Pistonun Parçaları Kısımları ve Yapısal Özellikleri

Pistonun Parçaları Kısımları ve Yapısal Özellikleri

Bölüm: 1 - 2 - 3 

Piston Kafası (Piston Başı)

Pistonun en üst kısmını oluşturur, silindir kapağıyla birlikte yanma odasını meydana getirir. Yanma meydana geldiğinde oluşan basınç, piston kafasına etki eder. Piston kafasına etki eden yüksek basınca karşı dayanıklılığın artması için, piston kafasının iç kısmına takviye kolları yerleştirilmiştir. Piston kafası; düz, eğik, genelde dizel motorlarda iç bükey (çanak) şeklinde olabilir. Örneğin bazı benzinli motorlarda emilen havanın türbülans yapması ve hava-yakıt karışımının daha homojen olması için, piston kafası eğik yapılır.
Piston kafasında, piston ÜÖN’deyken çarpmaması için enjektör ve/veya supaplar için özel oyuklar bulunabilir.

  

Segman Bölgesi ve Segmanlar

Kompresyon (sıkıştırma) ve yağ segmanlarını barındıran bölümdür. Genellikle 2 adet kompresyon segmanı (üstte) ve 1 adet yağ segmanı altta olmak üzere toplam 3 segman bulunur. Bazı dizel motorlarda, pistonlarda 4 segman bulunabilir,  2 kompresyon, 2 yağ; 2. yağ segmanı aşağıda piston eteğinde bulunur. Bazılarındaysa 3 kompresyon 1 yağ segmanı bulunur. 

Kompresyon Segman Yuvası

Pistonun segman bölgesinde, en üst kısımda bulunur. Pistonun çevreleyen oyuk kısıma kompresyon segmanları geçirilir.

Yağ Segmanı Yuvası

Yağ segmanının geçtiği yağ segman yuvası, segman bölgesinin alt kısmında bulunur. Eğer 2 adet yağ segmanı bulunuyorsa, 2. yağ segmanı piston eteğinin alt kısmındadır. Yağ segmanı yuvasında delikler bulunur, bu deliklerden geçen yağ, pistonun iç kısmına doğru akar.

Piston Eteği

Segman bölgesinin alt kısmı ile, pistonun en alt kısmını oluşturan bölgedir. Silindir içerisinde hareket eden pistona, etek bölgesi klavuzluk eder. Piston etek boyu arttığında, pistonun yalpalaması azalır. Pistonun etek bölgesi özel malzemelerle kaplanarak aşınmalar azaltılır. Etek şekillerine pistonlar: Dolu Etekli Pistonlar, Çentikli Etekli Piston, Kesik Etekli Piston

Piston Pimi Yuvası (Perno Yuvası)

Pisten eteğinde bulunan delik kısımdır. Piston pimine (pernoya) yataklık eder. Pistona etkiyen kuvvet, yuvadan piston pimine, piston piminden de biyel koluyla krank miline iletilir. Pim yuvasında yağ delikleri bulunur, bu deliklerden yağ giriş yaparak yağlamayı sağlar.

Piston Pimi (Piston Pernosu)

Biyel kolu ile piston birbirine bağlayan pime piston pimi denir. Pim ile piston yuvası arasında, piston pimi burcu bulunur, bu parça pime yataklık eder.

Piston Malzemesi

Motorlarda kullanılan pistonların malzemeleri, genellikle alüminyum alaşımdır. Daha önceleriyse dökme demir, dökme çelik, krom nikelli çelik pistonlar kullanılmıştır. Alüminyum alaşımı pistonlar hafiftir (atalet kuvveti daha azdır), ısıyı daha iyi iletirler (daha çabuk soğurlar). Bununla birlikte alüminyum alaşım pistonların  ısıl genleşme katsayısı daha fazla olduğundan, piston ve silindir arasında bırakılan boşluk, dökme demir pistonlara göre daha fazladır. Alüminyum alaşım pistonların dış yüzeylerine özel kaplama yapılarak, aşınmaları azaltılır ve yağlama özelliği arttırılır. 

PİSTONUN YAPISAL ÖZELLİKLERİ

Motorda meydana gelen yanma (patlama) sonucu oluşan yüksek yanma basıncı, pistona etki ederek hareket ettirir. Piston kafasına etki eden basınç, piston pimi ve biyel koluyla krank miline aktarılır ve dönme hareketi elde edilir. Pistonlar, motor bloğundaki silindirle içerisinde hareket ederler. Silindirlerin şekli tam olarak daireseldir (yuvarlaktır). Pistonlar ise tam olarak dairesel (yuvarlak) değildir, çok az oval şeklindedir (Oval Pistonlar).

