Piston: Its Parts, Types of Pistons and It’s Working Principle

Piston: Its Parts, Types of Pistons and It’s Working Principle

इस लेख में, आप पिस्टन, पिस्टन के प्रकार, पिस्टन क्लीयरेंस, पिस्टन हेड या आकार और उच्च प्रदर्शन करने वाले पिस्टन के बारे में जानेंगे।

Piston and Types of Pistons

पिस्टन एक प्रत्यागामी इंजन में सबसे आवश्यक अंग है। यह ईंधन के दहन द्वारा प्राप्त रासायनिक ऊर्जा को उपयोगी यांत्रिक शक्ति में बदलने में मदद करता है।

पिस्टन गैसों के विस्तार को जोड़ने वाली छड़ के माध्यम से, कनेक्टिंग रॉड के माध्यम से, ऊपर से गैस की हानि के बिना या नीचे से तेल के नुकसान को व्यक्त करने का एक साधन प्रदान करता है।

पिस्टन मूल रूप से एक बेलनाकार प्लग है जो सिलेंडर में ऊपर और नीचे चलता है। पिस्टन और सिलेंडर की दीवार के बीच एक अच्छी सील प्रदान करने के लिए इसमें पिस्टन की अंगूठी होती है। हालांकि पिस्टन एक साधारण हिस्सा लगता है, यह वास्तव में डिजाइन के दृष्टिकोण से काफी जटिल है।

पिस्टन के काम के आधार पर इंजन की दक्षता और अर्थव्यवस्था। इसे सिलेंडर में न्यूनतम घर्षण के साथ काम करना चाहिए और यह सिलेंडर में उत्पन्न उच्च विस्फोटक बल का सामना करने में सक्षम होना चाहिए और ऑपरेशन के दौरान 2,000 डिग्री सेल्सियस से 2,800 डिग्री सेल्सियस तक के उच्च तापमान को भी नियंत्रित करना चाहिए।

पिस्टन जितना संभव हो उतना मजबूत होना चाहिए, हालांकि, इसके द्रव्यमान के कारण जड़ता को कम करने के लिए इसके वजन को यथासंभव कम से कम किया जाना चाहिए।

Types of Pistons

• “Lo-Ex” alloy Pistons
• Invar Strut Pistons
• Autothermic Pistons
• Bi-Metal pistons
• Specialloid Pistons
• Wellworthy Pistons

The Piston Performs The Following Functions

• सिलेंडर में गैस के दहन द्वारा उत्पन्न जोर प्राप्त करें और इसे कनेक्टिंग रॉड तक पहुंचाएं।
• पिस्टन सिलेंडर में गैस-तंग प्लग के रूप में चूषण, संपीड़न, विस्तार और निकास स्ट्रोक उत्पन्न करता है।
• पिस्टन कनेक्टिंग रॉड के छोटे सिरे के लिए एक गाइड और बेयरिंग बनाता है और रॉड की तिरछापन के कारण साइड को जोर देता है।

पिस्टन के शीर्ष भाग को सिर कहा जाता है। पिस्टन के ऊपरी भाग की परिधि पर रिंग के खांचे काटे जाते हैं। रिंग ग्रूव्स के नीचे के हिस्सों को स्कर्ट कहा जाता है। पिस्टन के अंश जो खांचे को अलग करते हैं उन्हें भूमि कहा जाता है।

कुछ पिस्टन में शीर्ष भूमि में एक नाली होती है जिसे हीट डैम कहा जाता है जो रिंगों में गर्मी हस्तांतरण को कम करता है। पिस्टन बॉस पिस्टन पिन या कलाई पिन धारण करने के लिए डिज़ाइन किए गए पिस्टन के प्रबलित भाग हैं।

