Che cos’è il pistone

Vi sarà capitato di averne sentito parlare e vorreste saperne di più sull’argomento del motore in particolare su che cosa serve il pistone e che cos’è. Nello scorso articolo abbiamo visto il funzionamento del motore e come svolge i suoi compiti. In questo articolo andremo a vedere il funzionamento del pistone e quali sono i suoi compiti. Se siete pronti andiamo subito a leggerlo. Vi auguro una buona lettura!

A cosa serve il pistone?

  • È il primo organo che inizia a produrre moto alternato, che successivamente sarà trasformato in moto rotativo (scopri di più).
  • Rendere ermetica in maniera mobile la camera di combustione rispetto al basamento.
  • Assorbire la pressione dei gas generata dalla combustione e trasmetterla tramite la biella sotto forma di rotazione all’albero motore.
  • Trasmettere alle pareti del cilindro, gran parte del calore assorbito dalla testa del pistone durante la combustione.
  • Comandare il ricambio dei gas nei motori a 2 tempi.

Sollecitazioni

                                       

La forza del pistone

La pressione è dovuta alla combustione esercitata sulla testa del pistone, ed è di circa dell’ordine dei 30-60 bar. Ciò produce per un diametro del pistone di 80 mm, una forza di 6’000-30’000 N circa. Il mantello del pistone deve resistere a una spinta laterale di 0,5-0,8 N/mm2. I portanti dello spinotto (di biella) subiscono, da parte dallo spinotto stesso, una pressione variante da 30 a 60 N/mm2.

Forza laterale del pistone

Il pistone è premuto in modo alternato contro la parete del cilindro, questo causa una “scampanatura” del pistone e produce quindi rumori. Ciò può essere ridotto riducendo al minimo il gioco del pistone, aumentando la lunghezza del mantello o disassando lo spinotto del pistone.

Il disassamento del pistone

Significa che l’asse dello spinotto è spostato di circa 0,5 mm fino a 1,5 mm dal centro del pistone verso il lato più sollecitato (come in figura). In questo modo il pistone cambia il suo lato d’appoggio già durante la lenta formazione della pressione di compressione che avviene prima del e non più in corrispondenza del repentino aumento della pressione di combustione riscontrabile poco dopo il P.M.S. (punto morto superiore).

Forza d’attrito del pistone

Il mantello, le cave delle fasce elastiche e le sedi dello spinotto sono sottoposti a sfregamento. L’usura che ne deriva deve essere ridotta il più possibile tramite una corretta scelta dei materiali, un’accurata lavorazione delle superfici di scorrimento e una sufficiente lubrificazione.

Cosa sono il P.M.S. e il P.M.I.?

Punto morto superiore (P.M.S.)

È la posizione dello stantuffo più vicino alla testata, ovvero il punto in cui il pistone si ferma ed inverte il moto al termine della salita.

Punto morto inferiore (P.M.I.)

È la posizione dello stantuffo più lontano dalla testata, ovvero il punto in cui il pistone si ferma ed inverte il moto al termine della discesa.

I punti in cui il pistone inverte il moto vengono chiamati “morti” poiché in essi la velocità dello stantuffo assume zero.