2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Dernière modifié: 2024-02-19 15:44
Malgré la popularité croissante des véhicules électriques, le moteur à combustion interne reste le principal type de moteur automobile. Cette unité porte l'abréviation ICE et est un moteur thermique qui convertit l'énergie de la combustion du carburant en travail mécanique. Le composant principal du moteur à combustion interne est le mécanisme à manivelle. Il comprend le vilebrequin, les chemises, les bielles et les pistons. Nous parlerons de ce dernier aujourd'hui.
Caractéristique
Quel est cet élément ? Le piston est le composant principal du mécanisme à manivelle, qui remplit plusieurs fonctions à la fois:
- Répond à la pression du gaz.
- Transmet les forces à la bielle.
- Étanchéifie la chambre de combustion.
- Enlève la chaleur de la combustion du carburant.
Ainsi, grâce au piston, le processus thermodynamique du moteur est réalisé.
Matériel
Ça vaut la peine d'être notéque cet élément est soumis à des charges extrêmes, et fonctionne sous haute pression et température. Dans cette optique, des matériaux spéciaux sont utilisés pour la fabrication des pistons de moteur. Pour que l'élément ne fonde pas à haute température et ne se déforme pas sous l'effet des chocs, il est en alliage d'aluminium. Dans de rares cas, les pistons du moteur sont en acier. Cet élément est fabriqué par deux méthodes - par emboutissage (pistons forgés) ou moulage par injection. Cette dernière méthode est utilisée dans 90 % des cas.
Appareil
La conception du piston du moteur implique la présence d'éléments interconnectés. Ceux-ci incluent:
- tête;
- axe de piston;
- boss;
- anneaux de retenue;
- bielle de tête de piston;
- insert en acier;
- jupe de piston;
- segments de compression et racleurs d'huile.
Forme
Le piston est un élément solide, classiquement divisé en deux parties. Cette jupe et le bas (tête) du piston. Sa forme et sa conception répètent la chambre de combustion elle-même. Notez également que sur les moteurs à essence, le piston a une surface de tête presque plate. Dans de rares cas, des rainures peuvent être présentes sur le fond pour ouvrir complètement les soupapes (ce sont les pistons dits sans bouchon). Ceux-ci sont souvent utilisés sur les VAZ ("Priora", "Kalina", "Grant" et ainsi de suite). Sur la plupart des voitures étrangères à essence, le fond du piston a une surface absolument plate.
Si on parle de moteurs diesel, icila conception est légèrement différente. Ces moteurs utilisent des pistons avec une chambre de combustion d'une certaine forme. Grâce à cela, une meilleure formation du mélange est assurée (grâce à une bonne turbulence). Sur ces pistons, la forme du fond n'est pas plate.
Mais qu'il s'agisse d'un moteur diesel ou à essence, il y a toujours des rainures sur le piston pour l'installation des segments. La jupe elle-même a une forme de cône ou de tonneau. Ceci est fait afin de compenser la dilatation du piston lorsqu'il est chauffé. A noter qu'une couche de graphite ou de bisulfure de molybdène est appliquée en plus sur la surface de la jupe. Ces composants agissent comme un matériau anti-friction. Également dans la jupe, il y a des trous pour fixer l'axe de piston. Ils sont aussi appelés boss.
Refroidissement
Nous avons dit précédemment que le piston d'un cylindre de moteur est soumis à des contraintes extrêmes. En particulier, le fond et la jupe supportent des sollicitations thermiques élevées. Pour éviter la surchauffe du matériau, un refroidissement à l'huile est prévu. Cela pourrait être:
- Brouillard d'huile dans le cylindre.
- Circulation du lubrifiant à travers la bobine de tête de piston.
- Éclaboussures d'huile à travers une buse, un canal dans la zone des anneaux ou un trou spécial dans la bielle.
Pulvérisation de liquide sous pression. Il peut atteindre quatre atmosphères, selon le régime moteur. Ainsi, l'huile moteur remplit non seulement la fonction de lubrification, mais également la dissipation de la chaleur.
Sonneries
Ces éléments sont toujours installés sur les pistons. Leur tâche principale est d'assurer une connexion étanche entre le piston etparois de la chambre de combustion du moteur. Les anneaux sont fabriqués à partir de qualités spéciales de fonte. Il convient de noter que ces éléments sont la principale source de frottement dans la centrale. Les pertes peuvent atteindre jusqu'à 25 % de toutes les charges mécaniques du moteur à combustion interne.
L'emplacement des anneaux et leur nombre peuvent être différents. Mais dans 90% des cas, ce schéma est utilisé: deux segments de compression et un segment racleur d'huile. Les premiers servent à empêcher la percée des gaz de la chambre dans le carter du moteur lorsque le mélange est allumé et que le moteur tourne. Le premier anneau de compression a une forme trapézoïdale. La seconde est conique avec une petite contre-dépouille. Les racleurs d'huile ont également un extenseur à ressort et des trous de drainage.
Notez qu'un insert métallique est installé sur les moteurs diesel, ce qui contribue à la mise en œuvre du taux de compression maximal.
Et si la bague de compression sert à empêcher la percée des gaz, le racleur d'huile assure l'élimination de l'huile de la surface des parois des cylindres du moteur à combustion interne. Cela empêche le lubrifiant de pénétrer dans la chambre de combustion. Mais sur les voitures à kilométrage élevé, les bagues ne fournissent pas cette étanchéité et une partie du lubrifiant s'infiltre dans la chambre. En conséquence, une augmentation de la consommation d'huile et une fumée bleue caractéristique du tuyau d'échappement.
Montage
Comment le piston du moteur se connecte-t-il à la bielle ? Il est fixé avec un doigt en acier tubulaire. Habituellement, sur les moteurs à combustion interne modernes, un doigt flottant est utilisé. Il peut tourner dans la tête de piston et les bossages lorsque le moteur tourne, et pour éliminer le déplacement, l'élémentfixé des deux côtés avec des anneaux de retenue.
La fixation rigide des extrémités du doigt est très rarement utilisée. La conception, qui comprend le piston, l'axe et les segments, est appelée le "groupe piston". À son tour, il fait partie intégrante de la manivelle.
VAZ-2110 pistons: spécifications
Enfin, nous donnons des données sur les pistons de la voiture VAZ de la dixième famille. Ces éléments ont une surface inférieure plate et sont en aluminium. Le diamètre normal est de 82 mm. La taille de réparation est supérieure de 0,4 mm. Notez qu'il existe deux tailles de ce type. La deuxième réparation a un diamètre de 82,8 millimètres. La taille de la zone chaude est de 7,5 millimètres. Le diamètre de l'axe de piston est de 22 mm. Le volume d'échantillons dans le piston est de 11,8 centimètres cubes. Hauteur de compression - 37,9 mm.
Donc, nous avons découvert ce qu'est un piston, comment il fonctionne, de quoi il est fait.
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