High-Performance Pistons

एल्यूमीनियम पिस्टन या तो डाली जा सकती है या जाली हो सकती है। जाली पिस्टन सघन है और गर्मी को पिस्टन के सिर से दूर जाने की अनुमति देने के लिए एक बेहतर ऊष्मा मार्ग बनाता है। इसमें दाने का प्रवाह भी होता है जो इसकी पहनने की क्षमता में सुधार करता है। जाली एल्यूमीनियम पिस्टन भी कच्चा लोहा पिस्टन की तुलना में हल्का है। इस प्रकार यह कम जड़ता बलों का उत्पादन करता है क्योंकि यह सिलेंडर में तेजी और गिरावट करता है।

इन सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, यह देखा जा सकता है कि उच्च प्रदर्शन वाले इंजनों के लिए जाली पिस्टन पसंदीदा पिस्टन है। अतिरिक्त ताकत के लिए, कुछ उच्च-प्रदर्शन वाले पिस्टन में विशेष स्कर्ट कॉन्फ़िगरेशन भी हैं। अंडाकार स्कर्ट और अछूता स्कर्ट उच्च शक्ति प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

उनका उपयोग उच्च प्रदर्शन वाले ऑटोमोबाइल में किया जाता है। ये प्रतियोगिता इंजनों में इस्तेमाल होने के लिए पर्याप्त मजबूत हैं। बोर्ड पिस्टन-पिन मालिकों के बिना पिस्टन अधिकतम ताकत के लिए डिज़ाइन किया गया है और प्रतियोगिता इंजनों में उपयोगी है।

Types of Pistons

निम्नलिखित विभिन्न प्रकार के पिस्टन के बारे में विस्तार से बताया गया है:

“Lo-Ex” alloy Pistons

लो-एक्स पिस्टन के लिए एक हल्के मिश्र धातु का नाम है, जो तापमान के साथ कम विस्तार को दर्शाता है। इसमें निम्नलिखित शामिल हैं:

• Silicon 11 to 13%
• Nickel 0.7 to 2.5%
• Magnesium 1%
• Copper 1%
• Aluminium 86.3 to 82.5%

विस्तार का गुणांक वास्तव में शुद्ध एल्यूमीनियम की तुलना में लगभग 2% कम है, लेकिन यह सुधार, अच्छे युद्ध और गर्मी प्रतिरोध गुणों के साथ संयुक्त मिश्र धातु को एक चर बनाता है।

Invar Strut Pistons

इस प्रकार के पिस्टन में, इन्वार एक मिश्र धातु है जिसमें 36% निकल और 64% लोहा होता है। इसमें विस्तार का एक नगण्य गुणांक है, 000000063 प्रति ° C)। पिस्टन पिन मालिकों और स्कर्ट को जोड़ने वाले पिस्टन में इन्वार स्ट्रट्स डाल दिए गए हैं और इतना आनुपातिक है कि पिस्टन का परिणामी विस्तार लगभग सिलेंडर के समान है।

Autothermic Pistons

पिस्टन पिन मालिकों पर इस प्रकार के पिस्टन में कम विस्तार वाले स्टील आवेषण होते हैं। इन आवेषणों को इतना ढाला जाता है कि उनके सिरों को पिस्टन स्कर्ट में लंगर डाला जाता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

इस मामले में, डालने के विस्तार के अलग-अलग गुणांक और मूल धातु के कारण एक द्वि-धातु विरूपण, पिस्टन को गर्म करने के लिए गडगीन पिन अक्ष पर प्रदान की गई कुछ उदार प्रारंभिक निकासी में से कुछ को स्थानांतरित करता है।

यह क्रिया ठंड और गर्म दोनों स्थितियों में जोर धुरी पर बनाए रखने के लिए छोटे क्लीयरेंस को सक्षम करती है, जिससे शांत चल रही है।

Bi-Metal pistons

इस प्रकार के पिस्टन स्टील और एल्यूमीनियम दोनों से बनाए जाते हैं। द्वि-धातु निर्माण का एक दिलचस्प उदाहरण फ्लॉवर डिज़ाइन है, जैसा कि आंकड़े में दिखाया गया है। इसमें स्टील की स्कर्ट और पिन बेस होते हैं।

