Che cos'è un pistone? Prezzo del pistone del motore

I pistoni sono comuni in molti sistemi meccanici. Per aiutarvi a capire il significato di pistone, inizierò con la sua definizione. Successivamente, mi addentrerò nel funzionamento dei pistoni del motore, che è l'oggetto di questa guida. Ciò include il suo design, la sua funzione e il suo funzionamento. Scoprite anche il prezzo dei pistoni più avanti nel capitolo, soprattutto se avete intenzione di acquistarne uno per il motore della vostra auto.

Significato del pistone

Prima la definizione di pistone: per pistone si intende un cilindro o un disco simile a uno stantuffo che si muove all'interno di una camera a tenuta di pressione. In alcune applicazioni, il movimento aiuta a pressurizzare un fluido. In altre, la pressione del fluido provoca il movimento.

Gli impieghi dei pistoni sono molteplici.

• Nei sistemi automobilistici come i motori a combustione interna e i freni
• Apparecchiature industriali come la pompa dell'acqua a pistoni e il compressore d'aria a pistoni
• Sistemi di produzione automatizzati come le valvole
• Nello sviluppo di robot per produrre movimento
• In apparecchiature mediche come la siringa a pistone

Il meccanismo del pistone può essere semplice o complicato. Un buon esempio di pistone semplice è la siringa medica. D'altra parte, uno dei pistoni più complessi e robusti che si possano incontrare è il pistone di un motore.

Parlando del pistone automobilistico, la vostra auto ha questa parte nei freni. In questo caso, i pistoni vengono utilizzati per pressurizzare fluido idraulico attraverso il sistema frenante. Vengono inoltre utilizzati per spingere le pastiglie o le ganasce dei freni verso il rotore e il tamburo del freno.

L'uso più importante dei pistoni su un veicolo è all'interno del motore. Qui di seguito troverete maggiori informazioni sul pistone del motore e sul suo funzionamento.

Pistone del motore: Che cos'è il pistone nel motore di un'automobile?

Il pistone del motore dell'auto è il componente mobile all'interno del foro del cilindro. I motori che utilizzano i pistoni sono comunemente chiamati motori a pistoni. Questo componente aiuta a convertire la pressione della combustione in movimento. Questo movimento viene poi trasmesso alle ruote attraverso diverse parti e sistemi. In altre parole, il movimento del pistone fa muovere l'auto.

Il gruppo del pistone è costituito da una sezione cilindrica superiore chiamata testa e gonna. Questa parte collega un manicotto metallico chiamato biella, che si collega all'albero a gomiti. I pistoni del motore fanno parte del meccanismo di azionamento dell'albero motore. Inoltre, sigillano la camera di combustione dal basso.

Il numero di pistoni in un motore varia a seconda dell'applicazione e va da 1 a 8 o più. Il motore a 4 pistoni è il più diffuso, mentre quello a 1 pistone è comune nelle macchine più piccole, come i tosaerba.

È bene notare che il numero di pistoni corrisponde al numero di cilindri di un motore. Il numero viene utilizzato anche per identificare i motori. Un motore V6, ad esempio, significa un motore a 6 pistoni, un V8 a 8 pistoni. Questi motori di grandi dimensioni si trovano normalmente su camion e SUV di grandi dimensioni.

A parte il rapporto pistone-cilindro, vediamo come funziona questo importante componente dell'auto e qual è il suo scopo.

Funzione del pistone

Il movimento del pistone è fondamentale per il funzionamento del motore dell'auto. Quando il pezzo si muove su e giù per il cilindro, aiuta a convertire la forza dei gas in espansione in movimento. Questo, a sua volta, significa che l'auto si muove. Prima di approfondire il suo funzionamento, esaminiamo le funzioni del pistone elencate di seguito.

Rotazione dei prodotti

Questa è la funzione principale del pistone. Dopo l'accensione, il combustibile presente nella camera di combustione brucia in modo esplosivo. La forza risultante agisce contro il pistone, spingendolo nel cilindro. Il pistone muove quindi l'albero a gomiti mentre il processo si ripete.

