Pistone e cilindro, in ingegneria meccanica, cilindro scorrevole con una testa chiusa (il pistone) che si muove reciprocamente in una camera cilindrica leggermente più grande (il cilindro) di o contro la pressione di un fluido, come in un motore o una pompa. Il cilindro di un motore a vapore (qv) è chiuso da piastre su entrambe le estremità, con l'asta del pistone, che è rigidamente fissata al pistone, per passare attraverso una delle piastre di copertura dell'estremità mediante un pressacavo e un premistoppa (giunto a tenuta di vapore).
motore a benzina: motori a pistoni e cilindri
La maggior parte dei motori a benzina sono del tipo a pistone e cilindro alternativi. I componenti essenziali del motore a pistoni e cilindri sono
Il cilindro di un motore a combustione interna è chiuso a un'estremità da una piastra chiamata testa e aperta all'altra estremità per consentire la libera oscillazione della biella, che unisce il pistone all'albero motore. La testata contiene le candele sui motori ad accensione comandata (benzina) e di solito l'ugello del carburante sui motori ad accensione spontanea (diesel); sulla maggior parte dei motori si trovano anche le valvole che controllano l'ammissione di miscele aria-combustibile e la fuoriuscita del combustibile bruciato.
Sulla maggior parte dei motori i cilindri sono fori finiti in modo uniforme nel componente strutturale principale del motore che è noto come il blocco, che è generalmente realizzato in ghisa o alluminio. Su alcuni motori i cilindri sono rivestiti con manicotti (camicie) che possono essere sostituiti quando si consumano. I blocchi di alluminio impiegano rivestimenti di ghisa centrifugati che vengono posizionati nello stampo durante la fusione dell'alluminio; queste fodere non sono sostituibili, ma possono essere rimborsate.
I pistoni sono generalmente dotati di fasce elastiche. Si tratta di anelli metallici circolari che si inseriscono nelle scanalature delle pareti del pistone e assicurano una perfetta aderenza del pistone all'interno del cilindro. Aiutano a fornire una tenuta per prevenire la fuoriuscita di gas compressi attorno al pistone e impedire all'olio lubrificante di entrare nella camera di combustione.
Una caratteristica importante di un motore a combustione interna è il suo rapporto di compressione, definito come il volume totale della camera di combustione con il pistone completamente esteso (volume massimo) diviso per il volume totale con il pistone completamente compresso (volume minimo). Il rapporto di compressione effettivo in pratica è leggermente inferiore. Rapporti di compressione più elevati di solito forniscono migliori prestazioni del motore, ma richiedono un carburante con migliori caratteristiche antiknock.
Strettamente associato al rapporto di compressione è una caratteristica nota come lo spostamento, ovvero la variazione di volume (misurata in pollici cubici o centimetri cubi) della camera di combustione che ha luogo mentre il pistone si sposta da un estremo all'altro. Lo spostamento è correlato alla potenza nominale di un motore.
