sú oveľa pevnejšie ako piesty pre motory osobných automobilov, pričom ich hmotnosť je oveľa nižšia, aby dosiahli vyšší výkon a zároveň odolávali vysokým otáčkam motora.