Для уменьшения трения между поршнем и цилиндром и заедания поршня среднюю часть юбки делают овальной, причем малый диаметр овала поршня располагают по оси поршневого пальца. Это вызвано следующими соображениями:
1) Во время такта расширения поршень под действием давления газов прижимается к боковой стенке цилиндра и поэтому сечение поршня принимает форму овала, большой диаметр которого расположен по оси поршневого пальца.
2) Под действием давления газов днище поршня прогибается внутрь и юбка поршня расширяется внизу по оси поршневого пальца. Это происходит потому, что бобышки поршня, обычно связанные с днищем поршня ребрами, делают эту часть юбки более жесткой. Поэтому стенки юбки, не имеющие бобышек, являются более слабыми и деформируются в большей степени.
3) Днище поршня, нагреваясь, уводит в стороны бобышки. Так же как и в предыдущем (во втором) случае, менее жесткая часть юбки поршня деформируется и сечение поршня принимает овальную форму с увеличением размера юбки поршня по оси пальца.
У современных мотоциклетных двигателей днище поршня может быть выполнено плоским, выпуклым или вогнутым в зависимости от формы камеры сжатия, степени сжатия и системы распределения. Плоское днище имеет меньшую поверхность соприкосновения с газами, тепло меньше переходит в поршень с плоским днищем, а следовательно, и отвод тепла от газов будет меньше, чем у поршня с выпуклым или вогнутым днищем. Выпуклое днище, как и вогнутое, обладает большей жесткостью по сравнению с плоским.
У двухтактных двигателей иногда на днище поршня делается отражатель (рис. 23), предназначенный для направления потока горючей смеси, поступающей в цилиндр через продувочное окно, вверх, а также для вывода отработавших газов, поступающих сверху вниз, из цилиндра в выпускное окно.
Рис. 23. Поршень с отражателем.
При таком направлении потоков горючей смеси и отработавших газов уменьшается возможность их смешения, что в свою очередь обеспечивает хорошее наполнение цилиндров горючей смесью.
На рис. 24 представлен поршень двигателя мотоцикла М-72.
Рис. 24. Поршень с плоским днищем двигателя мотоцикла М-72.
Поршень имеет плоское днище и три канавки для поршневых колец. Верхние два кольца компрессионные, нижнее — маслосъемное.
Над верхним поршневым кольцом в головке сделана узкая глубокая выточка. Она представляет собой воздушный экран, отражающий поток тепла, идущий от днища поршня к поршневым кольцам. Недостатком головки С выточкой является то, что масло, попадающее в выточку, коксуется и вскоре кокс заполняет ее. При этом значение выточки как экрана уменьшается.
В нижней кольцевой канавке сделана сквозная прорезь. Соединение головки и юбки в этом случае осуществляется только боковыми стенками поршня над бобышками и ребрами бобышек. При этом количество тепла, поступающего от головки поршня к юбке, уменьшается и температура юбки значительно снижается, что позволяет устанавливать небольшой зазор между юбкой и цилиндром.
На нижнем краю юбки имеются два небольших выреза, которые предотвращают возможность удара по противовесам коленчатого вала при положении поршня в нижней мертвой точке. В бобышках поршня сделаны отверстия для поршневого пальца. В этих отверстиях выполнены канавки, в которые устанавливаются стопорные кольца, ограничивающие осевое перемещение поршневого пальца в отверстиях бобышек. Внутренне концы бобышек связаны с днищем поршня ребрами, увеличивающими жесткость бобышек.
Поршень двигателя мотоцикла М1А (рис. 25) имеет выпуклое днище, две канавки для поршневых колец и вырезы на нижней части юбки.
Рис. 25. Поршень с выпуклым днищем двигателя мотоцикла М1А.
Эти вырезы оставляют открытыми отверстия двух продувочных каналов, сообщающих кривошипную камеру с полостью цилиндра при положении поршня около нижней мертвой точки. Внутри каждой кольцевой канавки установлен штифт, предохраняющий кольцо от проворачивания в канавке. Каждая бобышка связана с днищем поршня ребром. В отверстиях бобышек имеются канавки для установки стопорных колец.
Поршень двигателя мотоцикла ИЖ-350 имеет такую же конструкцию, как поршень двигателя мотоцикла M1А. Отличается он тем, что в нем имеются три кольцевые канавки и разрез в юбке поршня.
Поршень двигателя мотоцикла М-75 (рис. 26) имеет выпуклое днище, на котором имеются углубления, предотвращающие удар поршня о клапаны при их перекрытии.