Piston Ovalliği (Piston Kafasının Ovalliği)

Alüminyum alaşım pistona yukarıdan bakıldığında, pistonun tam olarak dairesel olmadığı görülür. Piston, piston pimi ekseni doğrultusunda daha dar, piston pimine dik eksende ise daha geniş bir yapıya sahiptir. Piston yanma odasında çalıştığından çok fazla sıcaklığa maruz kalır ve bir miktar genleşir. Piston piminin geçtiği kısımda daha fazla malzeme vardır, bu sebeple piston pimi ekseni boyunca genleşme miktarı daha fazla olur. Motor ısındığında meydana gelen bu daha fazla genleşmeyi karşılayabilmek için, piston pimi ekseni boyunca piston kafası daha dar bir ölçüye sahiptir. Yani pistona yukarıdan bakıldığında çok az oval bir görüntü meydana gelir. 

Ovallik ve boşluk değerleri üretici tarafından belirlenir ve katalog değerlere uygun olmalıdır. Aksi halde piston silindire sürtebilir ve sıkışabilir. 

Piston Konikliği

Silindir içerisinde çalışan pistonun en fazla sıcaklığa maruz kalan kısmı, en üstte kalan piston kafasıdır. Piston kafası, perno yuvası ve piston eteğine göre daha fazla ısınır ve sıcaklığı daha yüksektir. Daha fazla ısınan malzeme daha çok genleşir. Eğer piston eteğinin çapı ile piston kafasının çapı eşit olsaydı, piston kafası daha fazla genleşip silindir yüzeyine sürterdi. Bunu önlemek için piston kafası, piston eteğinden daha dar üretilir. Piston kafası çapı, piston eteği çağından daha küçüktür. Soğuk pistona yandan bakıldığında çok az konik bir yapı sergiler, buna piston konikliği denir. Motor ısındığında, piston kafası daha fazla genleştiğinde, pistonun kafası ve eteğinin ölçüsü eşitlenmiş olur.

Piston Montaj Boşluğu

Piston soğukken, yani motor çalışmıyorken, piston ile silindir arasındaki boşluğa montaj boşluğu denir. Motor çalıştığında ve piston ısındığında genleşeceğinden, montaj boşluğu ortadan kalkacaktır. 

Piston Hareket Boşluğu

Motor ısındıktan sonra pistonun da çalışma sıcaklığı artmış olacaktır, piston genleşecektir. Pistonun ısındıktan sonra, yani genleştikten sonra, silindir ile arasındaki boşluğa, hareket boşluğu denir. Piston ile silindir arasında, bir yağ filmi oluşabilecek kadar boşluk olmalıdır.

Yanal İtme Kuvveti

Piston-biyel-krank mekanizmasında hareket gerçekleşirken, çeşitli yönlerde kuvvetler meydana gelir. Kuvvetler her zaman dikey yönlü olmamaktadır. Örneğin sıkıştırma zamanında krank-biyel, pistonu yukarı iterken, piston eteği silindirin dönüş yönüne göre karşı yüzeyine yaslanmaktadır. Bu yaslanmaya sebep olan yanal kuvvettir, buna “küçük itme kuvveti” denir. İş zamanındaysa çok daha büyük bir kuvvet oluşur ve piston diğer silindir yüzeyine doğru yaslanır, buna sebep olan kuvvete “büyük itme kuvveti” denir. 

Küçük Dayanma Yüzeyi

Sıkıştırma zamanında piston ÜÖN’ye çıkarken dayandığı silindir yüzeyine “küçük dayanma yüzeyi” denir. Büyük dayanma yüzeyinin tam karşısındaki yüzeydir. Buna, “küçük yaslanma yüzeyi” de denir.

Büyük Dayanma Yüzeyi

İş zamanında, piston ÜÖN’den AÖN’ye inerken yaslandığı silindir yüzeyine, “büyük dayanma yüzeyi” denir. Buna, “büyük yaslanma yüzeyi” de denir.

Piston Vuruntusu

Piston silindir içerisinde sürekli yön değiştirerek hareket eder. Yön değişim alt ölü noktada (AÖN) ve üst ölü noktada (ÜÖN) gerçekleşir. Piston, sıkıştırma zamanında yukarıya ÜÖN’ye çıkarken, iş zamanında aniden yön değiştirerek aşağıya (AÖN’ye) doğru çok büyük hızla hareket eder. Bu yön değiştirme hareketi sırasında, yanal kuvvetlerin yönü de değişir. Sıkıştırma zamanında küçük dayanma yüzeyine yaslanan piston; iş zamanında silindirin karşı iç yüzeyindeki büyük dayanma yüzeyine yaslanır. Pistonun bu yön değiştirmesi sırasında gerçekleşen hareketi, piston eteğinin silindir duvarına çarpmasına sebep olur, buna “piston vuruntusu” denir. Piston vuruntusu özellikle motor soğukken daha fazla oluşur ve motor ısındıkça azalır. Piston vuruntusunun azaltılması için piston pimi eksenine kaçıklık verilmiştir. 

Piston Pimi Kaçıklığı

(Bkz: Piston Pimi Kaçıklığı)

Bölüm: 1 - 2 - 3 

Ana konu: (Bkz: Piston)
(Bkz: Tüm Motor Parçaları) (Bkz: Temel Motor Bilgisi)