जैसा कि स्टील के लिए थर्मल विस्तार का गुणांक काफी छोटा है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु कास्ट किया जाता है, जिसके अंदर पिस्टन हेड और पिस्टन छोटे होते हैं, पिस्टन का विस्तार नहीं होगा और इसलिए छोटे ठंड को बनाए रखा जा सकता है।

यह देखा जाएगा कि स्टील स्कर्ट कार्यात्मक रूप से पिस्टन का एक हिस्सा है। उपयोग किए जाने वाले छोटे क्लीयरेंस को काफी छोटा और इसलिए अनुमति देने वाला होना चाहिए।

Specialloid Pistons

Specialloid उत्पादन में शून्य, ऑटोमोबाइल पेट्रोल इंजन और डीजल इंजनों की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है जैसा कि वाणिज्यिक वाहनों, औद्योगिक स्थिर, रेल कर्षण, समुद्री मुख्य प्रणोदन और सहायक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।

आधुनिक स्पेशलाइड डीजल पिस्टन में स्कर्ट की आंतरिक सतह पर ठोस पसलियां और ठोस पियर्स होते हैं जो भार को सीधे मुकुट से लेकर गुडीन पिन असर क्षेत्र तक ले जाते हैं।

मुकुट, रिंग-बेल्ट और स्कर्ट वर्गों को थर्मल विशेषताओं के अनुपात में रखा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑपरेटिंग तापमान में पर्याप्त कमी होती है, रिंग स्टिमिंग के लिए प्रवृत्ति को कम करने और रिम पर वाल्व जेब के क्षेत्र में थर्मल क्रैकिंग के विरूपण से होता है। दहन कटोरा।

पसंदीदा सामग्री एक कम विस्तार वाला उच्च तन्यता मिश्र धातु है जिसमें 11-12% सिलिकॉन सामग्री होती है जिसे स्पेशलाइड एस 132 के रूप में संदर्भित किया जाता है। विशेष थर्मोफ्लो सिद्धांत को स्पेशलाइड पिस्टन के निर्माण में अपनाया गया है, जिसमें वर्गों में कोई अचानक बदलाव नहीं है। जो हीट फ्लो बैरियर का निर्माण करेगा। उच्च श्रेणी के डीजल इंजनों में उपयोग किए जाने वाले एक सामान्य भारी शुल्क थर्मोफ़्लो पिस्टन को दर्शाता है।

Wellworthy Pistons

ग्रेट ब्रिटेन की वेलवर्थी लिमिटेड उच्च शुल्क पिस्टन का उत्पादन करती है जिसमें शीर्ष पिस्टन के छल्ले के लिए लोहे के अँगूठी के वाहक डाले जाएंगे। इन सम्मिलित वाहक को हाल ही में डीजल इंजन पिस्टन में केवल एक रिंग पर लागू किया गया है। शीर्ष खांचे में पहनने को कम से कम किया जाता है क्योंकि इसकी तुलना में यह असुरक्षित प्रकाश मिश्र धातु में होता है।

अल-फिन आणविक संबंध प्रक्रिया का उपयोग रिंग वाहकों को सम्मिलित करने में किया जाता है, जो काम कर रहे ढीले डालने के किसी भी जोखिम को रोकते हैं। यह कास्टिंग के दौरान एल्यूमीनियम के ऑक्सीकरण के माध्यम से बड़ी कठिनाइयों को भी समाप्त करता है।

पेट्रोल इंजनों में जहां काम करने की स्थिति की गंभीरता एक डालने के उपयोग को उचित नहीं करती है, खांचे की सफल सुरक्षा को एनोडाइजिंग प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया गया है।

