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Pistão

Pistão

Um pistão é um elemento formado por duas peças: um pistão que se move em um movimento retilíneo alternativo e uma luva ou guia para a qual se move. Este guia também é chamado de cilindro. Em princípio, o pistão tem uma forma cilíndrica e é geralmente feito de metal, embora possa ser de qualquer material.

O guia é na verdade uma cavidade que pode ser integrada em uma peça diferente. Faz parte do sistema pistão-manivela-manivela que serve para transformar movimentos retilíneos em rotativos e vice-versa.

Como definição de pistão, podemos dizer que um pistão faz parte de uma bomba ou do cilindro de um motor acionado por um fluido ou pela explosão de combustível: o pistão de um motor conectado à biela.

Nas máquinas em que o pistão tem uma forma cilíndrica ou oval, o pistão é frequentemente acoplado ao eixo de manivela com a biela. Muitas vezes, existem anéis de pistão ao redor do pistão. A função dos anéis do pistão é garantir que haja uma boa vedação entre a parede do cilindro e o pistão.

Função de pistão em um motor térmico

A função do pistão é absorver a energia térmica causada pela explosão do combustível e convertê-lo em energia cinética linear descendo. A velocidade e a potência com que o pistão viaja depende da resistência do motor e da intensidade da explosão. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, a energia convertida será sempre inferior à energia térmica da explosão.

Em um motor térmico de explosão de carro, o pistão é tradicionalmente chamado de cilindro. O cilindro, em um carro, é uma peça de aço cilíndrica. O movimento do pistão é devido ao fato de que o combustível é jogado periodicamente no final da camisa. Embora o combustível mais comum seja a gasolina nos motores Otto ou o diesel nos motores diesel, também existem motores que funcionam com gás e outros elementos.

Como resultado do movimento, um líquido ou gás é deslocado ou comprimido com bombas e compressores. Nos motores, o trabalho é feito no pistão com gases, que podem ser transferidos para outros componentes, como o virabrequim.

Operação de pistão em um motor térmico

No caso dos motores Otto, é necessária uma faísca causada por uma vela de ignição para operar. Nesse caso, eles também são chamados de motores de ignição comandada. A combinação dos três elementos causa uma explosão controlada que empurra o pistão, gerando um movimento. Este movimento será transmitido ao virabrequim. Os pistões estão localizados alternadamente ao virabrequim, de modo que aqueles que são empurrados para fora empurram os outros para dentro e, em seguida, aqueles que foram deixados mais para o fundo serão os que empurrarão os anteriores de volta para dentro.

No caso de motores a diesel, a operação é a mesma. A principal diferença entre eles é que a explosão do combustível não é causada por uma faísca, mas é feita aumentando a pressão.

O virabrequim é a parte de um motor que converte o movimento linear alternado do pistão em movimento circular.

Isso ocorre em mecanismos chamados de movimento alternativo ou, mais formalmente, alternativo. No final de cada pistão, além das entradas de ar e combustível, a saída de ar misto do produto de combustão e a vela de ignição possui ranhuras onde os segmentos de compressão e lubrificação são montados.

O lubrificante serve para diminuir a força de atrito do êmbolo dentro da luva. Na extremidade oposta, o pistão possui um orifício onde está alojado o parafuso que liga o pistão à biela.

Uma válvula de pistão é um mecanismo usado para controlar o movimento de um fluido ao longo de um tubo, graças ao movimento linear de um pistão dentro de um cilindro. É usado, entre outros, na maioria dos instrumentos de sopro de metal atuais.

Forma do pistão 

A verdadeira forma fria do pistão não é cilíndrica, pois a distribuição de massa e as temperaturas de operação são desiguais e isso leva a uma expansão desigual. Sua forma é mais ou menos cônica truncada na seção (de fato, o diâmetro máximo é geralmente cerca de 10 mm da borda inferior do manto) e oval no plano, onde o eixo inferior passa pelo pino e suas taxas de fluxo. A forma precisa de cada motor e aplicação é definida com simulações de computador e testes de desempenho, para que, na temperatura de operação, assuma a forma correta para garantir as menores oscilações no barril, a lubrificação correta, os menores atritos e o mais eficaz: vedar contra gases de combustão.

Além das formas clássicas, também existem pistões, geralmente para motores rotativos, em que a forma é completamente diferente, como no caso do motor Wankel, onde o pistão ou rotor possui uma forma trocoidal, mas também no caso de um motor clássico (com pistões alternados), onde estes, em vez da seção redonda usual, têm um perfil oval.

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Última revisão: 20 de fevereiro de 2020