Piesty motora

Piesty sú základná súčasť piestového spaľovacieho motora. Piesty sprostredkujú prenos energie medzi spaľovacím priestorom a pohyblivým mechanizmom spojeným s piestami.

Piesty spaľovaciaho motora patria k jednej z najnamáhanejších súčiatok, ktorú môžeme v motore nájsť. Musia znášať veľké namáhanie, ktoré je spôsobené veľmi vysokou teplotou (cca 2000 stupňov Celsia) a veľkým tlakom, ktorý je pri vznetových motoroch ešte vyšší ako pri zážihových. Znamená to, že piesty sú namáhané najmä tlakom a teplotou.

Okrem toho musia piesty spaľovacieho motora roztáčať kľukový hriadeľ pomocou ojníc a zachytávať svojou plochou expanzný tlak plynov. Ďalšou úlohou piestov je oddeliť spaľovací priestor od priestoru kľukového hriadeľa. Aby však dokázali tento priestor vo valci oddeliť, musia dobre tesniť, no nesmú tesniť až príliš, pretože by mohlo dôjsť k ich zadretiu alebo prasknutiu, a to práve kvôli tepelnej rozťažnosti materiálov.

Piest spaľovacieho motora sa skladá z troch častí – hornej plochy, na ktorú tlačí expanzný tlak, plášťa, na ktorom sa nachádzajú drážky pre piestne krúžky a na spodnej časti sú boky piestu s otvorom pre piestny čap, ktorý spája piest s ojnicou. Najčastejšie sú piesty zložené zo zliatiny hliníka, kremíka, medi, niklu, horčíka, no použité môžu byť aj iné materiály.

Horná plocha piestu má rozličné tvary, všetko závisí od typu motora:

Vznetový motor

Horná plocha piestu vznetového motora býva často tvorená dvoma priehlbeninami.

Zážihový motor

Horná plocha piestu zážihového motora je tvarovaná zložitejšie. Často sa však najvyšší bod plochy piestu nachádza v strede a boky sa zvažujú k okrajom valcov.

Aby však piest vo valci tesnil a nedochádzalo tak k strate kompresie a k úniku oleja, je vybavený piestnymi krúžkami, ktoré sú uložené v drážkach s určitou vôľou, aby bolo zaistené správne mazanie stien valcov. Na jeden piest sa obvykle montujú 2 až 3 piestne krúžky, v prípade troch piestnych krúžkov sú 2 tesniace a jeden stierací.

  • Tesniaci krúžok ma za úlohu vymedziť netesnosť spaľovacieho priestoru.

  • Stierací krúžok ma za úlohu odviesť olej z povrchu valca preč, keď sa piest pohybuje smerom dole.

Výška piestov:

 

Piesty sú okrem iného rozdelené aj podľa výšky. Vysoký piest je ťažší než nižší. Pri vysokootáčkových točivých motoroch sa používajú oveľa kratšie piesty ako pri bežných motoroch, práve kvôli ich nižšej hmotnosi. Nevýhodou veľmi krátkych piestov je však zvýšena spotreba oleja motora, pretože takýto piest nedokáže dokonale tesniť spaľovací priestor.

 

Tvar piestov:

Takmer všetky piestové spaľovacie motory majú okrúhly tvar piestu, no existuje aj niekoľko vzácnych motorov, ktoré mali piesty ovalného tvaru.

Na plnenie svojej funkcie však piest potrebuje aj ďalšie súčasti, ktoré sú ním spojené. Celý tento celok sa nazýva piestová skupina.

Piestne krúžky

Piest v motore

Piestne krúžky sú súčasťou piestového spaľovacieho motora. Slúžia na oddelenie spaľovacieho priestoru od priestoru kľukovej skrine a na vymedzenie vôle medzi piestom a valcom.

Piestne krúžky sa nachádzajú v drážkach na stene piestu. Tieto krúžky sú vyrobené z tvrdej vysokolegovanej ocele. Legovaná ocel vzniká pridaním iných kovov, najčastejšie je to nikel, chrom, vanad, kremík, molybden a podobne. Táto oceľ sa rozlišuje na nízkolegovanú a vysokolegovanú ocel.

Piestne krúžky sú v podstate kovové kruhy, ktoré sú v jednom bode prerušené. Miestu, kde je piestny krúžok rozdelený, sa hovorí zámok piestneho krúžku. Zámok piestneho krúžku slúži na roztiahnutie krúžku pri vkladaní do drážky na pieste. Taktiež je podľa neho možné zistiť opotrebovanie piestnych krúžkov, pretože pri novom piestnom krúžku pri zapadnutí do drážky medzera zámku zmizne, no pri opotrebovaných krúžkoch ostane v mieste zámku malá medzera.

Na jeden piest sa zvyčajne montujú 2 až 3 pietne krúžky. Ak sú krúžky 2, jeden je tesniaci a druhý stieraci, ak sú krúžky 3, dva sú tesniace a jeden je stieraci.

1. Tesniaci piestny krúžok

Medzi piestom a valcom spaľovacieho motora musí byť vôľa, a to práve kvôli tepelnej rozťažnosti materiálu, z ktorého je piest vyrobený. Znamená to, že piest je oproti valcu o niekoľko stotín miniletra menší. Práve vďaka tomuto rozdielu v rozmeroch sa piest môže pohybovať vo valci tak ľahko. Tesniaci piestny krúžok má za úlohu vymedziť vôlu medzi piestom a valcom a zabezpečiť tak tesnosť spaľovacieho priestoru.

Pre lepšie utesnenie spaľovacieho priestoru od priestoru kľukovej skrine sa na piest ukladá niekoľko tesniacich krúžkov po sebe, najčastejšie dva. Prenikanie spalín do priestoru kľukovej skrine by totiž nepriaznivo pôsobilo na kvalitu motorového oleja.

2. Stierací piestny krúžok

 

 

Pri mazaní prostredníctvom olejových kanálov v ojnici a pieste dochádza k mazaniu povrchu piesta olejom. Funkciou stieracieho piestného krúžka je odviesť tento olej z povrchu valca preč, keď piest vykonáva pohyb smerom dole. Olej v spaľovacom priestore je počas spaľovania nežiadúci, pretože zvyšuje emisie, dymivosť motora, ale môže poškodiť aj katalyzátor. Práve z tohoto dôvodu má drážka pre stierací krúžok dierky, ktorými odteká prebytočný zotretý olej do priestoru pod piestom.

Piestné krúžky sú namáhané tepelne, ale aj trením, pretože sú neustále v styku so stenou valca. Toto trenie spôsobuje ubúdanie materiálu piestneho krúžka. Opotrebovaný krúžok má veľké vôle a stráca tesniace, no aj stieracie schopnosti. Takýto krúžok spôsobuje nadmernú spotrebu oleja, no može vplyvom záťaže aj prasknúť. Prasknutý piestny krúžok dokáže narobiť veľa škody, môže poškriabať stenu valca, ktorú by si musel dať vybrúsiť a jeho úlomky sa môžu dostať do priestoru kľukovej skrine a do motorového oleja.