The Piston Must Possess The Following Qualities

1. उच्च दबाव का सामना करने के लिए कठोर।
2. घूमने वाले द्रव्यमान के वजन को कम करने के लिए लपट और इसलिए उच्च इंजन गति को सक्षम करें।
3. उच्च संपीड़न अनुपात की अनुमति देते हुए विस्फोट के जोखिम को कम करने के लिए अच्छी गर्मी चालकता।
4. ऑपरेशन में चुप्पी।
5. कच्चा लोहा सिलेंडर ब्लॉक और एक एल्यूमीनियम पिस्टन के विभिन्न विस्तार दरों के लिए अनुमति देने के लिए कम विस्तार और प्रावधान वाली सामग्री।
6. सही ढंग से बनाई गई स्कर्ट काम की परिस्थितियों में एक समान असर देने के लिए।

Material for Piston

पिस्टन के लिए प्रयुक्त सामग्री एल्यूमीनियम मिश्र धातु है। एल्यूमीनियम पिस्टन या तो डाली या जाली हो सकते हैं। कास्ट आयरन का उपयोग पिस्टन के लिए भी किया जाता है। कच्चा लोहा प्रारंभिक वर्षों में एक सार्वभौमिक सामग्री है क्योंकि इसमें उत्कृष्ट पहनने की गुणवत्ता, विस्तार के गुणांक और निर्माण में सामान्य उपयुक्तता है।

लेकिन पारस्परिक भागों में वजन में कमी के कारण, पिस्टन के लिए एल्यूमीनियम का उपयोग आवश्यक था। समान शक्ति प्राप्त करने के लिए धातु की अधिक से अधिक मोटाई आवश्यक है, प्रकाश धातु का लाभ खो दिया है। एल्यूमीनियम ताकत और पहनने के गुणों में लोहे को कास्ट करने के लिए नीच है, और विस्तार के इसके अधिक गुणांक से जब्ती के जोखिम से बचने के लिए सिलेंडर में अधिक से अधिक निकासी की आवश्यकता होती है।

एल्युमिनियम की ऊष्मा चालकता कास्ट आयरन की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक होती है, और इसने कास्ट आयरन एक (200 डिग्री सेल्सियस से 250 डिग्री सेल्सियस) की तुलना में बहुत कम तापमान पर चलने के लिए आवश्यक मजबूती, सक्षमता और एक एल्यूमीनियम मिश्र धातु पिस्टन के लिए अधिक से अधिक मोटाई के साथ संयुक्त किया। 400 ° से 450 ° C) की तुलना में।

नतीजतन, कार्बनयुक्त तेल पिस्टन के नीचे की तरफ नहीं बनता है, और क्रैंककेस, इसलिए, क्लीनर रखता है। एल्यूमीनियम की इस शांत चल संपत्ति को अब इसकी लपट के रूप में काफी मूल्यवान माना जाता है, पिस्टन को कभी-कभी बेहतर शीतलन देने के लिए ताकत से अधिक मोटा बनाया जाता है।

Piston Clearance

पिस्टन सिलेंडर के बोर की तुलना में सामान्य रूप से छोटे होते हैं। सिलेंडर और सिलेंडर की दीवार के बीच के क्षेत्र को पिस्टन क्लीयरेंस कहा जाता है।

Clearance is Essential for The Following Reasons

1. यह घर्षण को कम करने के लिए पिस्टन और सिलेंडर की दीवार के बीच स्नेहक की एक फिल्म के लिए एक स्थान प्रदान करता है।
2. यह पिस्टन जब्ती को रोकता है: बहुत अधिक ऑपरेटिंग तापमान के कारण, पिस्टन और सिलेंडर ब्लॉक का विस्तार होता है। पिस्टन की तुलना में सिलेंडर तेजी से ठंडा हो रहा है, इसलिए पिस्टन के विस्तार के लिए पर्याप्त निकासी दी जानी चाहिए, यह विफल हो जाएगा जिससे पिस्टन जब्ती हो जाएगी।
3. यदि पिस्टन और सिलेंडर के बीच कोई क्लीयरेंस नहीं है, तो पिस्टन के लिए सिलेंडर में घूमना मुश्किल हो जाएगा।

