ساختار پیستونی

کل پیستون را می توان به طور عمده به سه قسمت تقسیم کرد: تاج پیستون، سر پیستون و دامن پیستون.

وظیفه اصلی پیستون تحمل فشار احتراق در سیلندر و انتقال این نیرو از طریق پین پیستون و شاتون به میل لنگ است. علاوه بر این، پیستون به همراه سرسیلندر و دیواره های سیلندر، محفظه احتراق را تشکیل می دهند.

تاج پیستون جزئی از محفظه احتراق است و بنابراین اغلب در اشکال مختلف تولید می شود. روکش‌های پیستون موتور بنزینی عمدتاً مسطح یا مقعر هستند تا از ساختار محفظه احتراق فشرده، ناحیه اتلاف حرارت کوچک و فرآیند ساخت ساده اطمینان حاصل شود. پیستون های محدب معمولاً در موتورهای بنزینی دو زمانه استفاده می شوند. روکش های پیستون موتور دیزل اغلب با فرورفتگی های مختلف ساخته می شوند.

سر پیستون قسمت بالای نشیمنگاه پین ​​پیستون است. رینگ‌های پیستون روی سر پیستون نصب می‌شوند تا از ورود گازهای حاصل از احتراق با دمای بالا و فشار بالا به داخل میل لنگ جلوگیری کنند و از ورود روغن موتور به محفظه احتراق جلوگیری کنند. بیشتر گرمای جذب شده توسط تاج پیستون نیز از طریق سر پیستون به سیلندر منتقل می شود و سپس از طریق محیط خنک کننده پخش می شود.

سر پیستون با چندین شیار رینگ برای نصب رینگ های پیستون ماشین کاری می شود. تعداد رینگ های پیستون بستگی به الزامات آب بندی دارد و به دور موتور و فشار سیلندر مربوط می شود. موتورهای پر سرعت دارای حلقه‌های پیستون کمتری نسبت به موتورهای کم سرعت-و موتورهای بنزینی حلقه‌های پیستون کمتری نسبت به موتورهای دیزلی دارند. به طور کلی، موتورهای بنزینی از دو حلقه فشرده سازی و یک حلقه روغن استفاده می کنند. موتورهای دیزلی از سه حلقه فشرده سازی و یک حلقه روغن استفاده می کنند. موتورهای دیزلی با سرعت کم از سه تا چهار حلقه فشرده سازی استفاده می کنند. برای کاهش تلفات اصطکاک، ارتفاع بخش رینگ پیستون باید به حداقل برسد و ضمن اطمینان از آب بندی، تعداد رینگ ها تا حد امکان کاهش یابد.

کل قسمت زیر شیارهای رینگ پیستون، دامن پیستون نامیده می شود. وظیفه آن هدایت حرکت رفت و برگشتی پیستون در سیلندر و تحمل فشار جانبی است. در حین کار موتور، پیستون در اثر فشار گاز داخل سیلندر دچار تغییر شکل خمشی می شود. هنگامی که پیستون گرم می شود، به دلیل محتوای فلز بیشتر، انبساط آن در پین پیستون بیشتر است. علاوه بر این، پیستون تحت فشار جانبی دچار تغییر شکل فشاری می شود. نتیجه ترکیبی این تغییر شکل ها، مقطع دامن پیستون را بیضی می کند که محور اصلی آن عمود بر جهت پین پیستون است. علاوه بر این، به دلیل اینکه توزیع دما و جرم در امتداد محور پیستون ناهموار است، انبساط حرارتی هر مقطع در بالا بیشتر و در پایین کوچکتر است.