III. THIẾT KẾ CƠ CẤU PISTON THANH TRUYỀN
3.1.1.1 Điều kiện làm việc và yêu cầu của piston
a. Điều kiện làm việc:
Piston là một chi tiết máy quan trọng của động cơ đốt trong. Trong quá trinh làm việc của động cơ, piston chịu tải trọng cơ học và tải trọng nhiệt rất lớn ảnh hưởng xấu đến độ bền, tuổi thọ của piston.
-Tải trọng cơ học: chủ yếu là do lực khí thể và lực quán tính gây nên. Các lực này biến thiên theo chu kỳ nên đã gây ra va đập dữ dội giữa các chi tiết máy của nhóm piston với xy lanh và thanh truyền, làm piston bị biến dạng và đôi khi làm hỏng piston.
-Tải trọng nhiệt : do tiếp xúc với nhiệt độ rất cao trong quá tŕnh cháy nên nhiệt độ phần đỉnh piston thường rất cao.
+ Gây ra ứng suất nhiệt lớn có thể làm rạn nứt cục bộ, giảm độ bền của piston. + Gây ra biến dạng nhiệt khiến piston bị bó kẹt trong xy lanh và làm tăng ma sát giữa piston và xy lanh.
+ Làm dầu nhờn nhanh chóng bị phá hủy
+ Đối với động cơ xăng, nhiệt độ đỉnh quá cao cc̣n thường gây ra hiện tượng cháy sớm và kích nổ.
- Ma sát và ăn mòn hóa học: trong quá tŕnh làm việc bề mặt thân piston thường làm việc ở trạng thái ma sát nửa khô do thiếu dầu bôi trơn. Do đỉnh piston luôn tiếp xúc với khí cháy nên bị ăn mòn hóa học bởi các thành phần axít sinh ra trong quá trình cháy.
b. Yêu cầu:
- Dạng đỉnh piston tạo thành buồng cháy tốt nhất - Tản nhiệt tốt để tránh kích nổ và bó kẹt
- Có trọng lượng nhỏ để giảm lực quán tính
- Đủ bền và đủ độ cứng vững để tránh biến dạng quá lớn
- Đảm bảo bao kín buồng cháy để công suất động cơ không giảm sút và ít hao dầu nhờn.