Piston

Pistonul este componenta cilindrică ce glisează în sus și în jos în interiorul cilindrului unui motor și este piesa cel mai direct responsabilă de transformarea energiei combustibilului ars în mișcare mecanică. Când amestecul de aer și combustibil aflat deasupra lui se aprinde, gazele care se dilată rapid apasă cu forță mare pe capul pistonului, împingându-l de-a lungul cilindrului. Această mișcare liniară este prima verigă din lanțul care, în final, pune roțile în mișcare.

Pistonul nu acționează singur, ci ca parte dintr-un ansamblu strâns coordonat. Forța sa de împingere în jos se transmite printr-o bielă, legată de piston printr-un bolț care trece prin urechile din partea inferioară a pistonului. Capătul inferior al bielei se prinde de arborele cotit, ale cărui fusuri decalate transformă mișcarea rectilinie a pistonului în rotație. Într-un motor cu mai mulți cilindri, pistoanele urcă și coboară într-o succesiune precis sincronizată, astfel încât cursele active se suprapun, iar arborele cotit se rotește lin.

Etanșarea este esențială pentru funcționarea pistonului, iar aceasta este sarcina segmenților așezați în canale prelucrate de jur împrejurul circumferinței sale. Segmenții de compresie superiori împiedică scurgerea gazelor de ardere de înaltă presiune pe lângă piston, în carter, ceea ce ar irosi putere, în timp ce segmentul inferior de ungere răzuiește excesul de lubrifiant de pe peretele cilindrului și îl readuce în baia de ulei, lăsând doar o peliculă subțire pentru lubrifiere. Segmenții uzați se trădează prin pierderea compresiei și prin arderea uleiului.

Majoritatea pistoanelor moderne sunt turnate sau forjate din aliaj de aluminiu, ales fiindcă este ușor și disipă eficient căldura de la cap, lucru care contează deoarece pistonul suportă temperaturi și accelerații extreme și care fluctuează rapid. Pistoanele forjate sunt mai rezistente și preferate în motoarele de performanță și supraalimentate, în timp ce cele turnate sunt mai ieftine și suficiente pentru uzul obișnuit. Capul poate fi profilat cu degajări sau locașuri pentru supape, pentru a controla geometria camerei de ardere și a evita lovirea supapelor.

Volumul pe care îl mătură un piston pe parcursul deplasării sale de la baza la vârful cursei definește cilindreea acelui cilindru, iar însumarea ei pentru toți cilindrii dă capacitatea totală a motorului, una dintre cele mai fundamentale specificații ale unui motor. Poziția pistonului în vârful cursei sale, raportată la volumul camerei, contribuie totodată la stabilirea raportului de compresie, care influențează puternic randamentul și combustibilul de care are nevoie un motor.

În termeni practici, pistonul este o piesă de uzură ce funcționează într-un mediu aspru, iar starea lui, împreună cu cea a segmenților și a cilindrului, este un indicator-cheie al condiției unui motor. Înțelegerea lui clarifică modul în care funcționează motorul cu ardere internă, întrucât pistonul este inima în mișcare unde presiunea devine putere.