Da quali metalli vengono prodotti i pistoni del motore?

Tutti i moderni pistoni motore sono realizzati in lega di alluminio. La lega si comporta in modo leggermente diverso in base all'uso del pistone, quindi è importante comprendere il processo di fabbricazione. Fino agli anni '70, il tema dei pistoni fucinati o contraffatti era spesso un argomento dibattuto; da allora, i progressi tecnologici hanno reso il dibattito tutt'altro che ridondante per il guidatore quotidiano.

Evoluzione del materiale del pistone

Nei motori a combustione interna originali, l'acciaio veniva utilizzato per produrre pistoni. La lega di alluminio ha assunto molto presto. I primi pistoni in alluminio erano soggetti a notevoli dilatazioni e contrazioni a causa del calore operativo, e il design si era evoluto in modo tale che gli anelli di acciaio, chiamati puntoni, fossero modellati nelle pareti per ridurre il problema. Questo tipo di pistone era comune fino agli anni '60, quando l'introduzione del silicio nella lega si fece rigida. La maggior parte dei pistoni moderni sono realizzati con circa il 25 percento di silicone. La prima lega di alluminio-silicone era rinomata per la sua fragilità; la caduta accidentale di uno dall'altezza del banco di solito portava a una crepa che era al massimo costosa e nel peggiore dei casi impossibile da riparare. L'aggiunta di nichel alla lega riduce la fragilità, ma aumenta la relazione peso-massa.

Piston Design

I pistoni hanno nove parti e sezioni. La cima del pistone correttamente è chiamata la corona; al di sotto di questo sono le scanalature dell'anello in cui sono montati i segmenti del pistone. Le aree rialzate tra le scanalature dell'anello sono chiamate terre. Sotto il gruppo dell'anello c'è il foro dello spinotto. Lo spinotto - chiamato "perno da polso" nell'industria parla - passa attraverso questo foro e passa attraverso la biella. Attorno allo spinotto sono i capicorda che sostengono le estremità. Il fondo del pistone è chiamato la gonna.

Pistoni in ghisa

Il pistone in fusione è stampato da una lega di alluminio fuso, che viene aspirato in stampi di acciaio; è necessaria solo una lavorazione minima per finire il pistone risultante. Il processo si chiama "gravità pressofusione". La forma e lo spessore della parete sono completamente controllati, ma il processo è costoso.

Pistoni forgiati

Il pistone forgiato viene realizzato prima posizionando un lingotto di lega di alluminio riscaldato in uno stampo femminile; dopo di ciò, un pistone maschio viene forzato nello stampo per stampare il metallo in un bianco del pistone. Lo sbozzato quindi subisce molte operazioni di lavorazione; un singolo set di forgiatura produce in genere un grezzo che può essere lavorato in numerose dimensioni di pistone per adattarsi a un'ampia varietà di veicoli.

Confronti

La fusione è il metodo originale di fabbricazione del pistone; la forgiatura è arrivata più tardi come alternativa. Il processo di fucinatura comprime le molecole della lega sulla corona, rendendo il metallo più denso e, quindi, più capace di resistere agli estremi della temperatura. Questo è un vantaggio sostanziale perché la corona è esposta a più calore di qualsiasi altra parte del motore eccetto la candela.

Applicazioni pratiche

I pistoni in ghisa sono realizzati in stampi di forma complessa che determinano le loro forme sia all'interno che all'esterno e fuori; ciò consente uno spessore della parete uniforme e costante che mantiene la massa del pistone al minimo. Il processo di installazione degli stampi è costoso, quindi i pistoni di fusione sono tipicamente realizzati solo per più applicazioni e per soddisfare i massicci requisiti di produzione. I pistoni forgiati hanno una forma interna relativamente grezza dopo essere stati timbrati, determinati solo dal pistone che viene spinto nel lingotto e quindi retratto. Ciò significa normalmente una notevole rotazione e la finitura manuale è necessaria. Tolleranze molto più strette vengono raggiunte attraverso questo metodo. Per questi motivi, i pistoni delle prestazioni sono quasi sempre forgiati, mentre i pistoni delle specifiche OEM sono colati.