Sigillare la camera di combustione

La camera di combustione deve rimanere a tenuta di pressione. Ciò contribuisce a creare le pressioni che causano il movimento. Il pistone facilita questo compito sigillando le camere con uno o più anelli e un'alimentazione costante di olio lubrificante.

Facilitare l'ingresso e lo scarico

Un'altra funzione importante dei pistoni è quella di aspirare i gas di aspirazione e far uscire i gas di scarico. Il movimento del pistone verso il basso crea un vuoto parziale che aspira l'aria. Il movimento verso l'alto ha l'azione opposta, spingendo i prodotti della combustione fuori dal cilindro attraverso la valvola di scarico.

Guida della biella

Lo stelo è fissato al pistone mediante un perno di polso. In questo modo, il pistone dirige il movimento della biella in modo che il movimento si trasferisca all'albero a gomiti senza problemi. Il metodo di collegamento tra pistone e biella varia a seconda dei pistoni, alcuni dei quali sono adatti a specifiche applicazioni del motore.

Dissipare il calore

Un pistone è costituito da parti metalliche. Di solito, il materiale utilizzato offre un'elevata conduttività termica. In questo modo il calore viene allontanato attraverso le pareti del cilindro, evitando di danneggiare le parti del gruppo pistone e altri componenti.

Controllo della combustione

La superficie superiore del pistone, nota come testa o corona, è progettata per regolare il processo di combustione. Alcuni pistoni hanno la corona con un profilo che aumenta la compressione, altri con un design che la riduce. In questo modo, la quantità di potenza generata dal movimento del pistone viene controllata in base all'applicazione del motore.

Funzionamento del pistone: Come funziona un pistone?

Il funzionamento del pistone contribuisce a convertire l'energia della combustione in movimento. Quindi trasmette il movimento all'albero a gomiti. Da qui, varie parti della trasmissione contribuiscono a trasferire il movimento alle ruote e a far muovere l'auto. Il funzionamento è solitamente descritto in 4 fasi chiamate corse del pistone.

• Corsa di aspirazione
• Corsa di compressione
• Corsa di combustione/potenza
• Corsa di scarico

Ingresso Ictus- Durante la corsa di aspirazione, il pistone si trova nella parte superiore del cilindro e si muove verso il basso. Questo movimento viene solitamente avviato dal motorino di avviamento. Il movimento verso il basso lascia nello spazio sovrastante un vuoto parziale, attirando così l'aria nel cilindro o nella camera di combustione.

Compressione Ictus- il pistone inizia a muoversi verso l'alto, comprimendo la miscela aria-carburante e contribuendo a preparare la miscela per la combustione e l'intensa pressione. Questa è la corsa del pistone di compressione.

Corsa di combustione con la posizione del pistone ancora nella parte superiore del cilindro, il carburante si accende. In un motore a benzinaLe candele forniscono la scintilla per accendere la miscela di aria e carburante. In un motore diesel, la forza di compressione riscalda la miscela all'accensione. Il carburante che brucia rilascia energia e spinge il pistone verso il basso con una forza enorme.

Corsa di scarico. Questa corsa vede il pistone risalire sotto l'azione dell'albero a gomiti. Il movimento del pistone invia i prodotti della combustione, noti come gas di scarico, attraverso la valvola di scarico. Questa corsa del pistone completa il ciclo e il processo si ripete.

Durante questi movimenti, il pistone deve sopportare la pressione prodotta dai gas in espansione, che di solito è molto elevata. In questo caso, si parla di una pressione fino a 160 bar per i motori diesel e fino a 100 bar per i motori a benzina.

Il funzionamento del pistone descritto sopra avviene ripetutamente anche quando l'auto è in movimento. Durante questo processo, le valvole di aspirazione e di scarico devono aprirsi e chiudersi al momento giusto, in base alla posizione del pistone. Questo avviene automaticamente grazie al sistema di fasatura del motore.

