Piston piminin boyutlandırılması, mukavemeti ve malzemesi

Boyutlandırılması: Silindir çapına bağlı olarak, pistonun iç ve dış çapı belirlenir. Pimin uzunluğu benzin motorlarında lp=0,8D, dizel motorlarda lp=0,85D civarındadır.

Yüzey basıncı: Pim ile biyel arasındaki yağ filminin yırtılmaması için buradaki basınç 50 MPa’dan küçük olmalıdır.

Eğilme zorlaması: Pim, 700-900 MPa emniyet gerilmesini sağlamalıdır. Yüksek dönme sayılı motorlarda emniyet faktörü olarak emniyet gerilmesi iki katı alınabilir.

Malzemesi: Piston pimlerinin yüzey sertliği semantasyon veya nitrürleme yolu ile sağlanır. Sertleştirilmiş yüzeyin kalınlığı pim çapının %30’unu aşmamalıdır. Pimin çok zor koşullar altında çalışması istendiği (Piston pimleri, yanma sonucunda oluşan yüksek basınç ve darbelere dayanabilmesi) için krom-nikel alaşım semantasyon çelikleri ve nitrür çelikleri kullanılır.

Piston piminin görevi nedir?

Piston pimi, piston ile piston kolunu birbirine mafsallı olarak bağlar. Pistonun üzerine etkiyen yanma sonu basıncını biyele aktarır. Piston pimlerinin içi hafif olmaları için genellikle boş yapılır.

Yanma sonucu meydana gelen kuvvetler;

  • pernoyu eğmeye,
  • oval deformasyona ve
  • aynı zamanda önemli kesitlerde makaslamaya zorlar.

Önemli not: Pim yeri iyi seçilmemişse ÜÖN’da piston devrilme yapabilir.

Piston vuruntusu nedir?

Üst ölü nokta bölgesinde, piston tarafındaki kuvvet yönünü değiştirir. Orada, piston karşı taraftaki silindir duvarına doğru eğilir ve bu nedenle gürültü oluşmasına neden olur. Bu olaya piston vuruntusu adı verilir. Bunu azaltmak için, piston pimi ekseni tam ortalanmadan düzenlenmiştir.

Piston pimi ekseninin eksenden bir miktar kaydırılmasıyla piston, üst ölü noktadan ve bununla basınç artışından önce taraf değiştirir ve karşı taraftaki silindir duvarından kendini destekler.

 

Küçük dayanma yüzeyi: Pistonun sıkıştırma zamanında yaslandığı yüzeyine küçük dayanma yüzeyi denir.

 

Büyük dayanma yüzeyi: Pistonun iş zamanında yaslandığı yüzeyine büyük dayanma yüzeyi adı verilir.

Pistonların görevleri nelerdir?

Yanma basıncını piston pimi ve biyel kolu vasıtasıyla krank miline aktarmak (Yanma sonucu gaz kuvvetleri ile doğrusal hareket oluşturmak)

İki ölü nokta arasında hareket ederek zamanları oluşturmak

Isıyı silindir duvarına aktarmak

Yanma odasının hareketli cidarını oluşturmak

Dolguyu sıkıştırmak

Yanmış gazları supaplar vasıtasıyla dışarı atmak

Beklenenler: Uygun emme, sıkıştırma, yanma ve egzoz zamanları için silindir ile piston arasında iyi bir sızdırmazlık olması gerekir. Ayrıca yüksek sıcaklık ve basınç altında pistonların ısıl genleşmeye dirençli ve mukavim bir yapıya sahip olmaları çok önemlidir. Dahası pistonlar hafif olmalı ve yüksek hızlarda aşağı-yukarı hareket ederken ortaya çıkan atalet yüklerini azaltacak şekilde uygun bir konstrüksiyona sahip olmalıdır.