Pistone

Il pistone è il componente cilindrico che scorre su e giù all'interno del cilindro del motore ed è la parte più direttamente responsabile della trasformazione dell'energia del carburante che brucia in moto meccanico. Quando la miscela aria-carburante sopra di esso si accende, i gas in rapida espansione premono con grande forza sul cielo del pistone, spingendolo lungo la canna. Questo movimento lineare è il primo anello della catena che alla fine fa girare le ruote.

Il pistone non agisce da solo, ma come parte di un insieme strettamente coordinato. La sua spinta verso il basso viene trasmessa attraverso una biella, collegata al pistone tramite uno spinotto che attraversa i mozzetti nella sezione inferiore del pistone. L'estremità inferiore della biella si collega all'albero motore, i cui perni decentrati convertono il moto rettilineo del pistone in rotazione. In un motore pluricilindrico i pistoni salgono e scendono in una sequenza temporizzata con precisione, in modo che le fasi attive si sovrappongano e l'albero motore giri in modo regolare.

La tenuta è essenziale per il funzionamento del pistone, ed è il compito delle fasce elastiche alloggiate in gole ricavate lungo la sua circonferenza. Le fasce di compressione superiori impediscono ai gas di combustione ad alta pressione di trafilare oltre il pistone verso il basamento, cosa che disperderebbe potenza, mentre la fascia raschiaolio inferiore raschia il lubrificante in eccesso dalla parete del cilindro e lo restituisce alla coppa, lasciando soltanto una sottile pellicola per la lubrificazione. Le fasce usurate si tradiscono con la perdita di compressione e il consumo d'olio.

La maggior parte dei pistoni moderni è fusa o forgiata in lega di alluminio, scelta perché è leggera e disperde efficacemente il calore dal cielo, aspetto importante perché il pistone sopporta temperature e accelerazioni estreme e in rapida variazione. I pistoni forgiati sono più resistenti e prediletti nei motori ad alte prestazioni e sovralimentati, mentre quelli fusi sono più economici e adeguati all'uso ordinario. Il cielo può essere sagomato con incavi o scassi per le valvole, così da controllare la geometria della camera di combustione ed evitare di urtare le valvole.

Il volume che un pistone spazza viaggiando dal punto morto inferiore a quello superiore della sua corsa definisce la cilindrata di quel cilindro, e sommandolo su tutti i cilindri si ottiene la cilindrata totale del motore, una delle specifiche più fondamentali di tutte. Anche la posizione del pistone all'apice della sua corsa rispetto al volume della camera concorre a determinare il rapporto di compressione, che influisce fortemente sull'efficienza e sul carburante richiesto da un motore.

In termini pratici il pistone è un elemento soggetto a usura che opera in un ambiente gravoso, e il suo stato, insieme a quello delle sue fasce e della canna del cilindro, è un indicatore chiave delle condizioni di un motore. Comprenderlo chiarisce il funzionamento del motore a combustione interna, dato che il pistone è il cuore mobile dove la pressione diventa potenza.