Il sistema di temporizzazione Il motore è costituito principalmente dall'albero a gomiti, dagli alberi a camme e dalla cinghia o catena di distribuzione, tra le altre parti. I produttori di automobili di solito posizionano questi componenti in modo da far funzionare la sequenza di apertura delle valvole in modo corrispondente alla configurazione del motore.

Materiale dei pistoni: Di cosa sono fatti i pistoni?

Il materiale dei pistoni è una considerazione importante per i produttori di motori e per i proprietari di auto. I cilindri del motore, dove si trovano i pistoni, sono camere ardenti che sperimentano temperature estreme. Anche le alte pressioni, dovute all'energia generata dal processo di combustione, oltre ad altre condizioni difficili come gli impatti fisici. Il pistone deve resistere a tutto questo. In generale, il materiale del pistone deve possedere queste proprietà.

• Rigidità per resistere alle pressioni di combustione
• Elevato punto di fusione per resistere alle grandi temperature del cilindro
• Eccellente conduttività termica per dissipare rapidamente il calore
• Basso espansione termica per evitare il cosiddetto grippaggio del pistone.
• Leggero per consentire un numero di giri e un'efficienza del motore sufficientemente elevati

I produttori di pistoni utilizzano per lo più alluminio o ghisa per realizzare il prodotto. La lega di alluminio è oggi la più diffusa, grazie alla sua leggerezza, alla buona conducibilità termica e alla capacità di offrire una finitura migliore rispetto a molti altri materiali. Tuttavia, questo materiale si usura più rapidamente del ferro e non produce pistoni durevoli.

La ghisa è un materiale per pistoni molto resistente ed è ancora preferita in alcune applicazioni. Offre inoltre una notevole rigidità e un basso tasso di espansione. Tuttavia, i pistoni in ghisa sono più pesanti di quelli in alluminio e non sono adatti per le applicazioni ad alto numero di giri.

Prezzo del pistone

Quando si ricostruisce un motore, i pistoni sono tra le parti che devono essere sostituite. Per questo motivo, è opportuno conoscere i loro prezzi. E se si effettua un upgrade del pistone, il prezzo del tipo di pezzo desiderato.

La maggior parte dei pistoni aftermarket va da $200 a $1000. Ciò può creare confusione, soprattutto quando si intende sostituire il pezzo. Perché questa ampia gamma di costi? La causa è da ricercarsi in diversi fattori.

I pistoni dei motori delle auto sono disponibili in diversi tipi e design. Alcuni sono realizzati con materiali di qualità superiore rispetto ad altri, mentre altri utilizzano un processo di produzione più complesso e costoso. Esistono anche pistoni per impieghi gravosi che costano di più o produttori di pistoni che vendono i loro prodotti a prezzi più elevati.

Il pistone per la ricostruzione di un motore viene solitamente fornito in kit. Un kit di pistoni contiene le parti necessarie per l'installazione, come fasce, spinotti e anelli di sicurezza. Alcuni proprietari di veicoli scelgono di sostituire solo gli anelli. Se lo fate, potreste essere interessati al loro prezzo.

Il prezzo delle fasce elastiche varia da $30 a circa $100 per la maggior parte dei pistoni. Le fasce elastiche migliori spesso costano di più e durano di più. Altre parti del pistone vendute separatamente sono i cuscinetti, le bielle e i bulloni di biella. Questi ultimi costano normalmente tra $30 e $50 nella maggior parte dei negozi di ricambi auto.

Conclusione

I pistoni trovano impiego in quasi tutti i settori industriali. I pistoni automobilistici sono tra i più comuni, in particolare il pistone del motore. Abbiamo già parlato dell'aspetto e del funzionamento di questo tipo di componente del motore. Nel prossimo capitolo spiegherò i componenti che costituiscono un pistone. Verrà inoltre illustrato il processo di produzione di questo componente fondamentale del motore.