Piston

 

Eldeki bilgilere göre M.Ö. 200 veya M.S. 200 sıralarında piston, Bizanslı Phito, Aleksandrialı Ctesibius ve Hero tarafından tasarlanmıştır. Fakat genel olarak kullanılması verimli madenlerden su tahliyesi için kullanıldığı 1550 yılına kadar gerçekleşmedi. 1712 senesinde Thomas Newcomen, pistonu ilk defa buhar makinesinde kullandı. Pistonlu motorlar Nikolaus Otto tarafından 1886 yılında icat edilmiştir. Bugün pistonun, motor silindirlerinde ve pistonlu pompalarda geniş bir kullanma sahası bulunmaktadır.

Bir otomobil motorunda yakıt-hava karışımı silindir içinde ateşlendiğinde genişleyen gazlar pistonu aşağıya iterek piston koluna (biyel) bağlı olan krank milini döndürür. Yanma enerjisinin mekanik enerjiye çevrilmesini sağlar. Bir buhar makinesinde, 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. Böylece filtreleme görevi de yapar.

Piston, yapı itibarıyla gövde, sızdırmazlığı sağlayan segmanlar ve biyel ile bağlantıyı sağlayan mafsaldan meydana gelir. Gövde ve segmanlar, patlamalı motorlarda yüksek sıcaklıklara dayanması için uzun ömürlü 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.Pistonlar motor bloğu içerisinde ya blok içinde ya da blok içerisindeki silindir gömleği içinde bulunurlar. Motor çalışırken sıcaklığın yükselmesinden dolayı pistonda mekanik aşınmalar meydana gelmektedir. Bu aşınmaların bertaraf edilmesi için pistona oval bir form verilmiştir. Bu oval form pistondan pistona değişmektedir. Oval form piston pim deliklerinin bulunduğu hizada birkaç mikron kadar daha küçük değerdedir (1 mikron 1 milimetrenin 1000'de 1', kadardır). Bu oval form aşınmaları en aza indirirek motorun ömrünü yükseltir. Oval formu vermek için çok hasas CNC tezgâhlar kullanılır. Pistonların kafa diye tabir edilen yakıtın püskürtüldüğü yerde sıcaklık etek diye tabir edilen krank miline yakın tarafa göre daha sıcaktır ve bu farkın motor çalışırken performansı etkilememesi için, üretimde pistonun kafa tarafı etek tarafına göre daha küçük çapta işlenir.Piston ölçülendirilmesi açısından çok büyük yatırımlar ve mühendislik isteyen bir motor parçasıdır.