Pít tông là gì? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động & Ứng dụng

Pít Tông là gì? Pít tông được xem là thành phần không thể thiếu trong động cơ, đóng vai trò chính trong quá trình chuyển đổi năng lượng. Với khả năng chịu được nhiệt độ cao, duy trì và tối ưu được hiệu suất hoạt động. Vì vậy, pít tông là lựa chọn hàng đầu đảm bảo việc các loại động cơ vận hành mượt mà. Bài viết này Xe nâng HC sẽ cung cấp đầy đủ thông tin về sự quan trọng của pít tông.

1. Pít Tông là gì?

Pít Tông hay còn được gọi là Piston là một thành phần thiết yếu trong hệ thống vận hành của động cơ, máy nén khí, máy bơm và cũng như trong các xi lanh. Trong máy bơm, piston chuyển động nhờ lực từ trục khuỷu để nén chất lỏng trong xi lanh. Ngoài ra, piston còn thực hiện nhiệm vụ chuyển hóa lực từ khí nở ở trong xi lanh thành lực quay trên trục khuỷu truyền qua thanh kết nối.

Piston hoạt động theo một chu kỳ tuần hoàn:

• Cung cấp nhiệt vào khí: Nhiệt được truyền vào khí nằm bên trong xi lanh, lượng khí này sẽ nở ra làm tăng thể tích từ đó tạo ra công suất.
• Giảm nhiệt trong xi lanh: Lượng nhiệt được loại bỏ, áp suất khí giảm làm cho piston dễ dàng nén lại trạng thái ban đầu.
• Cung cấp công suất vào piston: Công suất nén vào piston chuẩn bị cho những cho trình hoạt động tiếp theo.

>>>> XEM THÊM: Động cơ đốt trong là gì? Nguyên lý hoạt động và cách ứng dụng

2. Cấu tạo của Pít tông trong động cơ đốt

Pít Tông ô tô được cấu tạo theo những bộ phận chính như sau: Vòng piston, chốt piston, váy piston, đầu piston, vòng bi và thanh kết nối. Và chúng ta sẽ tìm hiểu rõ từng bộ phận:

2.1 Vòng pít tông

Được xem là thành phần quan trọng khi nó giúp lượng khí được giữ kín bên trong xi lanh, đồng thời chúng ngăn chặn lượng khí cháy xâm nhập vào khe hở ở giữa pít tông và xi lanh. Từ đó đảm bảo cho khí được nén chặt và duy trì hiệu suất hoạt động.

2.2 Chốt pít tông

Được gọi là chốt gudgeon, nó đảm nhiệm vai trò kết nối piston với đầu nhỏ của thanh truyền. Được thiết kế với hình trụ rỗng nhằm giảm trọng lượng.

2.3 Váy pít tông

Được chế tạo bằng gang nhằm chống chọi sự mài mòn đi kèm với đặc tính tự bôi trơn. Với các rãnh được thiết kế để lắp vòng dầu và vòng nén nhằm duy trì hiệu suất và tuổi thọ piston.

2.4 Đầu pít tông

Là mái vòng của piston, chúng tiếp xúc trực tiếp với khí đốt và phải nhận lượng nhiệt cao. Được làm từ loại hợp kim đặc biệt bao gồm thép và hợp kim giúp nó không bị nóng chảy.

2.5 Vòng bi pít tông

Là bộ phận không thể thiếu khi nó giúp giảm ma sát giữa các điểm chuyển động quay của trục. Được thiết kế bằng hình bán nguyệt dễ dàng tháo lắp vào các lỗ điểm chuyển động, giúp hỗ trợ tải trọng từ thanh kết nối và piston.

2.6 Thanh kết nối

Được gọi là thanh truyền với vai trò làm cầu nối giữa piston với trục khuỷu trong động cơ đốt. Với chuyển động tịnh tiến kết hợp tay quay chuyển đổi thành chuyển động quay của trục khuỷu, giúp động cơ hoạt động hiệu quả.

3. Nguyên lý hoạt động của Pít Tông

Pít tông hoạt động với chu trình gồm các hành trình, với các vị trí trên cùng, giữa và dưới cùng của xi lanh. Chu trình bắt đầu khi piston ở vị trí trên cùng và các van nạp và van xả đóng kín. Tiếp theo, piston di chuyển xuống, tạo ra khoảng chân không, giúp không khí và nhiên liệu lọt vào bên trong xi lanh. Khi piston lên, hỗn hợp không khí và nhiên liệu bị nén, tạo áp suất cao.

Khi hỗn hợp cháy, tạo ra lực đẩy mạnh mẽ nó đẩy piston xuống. Các van xả mở ra để khí thải thoát ra khi piston di chuyển lên. Sau đó, van nạp mở để cho nhiên liệu và không khí mới vào, và chu trình lặp lại. Đấy chính là quá trình hoạt động của pít tông. Tiếp đến là nguyên liệu để tạo ra nó.

