Alüminyumdan yapılma bir pistonKrank mili , piston ve biyelPistonun silindir içindeki hareketi
Piston
- Tanım
Bir silindir içine hassas olarak uyarak ileri-geri hareket eden silindirik veya disk şeklinde parça
- Görevi
Bir otomobil motorunda yakıt-hava karışımı silindir içinde ateşlendiğinde genişleyen gazlar pistonu aşağıya iterek piston koluna (biyel) bağlı olan krank milini döndürür. Bir buhar makinesında, yüksek basınçlı buhar silindirin bir ucundan girerek pistonu iter. Bu ilerleme hareketi pistona bağlı krank-biyel mekanizması yardımıyla dönme hareketine çevrilir. Bir pompada piston elle veya bir makine ile hareket ettirilerek su veya sıvıların hareket ettirilmesinde veya yükseğe basılmasında kullanılır. Bir kompresörde makine veya motor pistonu çalıştırarak silindir içindeki hava veya diğer gazların daha yüksek bir basınçta sıkıştırılmasını sağlar.
Çalışma şartları göz önüne alındığında ,düşük ağırlık , yüksek dayanım, iyi ısı iletkenliği , düşük ısı genleşmesi , iyi hareket özelliği , aşınmaya karşı yüksek oranda dayanıklılık istendiğinden aranan özelliklerin bir kısmı alümünyum-silisyum alaşımı ile yerine getirilir. Alümünyumun avantajları olan düşük ağırlık, iyi ısı iletkenliği ve korozyona karşı dayanıklılığı ve silisyumun avantajları olan dayanım ve aşınmaya karşı direnç ile artırılır.
Dört zamanlı benzinli motor pistonları için %12 silisyum içeren Alüminyum - Silisyum alaşımı kullanılır.En çok kullanılan alaşım ise AlSi12CuNi'dir.
- Yapısı
Piston, yapı itibariyle gövde, sızdırmazlığı sağlayan segmanlar ve biyel ile bağlantıyı sağlayan mafsaldan meydana gelir. Gövde ve segmanlar, patlamalı motorlarda yüksek sıcaklıklara dayanması için alaşımlı çelikten yapılır. Segmanlar makine ve akışkanın cinsine ve sıcaklığına göre kenevir, keçe, dökme demir, çelik, bronz, kösele ve kauçuktan yapılabilir. Hidrolik cihazlarda sızdırmazlığı sağlamak için kauçuk ve köseleden yapılan segmanlar kullanılır. Pistonlarda en önemli problem bunların gövde ve segmanlarının aşınmasıyla sızdırmazlıklarını kaybetmeleridir. Bu sebeple bilhassa yüksek basınçta çalışan motor pistonlarının silindirine sürtünen yüzeyleri iyice işlenip parlatılarak ısıl işlemle sertleştirilir
- Çeşitleri
Tek metal pistonlar Bi-metal pistonlar
- Çalışma şartları
Basınç ; Piston tabanı 40-60 bar dolayında yanma basıncı altında çalışmaktadır. Bu basınç zamanla pistonun ve piminin deforme olmasına neden olur
Sıcaklık ; Yanma odasında 2500 0C'ye kadar sıcaklık oluşur. Benzinli motor pistonunda motor tam yükte iken piston eteğinde 120 0C , piston başında yaklaşık 240 0C ve piston tabanı orta kısmında 280 0C'lik bir sıcaklık oluşur
Kütle kuvvetleri ; Pistonun her kursunda piston hızı sıfırdan maksimuma hızlanma ve tekrar sıfır hıza doğru yavaşlama gösterir. Bunun sonucunda motoru dikey yönde sallayan kütle kuvvetleri ve motoru ağırlık noktası etrafında döndermeye zorlayan kütle momentleri oluşur.Eğer bir kütle eşitlemesi olmazsa titreşim ve ses oluşur. Piston kütlesi ne kadar büyükse kütle momentleri de o kadar yüksek olur
Sürtünme ; Piston eteği ve piston sekman kanalları sürtünmeye maruz kalır. Biyel kolu eğik konumda iken etki eden yan kuvvetler piston eteğinde aşınmaya yol açar.Uygun olmayan yağlama durumunda metallerin temas etmesi ve aşırı aşındırması tehlikesi vardır.
Yaslanma ; Sıkıştırma sırasında , sağa döner motorlarda piston sağ silindir tarafında bulunur. Üst ölü nokta'da piston aniden sol tarafa bastırılır. İş zamanında ise piston tekrar sağ tarafa dayanır. Yüzey değişimleri sırasındapiston vuruntusu ortaya çıkar
- Parçaları
Piston başı ; Piston tabanı ile piston segmanı arasında kalan kısım
Segman bölgesi ; Hareket esnasında sızdırmazlığı sağlayan bölge
Piston eteği ; Silindir içinde piston hareketini üstlenir ve biyel kolu eğik pozisyona geldiğinde yanal kuvvetleri silindir duvarına aktarır.
