Che cos'è esattamente un pistone?

Ecco uno schema di un freno a disco. Si noti che esiste un pistone (in rosso):

Questo è un pistone, più comunemente usato all'interno del motore a combustione interna:

Fonte immagine 1: http://sjam4uphysics.pbworks.com/w/page/38936885/Regenerative%20Braking Fonte immagine 2: https://www.emaze.com/@AOTOZWQZ/Piston,-Piston-Ring,-Cylinder

Questi due tipi di pistone sono chiaramente abbastanza simili da avere lo stesso nome ma abbastanza diversi da non essere intercambiabili tra loro.

Quali sono le proprietà caratteristiche di un pistone per definizione?

Qual è la differenza tra i due tipi di pistoni?

Quali sono le proprietà caratteristiche di un pistone per definizione?

In poche parole: un pistone chiude un foro.

Wikipedia dice:

È il componente mobile contenuto in un cilindro e reso a tenuta di gas dagli anelli del pistone.

(Nota: non sarei d'accordo nella valutazione della wiki solo per dire che è sigillato ermeticamente da anelli di tenuta . Non tutti i pistoni hanno anelli attaccati ad essi, come spiegherò.)

Nel tuo esempio, la somiglianza si ferma qui.

Qual è la differenza tra i due tipi di pistoni?

Realisticamente, un pistone può essere realizzato con qualsiasi materiale purché faccia il lavoro da svolgere. I pistoni utilizzati nei moderni motori a combustione interna sono probabilmente realizzati in fusione di alluminio ipereutettico (sovra saturazione del contenuto di silicio). Ciò è dovuto al loro peso leggero e al rapporto resistenza / peso. Per applicazioni più pesanti, è possibile utilizzare l'alluminio forgiato. L'alluminio forgiato è più resistente alla detonazione che potrebbe verificarsi ad alta pressione del cilindro. I pistoni ipereutettici sono soggetti a frantumi in condizioni di forte stress. I veicoli più vecchi potrebbero aver usato pistoni in ghisa, quando la raffinazione dell'alluminio era molto costosa.

Un pistone del freno, d'altra parte, può essere realizzato in plastica, alluminio o acciaio cromato. (La maggior parte che ho visto sono le ultime.) Ancora una volta, tutto ciò che fa è tappare un buco.

Un pistone del freno è liscio sul raggio esterno. È sigillato dall'interno della pinza per trattenere il liquido dei freni. La parte superiore del pistone della pinza del freno (il lato su cui agisce il liquido dei freni) è relativamente piatta. Questo per garantire che il liquido dei freni agisca sul pistone equamente su tutta la faccia.

In un pistone del motore sono ricavati degli anelli. Questi anelli per anelli offrono spazio per fasce elastiche che sigillano il cilindro quasi completamente, con due anelli di compressione per fornire la tenuta (alcune applicazioni per camion utilizzano tre anelli di tenuta). Sul fondo del pistone è presente un terzo anello che fornisce spazio per un gruppo di anelli di controllo dell'olio. Questo aiuta a rimuovere l'olio dalle pareti del cilindro, costringendolo a scendere nella parte inferiore della coppa dell'olio. La faccia del pistone del motore può essere di molte varietà diverse. Alcuni hanno rientranze per consentire alle valvole di essere posizionate (invece di colpire il pistone!). Possono essere presenti anche corone per una maggiore compressione e depressioni per una minore compressione.

Il compito di un pistone è essenzialmente quello di accoppiare la forza tra meccanismi e fluidi. Lo fa muovendosi dentro e fuori dalla camera del fluido (di solito cilindrica).

Nel motore durante la combustione i gas caldi applicano una forza al pistone che a sua volta applica una forza alle bielle che a sua volta applica una forza alla manovella. Durante altre corse del motore, il pistone agisce in senso inverso usando la forza dell'albero a gomiti per espellere i gas di scarico, aspirare aria nuova (e talvolta carburante) e comprimere l'aria (e talvolta carburante) pronta per la combustione.

Analogamente nella pinza del freno, il fluido idraulico preme sul pistone che a sua volta preme sulle pastiglie dei freni.

Il pistone nel motore a combustione è una parte di alta specifica progettata per condizioni difficili. Deve fornire il giusto rapporto di compressione, deve muoversi sempre ad alta velocità, cambiando continuamente direzione, deve mantenere un'ottima tenuta contro le pareti del cilindro. Anche i giunti tra pistone, biella e albero motore devono poter ruotare.

La pinza del freno è molto meno impegnativa. Il pistone ha a che fare solo con olio idralico, non con gas caldi e si sposta di rado a breve distanza.