اجزاء اصلی پیستون و عملکرد آنها

1. سر پیستون (Crown)

• وظیفه: دریافت مستقیم فشار ناشی از احتراق و انتقال حرارت به سیلندر.
• طراحی: بسته به نوع موتور، می‌تواند صاف، گنبدی یا مقعر باشد. در موتورهای با نسبت تراکم بالا، شکل گنبدی برای بهینه‌سازی احتراق استفاده می‌شود
• جنس: آلیاژ آلومینیوم با پوشش‌های حرارتی مانند سرامیک یا مولیبدن.

2. بدنه (Skirt)

• وظیفه: هدایت پیستون در سیلندر و کاهش اصطکاک.
• ویژگی: سطح خارجی اغلب با پوشش‌های ضدسایش مانند گرافیت یا قلع پوشانده می‌شود
• طراحی: دارای برش‌های عمودی (Cam Ground) برای جبران انبساط حرارتی.

3. شیارهای رینگ (Ring Grooves)

• تعداد: معمولاً ۳ شیار (۲ شیار برای رینگ‌های کمپرس و ۱ شیار برای رینگ روغن).
• ابعاد:
  • عمق شیار: بین ۲.۵ تا ۴ میلیمتر
  • فاصله بین شیارها: حدود ۱.۵ تا ۳ میلیمتر

4. سوراخ گژنپین (Wrist Pin Bore)

• وظیفه: اتصال پیستون به شاتون.
• قطر: بین ۱۸ تا ۲۵ میلیمتر بسته به اندازه موتور
• جنس: فولاد سخت‌کاری شده با عملیات حرارتی.

5. لقی بین پیستون و سیلندر

• مقدار استاندارد: ۰.۰۳ تا ۰.۱ میلیمتر (با توجه به جنس پیستون و سیلندر)
• اندازه‌گیری: با استفاده از فیلمر گیج و اعمال نیروی ۲۰-۳۵ نیوتن

---

جنس پیستون‌ها و فناوری‌های نوین

1. آلیاژ آلومینیوم

• مزایا: سبکی، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی.
• معایب: استحکام کمتر نسبت به چدن (برای موتورهای پرفشار نیاز به تقویت دارد)

2. چدن

• کاربرد: در موتورهای دیزلی و سنگین به دلیل استحکام بالا.
• پوشش‌ها: کروم یا نیکل برای کاهش سایش.

3. فناوری‌های پیشرفته:

• پوشش‌های نانو: افزایش مقاومت در برابر سایش و حرارت
• پیستون‌های فورج شده: استحکام ۳۰٪ بیشتر نسبت به پیستون‌های ریخته‌گری

---

اندازه‌های حیاتی در طراحی پیستون

پارامتر	محدوده استاندارد	توضیحات
قطر پیستون	۷۰-۱۲۰ میلیمتر	متناسب با قطر سیلندر
ارتفاع کل	۶۰-۱۰۰ میلیمتر	وابسته به کورس میل‌لنگ
ضخامت دیواره سر	۵-۸ میلیمتر	برای تحمل فشار احتراق
عمق شیار رینگ کمپرس	۲.۵-۳.۵ میلیمتر	متناسب با نوع رینگ

---

نحوه قرارگیری پیستون در سیلندر و اتصال به شاتون

مکانیزم جاگذاری پیستون در سیلندر

1. هدایت توسط بدنه (Skirt):

   • سطح خارجی بدنه پیستون با طراحی کمگراند (Cam Ground) و پوشش ضداصطکاک، حرکت خطی پیستون در سیلندر را تضمین می‌کند.
   • لقی حرارتی: به دلیل انبساط آلومینیوم در دمای بالا، قطر پیستون در حالت سرد ۰.۰۲-۰.۰۴ میلیمتر کمتر از سیلندر طراحی می‌شود.

2. استانداردهای تلرانس:

   • تلرانس ابعادی بین پیستون و سیلندر: حداکثر ±۰.۰۰۵ میلیمتر برای خودروهای لوکس.
   • روش اندازه‌گیری: استفاده از میکرومتر پیمانه‌ای با دقت ۰.۰۰۱ میلیمتر در سه ارتفاع مختلف (بالا، وسط و پایین سیلندر).

