Piston là gì? 1 số cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng chi tiết

Trong thế giới cơ khí và động cơ, “piston” là một thuật ngữ vô cùng quen thuộc và đóng vai trò then chốt. Từ những cỗ máy hơi nước cồng kềnh đầu tiên cho đến các động cơ đốt trong hiệu suất cao ngày nay, hay trong các hệ thống thủy lực, khí nén phức tạp, piston luôn là một thành phần không thể thiếu. Nó được ví như “trái tim” của nhiều loại máy móc, thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng, tạo ra lực và chuyển động.

Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện về piston, từ định nghĩa cơ bản, lịch sử phát triển, cấu tạo chi tiết, nguyên lý hoạt động, các loại piston phổ biến cho đến ứng dụng rộng rãi của nó trong đời sống và công nghiệp.

Piston (phiên âm tiếng Việt: pít-tông)

1. Piston Là Gì? Định Nghĩa Và Vai Trò Cơ Bản

Piston (phiên âm tiếng Việt: pít-tông) là một bộ phận của động cơ, máy nén khí, máy bơm, xi lanh thủy lực và xi lanh khí nén. Trong máy bơm, lực được truyền từ trục khuỷu và piston nhằm nén chất lỏng trong xi lanh. 

Vai trò chính của piston bao gồm:

• Truyền hoặc nhận lực: Piston có thể nhận lực từ áp suất của môi chất (như trong động cơ đốt trong, xi lanh thủy lực) và truyền lực đó đến các bộ phận khác (ví dụ, qua thanh truyền đến trục khuỷu). Ngược lại, nó cũng có thể nhận lực từ cơ cấu bên ngoài để nén hoặc di chuyển môi chất (như trong máy bơm, máy nén khí).
• Tạo ra chuyển động: Chuyển động tịnh tiến của piston là cơ sở để tạo ra các loại chuyển động khác, ví dụ như chuyển động quay của trục khuỷu trong động cơ.
• Ngăn cách và làm kín: Piston, cùng với các vòng xéc măng, giúp tạo ra một không gian làm việc kín bên trong xi lanh, ngăn cách các buồng có áp suất khác nhau hoặc ngăn rò rỉ môi chất.

Hiểu đơn giản, piston là một “con chạy” di động bên trong một ống kín (xi lanh), thực hiện công việc quan trọng là biến đổi năng lượng.

Sự phát triển của piston là một minh chứng cho hành trình chinh phục năng lượng và cơ khí của nhân loại.

2. Cấu Tạo Chi Tiết Của Một Piston (Trong Động Cơ Đốt Trong)

Cấu tạo của piston có thể khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, một piston điển hình trong động cơ đốt trong thường bao gồm các bộ phận chính sau:

• Đỉnh piston (Piston Crown):
• Chức năng: Là bề mặt tiếp xúc trực tiếp với khí cháy trong buồng đốt, chịu nhiệt độ và áp suất rất cao. Hình dạng đỉnh piston (bằng, lồi, lõm, hoặc có các hốc đặc biệt) ảnh hưởng đến quá trình hòa trộn nhiên liệu, hình dạng buồng đốt, và tỷ số nén.
• Ví dụ: Đỉnh lõm giúp tạo xoáy lốc cho hỗn hợp không khí-nhiên liệu, đỉnh lồi tăng tỷ số nén, đỉnh có hốc để tránh va chạm với xupap.
• Đầu piston (Piston Head):
• Chức năng: Là phần mang các rãnh để lắp xéc măng (piston rings). Đây là khu vực chịu lực và nhiệt độ lớn.
• Xéc măng (Piston Rings): Gồm hai loại chính:
• Xéc măng khí (Compression Rings): Thường có 2-3 chiếc, lắp ở các rãnh phía trên.
• Chức năng: Ngăn không cho khí cháy từ buồng đốt lọt xuống cacte (phần dưới động cơ chứa dầu bôi trơn) và ngăn dầu bôi trơn từ cacte sục lên buồng đốt. Duy trì áp suất nén trong buồng đốt.
• Xéc măng dầu (Oil Control Rings): Thường có 1 chiếc, lắp ở rãnh dưới cùng.
• Chức năng: Gạt dầu bôi trơn thừa trên thành xi lanh trở lại cacte, chỉ để lại một lớp màng dầu mỏng đủ để bôi trơn piston và xéc măng, ngăn dầu lọt vào buồng đốt gây cháy và tạo muội than.
• Thân piston (Piston Skirt):
• Chức năng: Dẫn hướng cho piston chuyển động thẳng trong xi lanh, chịu lực ngang do thanh truyền tạo ra khi piston chuyển động. Thân piston giúp giảm thiểu sự rung lắc và đảm bảo piston di chuyển đúng quỹ đạo. Hình dạng của thân piston (trụ thẳng, ôvan, có cắt khoét) được thiết kế để giảm ma sát và trọng lượng.
• Lỗ chốt piston (Piston Pin Boss) và Chốt piston (Piston Pin/Gudgeon Pin/Wrist Pin):
• Chức năng: Chốt piston là một trục rỗng, làm bằng thép cứng, dùng để kết nối piston với đầu nhỏ của thanh truyền (connecting rod). Lỗ chốt piston là nơi lắp chốt piston. Kết nối này cho phép piston truyền lực và chuyển động đến thanh truyền.

Vật liệu chế tạo piston:

• Thường là hợp kim nhôm (do nhẹ, dẫn nhiệt tốt, dễ đúc) cho các động cơ xăng và một số động cơ diesel nhỏ.
• Gang hoặc thép hợp kim (chịu mài mòn, chịu nhiệt, độ bền cao) cho các động cơ diesel lớn, chịu tải nặng.

Sự chính xác trong thiết kế và chế tạo từng bộ phận của piston là yếu tố quyết định đến hiệu suất và độ bền của động cơ.

7. Địa chỉ mua Piston uy tín:

Cửa hàng: 40 Nguyễn Tất Thành, TP. Buôn Ma Thuột, Tỉnh Đăk Lăk

Website: https://phutungbaoanh.com/ phutungbaoanh.com

Fanpage: https://www.facebook.com/phutungbaoanhshttps://www.facebook.com/phutungbaoanhs

Shopee: https://shopee.vn/phutungxemayba?entryPoint=ShopBySearch&searchKeyword=phutungxemaybahttp s://shopee.vn/phutungbaoanh

Lưu ý khi mua:

• Kiểm tra kỹ thông số kỹ thuật, ngày sản xuất.
• Yêu cầu phiếu bảo hành, hóa đơn đầy đủ.
• Hỏi rõ về chính sách đổi trả nếu ắc quy gặp lỗi từ nhà sản xuất.