Píst motoru: konstrukční prvky

Píst motoru je válcovitý kus, který se oplácí uvnitř válce. Je to jedna z nejcharakterističtějších částí motoru, protože realizace termodynamického procesu probíhajícího ve spalovacím motoru probíhá přesně s jeho pomocí. Píst:

  • vnímáním tlaku plynu přenáší výslednou sílu na ojnici;
  • utěsňuje spalovací komoru;
  • odvádí z něj přebytečné teplo.

Píst motoru: konstrukční prvky

Fotografie výše ukazuje čtyři tahy pístu motoru.

Extrémní podmínky diktují materiál pístu

Píst je provozován za extrémních podmínek, jejichž charakteristickými rysy jsou vysoké: tlak, setrvačné zatížení a teploty. Proto hlavní požadavky na materiály pro jeho výrobu zahrnují:

  • vysoká mechanická pevnost;
  • dobrá tepelná vodivost;
  • nízká hustota;
  • zanedbatelný koeficient lineární roztažnosti, antifrikční vlastnosti;
  • dobrá odolnost proti korozi.


Požadované parametry odpovídají speciálním slitinám hliníku, které se vyznačují pevností, tepelnou odolností a lehkostí. Méně často se při výrobě pístů používají šedé litiny a slitiny oceli.

Písty mohou být:

  • obsazení;
  • kovaný.

V prvním provedení se vyrábějí vstřikováním. Kované jsou vyráběny lisováním z hliníkové slitiny s malým přídavkem křemíku (v průměru asi 15%), což významně zvyšuje jejich pevnost a snižuje stupeň expanze pístu v rozsahu provozních teplot.

Konstrukční vlastnosti pístu jsou určeny jeho účelem

Píst motoru: konstrukční prvky

Hlavními podmínkami, které určují konstrukci pístu, jsou typ motoru a tvar spalovací komory, vlastnosti spalovacího procesu, který v něm probíhá. Konstrukčně je píst jednodílný prvek, který se skládá z:

  • hlavy (dna);
  • těsnící část;
  • sukně (vodicí část).

Píst motoru: konstrukční prvky

Liší se píst benzínového motoru od naftového? Povrchy hlav pístů benzínových a naftových motorů jsou konstrukčně odlišné. U benzínového motoru je povrch hlavy rovný nebo blízko něj. Někdy jsou v něm vytvořeny drážky, které přispívají k úplnému otevření ventilů. Pro písty motorů vybavených systémem přímého vstřikování paliva (SNVT) je charakteristický složitější tvar. Hlava pístu u vznětového motoru se výrazně liší od benzínové – díky provedení spalovací komory v daném tvaru je zajištěna lepší turbulence a tvorba směsi.

Píst motoru: konstrukční prvky

Fotografie ukazuje schéma pístu motoru.

Pístní kroužky: typy a složení

Píst motoru: konstrukční prvky

Těsnící část pístu zahrnuje pístní kroužky, které zajišťují těsné spojení mezi pístem a válcem. Technický stav motoru je dán jeho těsnicí schopností. V závislosti na typu a účelu motoru je vybrán počet zazvonění a jejich umístění. Nejběžnějším schématem je schéma se dvěma kompresními a jedním kroužkem škrabky na olej.

Pístní kroužky jsou vyrobeny převážně ze speciální šedé tvárné litiny, která má:

  • vysoké stabilní ukazatele pevnosti a pružnosti při provozních teplotách po celou dobu životnosti kroužku;
  • vysoká odolnost proti opotřebení v podmínkách intenzivního tření;
  • dobré antifrikční vlastnosti;
  • schopnost rychle a efektivně zaběhnout na povrch válce.

Díky legujícím přísadám chrómu, molybdenu, niklu a wolframu se výrazně zvyšuje tepelná odolnost prstenů. Nanesením speciálních povlaků z porézního chrómu a molybdenu, pocínováním nebo fosfátováním pracovních povrchů prstenů zlepšují jejich záběhové vlastnosti, zvyšují odolnost proti opotřebení a ochranu proti korozi.

Hlavním účelem kompresního kroužku je zabránit vnikání plynů ze spalovací komory do klikové skříně motoru. Na první kompresní kroužek působí obzvláště velká zátěž. Proto je při výrobě kroužků pro písty některých vysoce výkonných benzínových a všech vznětových motorů instalována ocelová vložka, která zvyšuje pevnost kroužků a umožňuje zajistit maximální kompresní poměr. Ve tvaru mohou být kompresní kroužky:

  • lichoběžníkový;
  • trubkovitý;
  • tconic.

U některých prstenů je proveden řez (řez).

Kroužek stírače oleje je odpovědný za odstranění přebytečného oleje ze stěn válce a zabránění jeho vstupu do spalovací komory. Vyznačuje se přítomností mnoha drenážních otvorů. Některé kroužky jsou navrženy s pružinovými rozpěrkami.

Tvar vodicí části pístu (jinak plášť) může být zúžený nebo ve tvaru válce , což umožňuje kompenzovat jeho rozpínání při dosažení vysokých provozních teplot. Pod jejich vlivem se tvar pístu stává válcovitým. Aby se snížily ztráty třením, je boční povrch pístu pokryt vrstvou antifrikčního materiálu; k tomu se používá grafit nebo disulfid molybdenu. Otvory v plášti pístu slouží k zajištění pístního čepu.

Složení skupiny pístů

Píst motoru: konstrukční prvky

Sestava skládající se z pístu, kompresních kroužků, stíracích kroužků oleje a pístního čepu se obvykle nazývá skupina pístů. Funkce jeho spojení s ojnicí je přiřazena ocelovému pístnímu čepu, který má trubkovitý tvar. Jsou na něj kladeny požadavky:

  • minimální deformace během provozu;
  • vysoká pevnost při proměnném zatížení a odolnosti proti opotřebení;
  • dobrá odolnost proti nárazům;
  • nízká hmotnost.

Podle způsobu instalace mohou být pístní čepy:

  • jsou upevněny v čepech pístů, ale otáčejí se v hlavě ojnice;
  • jsou upevněny v hlavě ojnice a otáčejí se v čepech pístů;
  • volně se otáčí v čepech pístů a v hlavě ojnice.

Píst motoru: konstrukční prvky

Prsty nainstalované podle třetí možnosti se nazývají plovoucí. Jsou nejoblíbenější díky svému mírnému a rovnoměrnému opotřebení podél délky a obvodu. Jejich použitím je minimalizováno riziko zadření. Navíc se snadno instalují.

Odstranění přebytečného tepla z pístu

Kromě značného mechanického namáhání je píst také negativně ovlivněn extrémně vysokými teplotami. Teplo se odebírá ze skupiny pístů:

  • chladicí systém ze stěn válce;
  • vnitřní dutina pístu, pak – pístní čep a ojnice, jakož i olej cirkulující v mazacím systému;
  • částečně studená směs vzduchu a paliva dodávaná do válců.

Z vnitřního povrchu pístu se jeho chlazení provádí pomocí:

  • stříkající olej přes speciální trysku nebo otvor v ojnici;
  • olejová mlha v dutině válce;
  • vstřikování oleje do kruhové zóny, do zvláštního kanálu;
  • cirkulace oleje v hlavě pístu trubkovou cívkou.

Video – provoz spalovacího motoru (tahy, píst, směs, jiskra):

Video o čtyřtaktním motoru – jak to funguje: