Tehnologia de fabricație a pistonului

Introducere

Pistonul este un organ de maşină, care are o mişcare rectilinie alternativă într-un cilindru si care serveşte la închiderea unui spaţiu de volum variabil al cilindrului, umplut cu aer, amestec carburant sau cu un fluid sub presiune. Pistonul e folosit pentru transformarea energiei interne în lucru mecanic la maşinile motoare, sau invers, la maşinile generatoare. În primul caz pistonul este acţionat de energia internă, iar în al doilea el acţionează asupra aerului sau fluidului (compresor, motor hidraulic). De obicei pistonul este cuplat la un mecanism bielă-manivelă.

La maşinile termice la care distribuţia se face prin ferestre, pistonul are şi funcţia de a le deschide sau închide.

Părţile pistonului sunt următoarele:

- Capul, care are rolul de a prelua presiunea, de a da forma camerei de lucru (camera de ardere la motoare, respectiv spaţiul vătămător la compresoare cu piston), iar la unele pistoane (la procedeul de injecţie Meurer de la motoarele diesel) şi de a vaporiza combustibilul. Una din multe forme ale capului pistonului este; capul cu deflector.

- Fusta, sau mantaua, care are rolul de a ghida pistonul în cilindru la pistoanele care nu sunt ghidate de tije cu cap de cruce.

- Umerii, care sunt nişte bosaje care permit realizarea unei suprafeţe de contact suficiente între piston şi bolţ, la pistoanele care nu transmit forţa prin tije cu cap de cruce.

- Canalele pentru segmenţi, care servesc ca suport şi ghidaj pentru segmenţii care asigură etanşarea cilindrului.

Exemple de utilizare a pistonului

- La motoare cu ardere internă

Componentele unui motor cu ardere internă cu ciclu în patru timpi: (E) Camă de acţionare a supapei de evacuare, (I) Camă de acţionare a supapei de admisie, (S) Bujie, (V)Supape, (P) Piston, (R) Bielă, (C)Arbore cotit, (W) Cămaşă de apă pentru răcire.

La aceste motoare pistoanele sunt cu simplu efect (gazele de ardere acţionează pe o singură parte a pistonului), ghidarea e prin fustă şi forţa se transmite direct bielei, prin bolţ.

Pentru a reduce frecarea dintre piston şi cămaşă datorită forţelor laterale care apar în timpul funcţionării, pistonul trebuie lubrifiat. La temperaturi de peste 200 °C uleiul de ungere se arde, astfel se explică necesitatea existenţei sistemului de răcire. Deoarece sistemul de răcire preia din căldura utilă dezvoltată prin arderea combustibilului, micşorând randamentul termic al ciclului, el este considerat un rău necesar.

La motoare cu abur

La motoarele cu abur, în majoritatea cazurilor pistoanele sunt cu dublu efect: aburul este admis alternativ la cele două capete ale cilindrului, acţionând pe fiecare faţă a pistonului. La aceste motoare în fiecare timp al ciclului pistonul produce lucru mecanic. Ghidarea este cu tijă, care se articulează la bielă prin capul de cruce. Şi aici este nevoie de etanşare, deci de segmenţi care apasă pe cilindru, deci de ungere.