اتصال پیستون به شاتون با گژنپین

1. طراحی گژنپین (Wrist Pin):

   • جنس: فولاد آلیاژی سخت‌کاری شده با عملیات نیتریدینگ برای مقاومت در برابر فشارهای جانبی.
   • قطر داخلی: معمولاً بین ۱۸-۲۵ میلیمتر با پرداخت سطحی Ra ≤ ۰.۲ میکرون.

2. انواع اتصال:

   • Full Floating:
     • گژنپین در هر دو طرف (پیستون و شاتون) آزادانه می‌چرخد.
     • نیاز به Circlip (حلقه قفل‌کننده) برای جلوگیری از جابجایی جانبی.
   • Press Fit:
     • گژنپین به صورت پرس در شاتون ثابت می‌شود.
     • معمول در موتورهای دیزلی با بارگذاری بالا.

3. روش نصب حرفه‌ای:

   • گرم کردن پیستون تا ۸۰-۱۰۰°C برای انبساط حفره گژنپین.
   • استفاده از ابزار هیدرولیک مخصوص برای جلوگیری از خراش روی سطح.
   • اعمال گریس مولیبدنیوم دی‌سولفاید در سوراخ‌ها پیش از مونتاژ.

جدول مشخصات فنی اتصال

پارامتر	موتورهای بنزینی	موتورهای دیزلی
نیروی برشی گژنپین	۱۵-۳۰ kN	۴۰-۷۰ kN
سختی سطح گژنپین	۵۸-۶۲ HRC	۶۰-۶۵ HRC
لقی گژنپین-شاتون	۰.۰۱-۰.۰۳ mm	۰.۰۰۵-۰.۰۱۵ mm

---

برندهای پیشرو در تولید پیستون

1. MAHLE

• ویژگی‌ها:
  • استفاده از آلیاژهای هایپرایوتکتیک برای کاهش انبساط حرارتی.
  • پوشش Grafal® برای کاهش اصطکاک
  • استفاده از گژنپین‌های DLC-coated با ضریب اصطکاک ۰.۰۵ در موتورهای هایپرکار.
• محصولات شاخص:
  • پیستون‌های NFU برای موتورهای TU5 با نسبت تراکم ۱۰.۸:۱
  • پیستون‌های توربو با مقاومت حرارتی بالا
• اطلاعات بیشتر درباره MAHLE در یدکدون.

2. KOLBENSCHMIDT

• فناوری‌ها:
  • سیستم KS Piston Technology برای بهینه‌سازی توزیع روغن.
  • پوشش EcoTough® برای افزایش عمر مفید
  • فناوری KS Thermofit برای اتصال بدون Circlip در دمای عملیاتی تا ۲۵۰°C.
• کاربرد: خودروهای لوکس و موتورهای با کارایی بالا (High Performance)
• معرفی KOLBENSCHMIDT در یدکدون.

---

پیستون‌های مخصوص خودروهای بنز و بی‌ام‌و

خودروهای لوکس مانند مرسدس بنز و BMW نیازمند پیستون‌هایی با تلرانس ساختاری بسیار دقیق (±۰.۰۰۵ میلیمتر) هستند. این پیستون‌ها اغلب از آلیاژهای آلومینیوم-سیلیکون ساخته می‌شوند و دارای پوشش‌های حرارتی ویژه‌ای مانند DLC (Diamond-Like Carbon) هستند.

• ویژگی‌های کلیدی:
  • مقاومت در برابر دمای تا ۴۵۰°C.
  • کاهش نویز و لرزش با طراحی Offset Wrist Pin.
• انواع پیستون بنز و بی‌ام‌و در یدکدون.

---

نتیجه‌گیری

انتخاب پیستون مناسب نه تنها بر عملکرد موتور تأثیر می‌گذارد، بلکه از هزینه‌های تعمیرات پیشگیرانه می‌کاهد. برندهای معتبری مانند MAHLE و KOLBENSCHMIDT با ترکیبی از فناوری‌های نوین و مواد باکیفیت، گزینه‌ای ایده‌آل برای خودروهای معمولی تا هایپرکار هستند. همواره به راهنمای نصب سازنده توجه کرده و از اندازه‌گیری دقیق لقی‌ها اطمینان حاصل کنید!