पिस्टन क्लीयरेंस सिलेंडर बोर के आकार और पिस्टन में प्रयुक्त धातु पर निर्भर करता है। लेकिन यह आमतौर पर 0.025 मिमी से 0-100 मिमी है। ऑपरेशन में, यह निकासी तेल से भर जाती है ताकि पिस्टन और रिंग तेल की फिल्मों पर चले जाएं।

यदि निकासी बहुत छोटी है, तो सिलेंडर में अत्यधिक घर्षण, गंभीर पहनने और पिस्टन के संभावित जब्ती से बिजली का नुकसान होगा। यदि पिस्टन क्लीयरेंस बहुत अधिक है तो पिस्टन थप्पड़ होगा। पिस्टन थप्पड़ का मतलब है सिलेंडर का अचानक झुकना क्योंकि पावर स्ट्रोक पर पिस्टन नीचे होता है।

पिस्टन सिलेंडर के एक तरफ से दूसरी तरफ पर्याप्त बल के साथ एक अलग शोर पैदा करने के लिए शिफ्ट करता है। पिस्टन गर्म होने से निकासी कम हो जाती है और शोर आमतौर पर गायब हो जाता है। आदेश में कहा गया है कि जब्ती के जोखिम के बिना निश्चित मंजूरी का उपयोग किया जा सकता है विशेष मिश्र धातुओं को पेश किया गया है और पिस्टन के कई डिजाइन उपयोग में हैं।

इन विशेष डिजाइनों में कैम-पीस से लेकर गैर-परिपत्र रूपों, अर्ध-लचीली स्कर्ट शामिल हैं, जिसमें तिरछे स्लिट्स, नियंत्रित वितरण और इसी तरह के विशेषज्ञ शामिल हैं।

Piston-Head Shape or Piston Crown

पिस्टन का सिर आमतौर पर सपाट होता है लेकिन वे दहन कक्ष के अनुरूप होते हैं। दहन स्थान को पिस्टन के मुकुट को दबाकर या गुंबद द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है और वाल्व प्रमुखों के लिए अवकाश भी ताज में बनाया जा सकता है।

पिस्टन में दहन कक्ष को मशीनिंग द्वारा संपीड़न अनुपात को नियंत्रित किया जा सकता है, लेकिन इसका मतलब है कि दहन की अधिकांश गर्मी सिलेंडर सिर के बजाय पिस्टन के माध्यम से भस्म होनी है।

Piston-Pin Offset

पिस्टन चेहरा जो पावर स्ट्रोक के दौरान सिलेंडर की दीवार के खिलाफ सबसे भारी होता है उसे प्रमुख थ्रस्ट फेस कहा जाता है। कुछ इंजनों में, पिस्टन पिन इस चेहरे की ओर पिस्टन की केंद्र रेखा से ऑफसेट होता है। यदि पिस्टन पिन केंद्रित है, तो कम्प्रेशन स्ट्रोक के अंत तक मामूली थ्रस्ट फेस सिलेंडर की दीवार के संपर्क में रहेगा।

लेकिन कनेक्टिंग रॉड-एंगल पावर स्ट्रोक शुरू होते ही बाएं से दाएं में बदल जाता है। यह पिस्टन पर साइड थ्रस्ट के अचानक बदलाव का कारण बनता है जो कि छोटे थ्रस्ट फेस से प्रमुख थ्रस्ट फेस तक होता है। यदि कोई सराहनीय मंजूरी है, तो पिस्टन थप्पड़ होगा।

लेकिन अगर पिस्टन पिन ऑफसेट है, तो दहन दबाव पिस्टन को TDC के पास झुकाव की ओर ले जाएगा, जिससे कि प्रमुख थ्रस्ट फेस का निचला छोर पहले सिलेंडर की दीवार के साथ संपर्क बनाएगा। फिर पिस्टन के टीडीसी पास होने और साइड थ्रस्ट के उलट होने के बाद, पिस्टन थप्पड़ की कम प्रवृत्ति के साथ पूर्ण प्रमुख थ्रस्ट फेस हमसे संपर्क करता है।

