Pièces des véhicules à moteur du piston MIM de moulage par injection en métal d'alliage de titane

Structure des pistons

L'ensemble du piston peut être principalement divisé en trois parties : la couronne de piston, la tête de piston et la jupe de piston.

La fonction principale du piston est de résister à la pression de combustion dans le cylindre et de transmettre cette force au vilebrequin via l'axe de piston et la bielle. De plus, le piston forme avec la culasse et la paroi du cylindre une chambre de combustion.

Le dessus du piston fait partie intégrante de la chambre de combustion et prend donc souvent différentes formes. La plupart des dessus de piston des moteurs à essence sont plats ou concaves afin de rendre la chambre de combustion compacte, avec une petite zone de dissipation thermique et un processus de fabrication simple. Les pistons supérieurs surélevés sont couramment utilisés dans les moteurs à essence à deux-temps. Le dessus du piston d'un moteur diesel est souvent constitué de diverses fosses.

La tête de piston est la partie située au-dessus du siège de l'axe de piston. Un segment de piston est installé sur la tête de piston pour empêcher les gaz à haute-température et haute-pression de s'échapper dans le carter et empêcher l'huile de s'échapper dans la chambre de combustion. La majeure partie de la chaleur absorbée par le haut du piston passe également par la tête du piston. est transmis au cylindre puis évacué à travers le fluide de refroidissement.

La tête du piston est usinée avec plusieurs rainures annulaires pour l'installation des segments de piston. Le nombre de segments de piston dépend des exigences d'étanchéité, qui sont liées au régime moteur et à la pression du cylindre. Le nombre d'anneaux des moteurs à haut-régime est inférieur à celui des moteurs à faible-régime, et le nombre d'anneaux des moteurs à essence est inférieur à celui des moteurs diesel. Généralement, les moteurs à essence utilisent 2 anneaux d'air et 1 anneau d'huile ; les moteurs diesel utilisent 3 anneaux d'air et 1 anneau d'huile ; Les moteurs diesel à faible-régime utilisent 3 à 4 anneaux d'air. Afin de réduire les pertes par frottement, la hauteur de la courroie annulaire doit être réduite autant que possible et le nombre d'anneaux doit être réduit tout en assurant l'étanchéité.

Tout ce qui se trouve sous la rainure du segment de piston est appelé jupe de piston. Sa fonction est de guider le piston pour qu'il effectue un mouvement de va-et-vient dans le cylindre et résiste à la pression latérale. Lorsque le moteur tourne, le piston se plie et se déforme en raison de la pression du gaz dans le cylindre. Une fois le piston chauffé, l'axe de piston se dilate plus que les autres pièces car il contient beaucoup de métal. De plus, le piston produira également une déformation par extrusion sous l'action d'une pression latérale. Le résultat global de la déformation ci-dessus fait que la section de jupe de piston devient une ellipse dont le grand axe est perpendiculaire à la direction de l'axe de piston. De plus, comme la répartition de la température et de la masse du piston le long de l'axe est inégale, la dilatation thermique de chaque section est plus grande en haut et plus petite en bas.

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