>>>> TÌM HIỂU THÊM: Ly hợp là gì? Khái niệm, cấu tạo, nguyên tắc hoạt động

4. Các vật liệu sản xuất ra Piston

Piston làm từ hợp kim nhôm đúc nên nó khá là nhẹ, giúp giảm trọng lượng và dễ dàng chế tạo. Tuy nhiên, nó dễ dàng bị hỏng nếu tiếp xúc với dụng cụ làm sạch như bàn chải sắt. Để làm sạch, cần dùng dụng cụ đặc biệt để loại bỏ cặn carbon tránh không làm xước hay mài mòn rãnh vòng của piston.

Ngoài nhôm, piston còn được chế tạo từ một số vật liệu khác:

• Hợp kim gang: Độ bền cao và khả năng chịu mài mòn tốt, thường dùng trong động cơ diesel hoặc điều kiện khắc nghiệt. Tuy nhiên, piston gang nặng hơn và dẫn nhiệt kém hơn.
• Thép rèn: Cung cấp độ bền và cứng vượt trội, chịu được áp suất và nhiệt độ cao. Thường dùng trong động cơ hiệu suất cao, động cơ đua hoặc tăng áp. Thép rèn có giá thành cao và yêu cầu công nghệ gia công phức tạp.

5. Phân loại các Pít Tông

Dựa theo cấu tạo và ứng dụng của piston, nó được chia làm hai loại chính: Đó là piston thủy lực và piston nén khí.

• Piston thủy lực là loại máy bơm được điều khiển bằng động cơ điện quay quanh trục khuỷu và chát nối. Thường hoạt động với áp suất chất lỏng và sử dụng rộng rãi trong các loại máy móc hạng nặng.
• Piston khí nén dùng để chuyển hóa năng lượng tiềm năng thành động năng. Thường được sử dụng trong các loại máy nén khí mini, cửa thông minh và máy xịt rửa xe.

6.Ứng dụng của piston trong cuộc sống hiện nay

Pít tông không chỉ được sử dụng trong động cơ đốt trong mà còn có nhiều ứng dụng quan trọng khác trong các lĩnh vực khác nhau. Và bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu những ứng dụng đó là gì nhé.

6.1 Ứng dụng của piston trong động cơ đốt trong xe ô tô và xe máy

Trong động cơ xăng và diesel, piston di chuyển lên xuống trong xi lanh để thực hiện các chu trình nạp, nén, đốt cháy và xả. Sự chuyển động này làm trục khuỷu quay, truyền lực vào hệ thống truyền động của xe, giúp xe di chuyển. Piston xe máy có hai nhiệm vụ chính: hút nhiên liệu vào buồng đốt và truyền lực từ quá trình nổ vào trục khuỷu, điều khiển các chu trình trong động cơ.

6.2 Ứng dụng của piston trong thủy lực

• Bơm thủy lực: Piston tạo áp suất để đẩy chất lỏng, như dầu thủy lực, qua hệ thống ống dẫn đến các thiết bị như xi lanh và động cơ.
• Bộ ty ben: Piston trong bộ ty ben tạo lực đẩy mạnh mẽ để di chuyển các thiết bị như cần cẩu và máy xúc.
• Hệ thống điều khiển và chuyển động: Piston thủy lực điều khiển van và cơ cấu chuyển động trong máy móc công nghiệp.
• Máy công cụ: Được dùng để tạo lực cắt và uốn trong các máy gia công.

6.3 Ứng dụng của piston trong nén khí

• Máy nén khí mini: Được dùng để thông tắc bồn cầu và hệ thống cấp thoát nước bằng cách tạo áp suất khí.
• Cửa thông minh: Điều khiển cơ cấu mở và đóng cửa tự động trong các cửa kho lạnh và siêu thị.
• Máy xịt rửa xe: Tạo áp suất cao để xịt nước và làm sạch bề mặt xe.

Piston nén khí còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất, chế tạo, và kiểm tra.

Trên đây là bài viết chi tiết về pít tông là gì và các ứng dụng của nó mà Xe nâng HC đã tổng hợp được và mang đến cho bạn. Piston không chỉ là phần quan trọng trong việc chuyển đổi năng lượng trong động cơ, mà còn có ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống thủy lực và khí nén. Hiểu rõ về piston giúp chúng ta tối ưu hóa hiệu suất và bảo trì thiết bị hiệu quả hơn. Đừng quên theo dõi các bài viết tiếp theo của chúng tôi để biết thêm nhiều thông tin hữu ích nữa nhé.

>>>> XEM THÊM CÁC BÀI VIẾT KHÁC:

• Hệ thống đánh lửa là gì? Cấu tạo và Nguyên lý hoạt động
• Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ chế hòa khí