Expansion Control in Pistons

ऑपरेशन के दौरान, पिस्टन सिलेंडर की तुलना में कई डिग्री गर्म होता है, क्योंकि सिलेंडर ठंडा पानी से घिरा हुआ है। इसलिए यह पिस्टन सिलेंडर से अधिक फैलता है। पर्याप्त पिस्टन निकासी के नुकसान से बचने के लिए इस विस्तार को नियंत्रित किया जाना चाहिए। इस तरह के नुकसान से इंजन की गंभीर समस्या हो सकती है।

एल्यूमीनियम पिस्टन के साथ समस्या अधिक सटीक है क्योंकि तापमान बढ़ने के साथ एल्यूमीनियम लोहे की तुलना में अधिक तेजी से फैलता है। पिस्टन स्कर्ट के विस्तार को कई तरीकों से नियंत्रित किया जा सकता है।

1. पिस्टन के निचले हिस्से से गर्मी को दूर रखकर।
2. हीट डैम बनाकर
3. कैम पिस्टन पिसाई
4. स्ट्रट्स का उपयोग करके

1. जितना संभव हो पिस्टन के निचले हिस्से से गर्मी को दूर रखकर।

यह लो-ऑयल कंट्रोल रिंग ग्रूव के ठीक नीचे पिस्टन में क्षैतिज स्लॉट्स काटकर फुल-स्कर्ट पिस्टन में किया जा सकता है। ये स्लॉट सिलेंडर सिर से स्कर्ट तक की यात्रा के लिए गर्मी को कम करते हैं।

इस प्रकार, स्कर्ट इतना गर्म नहीं होता है और इतना विस्तार नहीं करता है। कुछ पूर्ण स्कर्ट पिस्टन में, ऊर्ध्वाधर स्लॉट्स को स्कर्ट में भी काट दिया जाता है, जो स्कर्ट में धातु के विस्तार की अनुमति देगा, जिसमें पिस्टन व्यास की सराहनीय वृद्धि होगी।

2. By making Heat Dam

हीट डैम में पिस्टन के शीर्ष के पास नाली का कटाव होता है। यह पथ के आकार को कम कर देता है गर्मी पिस्टन सिर से स्कर्ट तक यात्रा कर सकती है। इसलिए, स्कर्ट कूलर चलाता है और इतना विस्तार नहीं करता है।

3. By cam grinding the piston

पिस्टन समाप्त हो जाते हैं ताकि वे ठंडे होने पर थोड़ा अंडाकार (अण्डाकार) हों। इन पिस्टन को कैम-ग्राउंड पिस्टन कहा जाता है। इसलिए सिलेंडर की दीवार के संपर्क का क्षेत्र बढ़ जाता है।

दीर्घवृत्त की छोटी धुरी पिस्टन पिन अक्ष की दिशा में स्थित होती है। पिस्टन मालिकों की वजह से होने वाली मामूली धुरी के साथ अधिक विस्तार। इस प्रकार, कामकाजी तापमान पर विस्तार के बाद पिस्टन गोलाकार हो जाता है।

4. By using struts

पिस्टन में डाली गई स्ट्रट्स, बैंड या बेल्ट का उपयोग करके पिस्टन के विस्तार को भी नियंत्रित किया जा सकता है। इनका विस्तार पिस्टन हेड के बाहरी आवरण से होता है, जो पिस्टन-पिन बॉस की ओर अधिक जोर वाले चेहरों की ओर होता है ताकि प्रभाव कैम-ग्राउंड पिस्टन के समान हो।

यह बात है, पढ़ने के लिए धन्यवाद। यदि आपके पास "प्रकार के पिस्टन" के बारे में कोई प्रश्न हैं, तो हमें टिप्पणियों में बताएं। अगर आपको यह पसंद आया हो तो इस लेख को अपने दोस्तों के साथ साझा करें।