به گزارش مجله ماشین، پیستون‌ها از مهم‌ترین اجزای هر موتور احتراقی هستند و وظیفه تبدیل انرژی ناشی از احتراق را به حرکت چرخشی بر عهده دارند. هرچند امروزه اغلب پیستون‌ها از آلومینیوم ساخته می‌شوند، اما در برخی کاربردهای خاص همچنان از پیستون‌های چدنی نیز استفاده می‌شود. هر یک از این دو جنس مزایا و محدودیت‌های مخصوص خود را دارند و انتخاب میان آن‌ها به نوع موتور و شرایط کاری بستگی دارد.

مزایا و معایب پیستون آلومینیومی و چدنی

آلومینیوم به دلیل وزن کمتر، انتخاب اصلی در موتورهای بنزینی و خودروهای سواری است. وزن پایین به بهبود شتاب، مصرف سوخت و عملکرد کلی کمک می‌کند. به همین دلیل، در موتورهای پرفورمنس چهارسیلندر امروزی (مانند پیشرانه معروف AMG M139 مرسدس) از پیستون‌های فورج آلومینیومی استفاده می‌شود.
آلومینیوم همچنین رسانایی حرارتی بالایی دارد و می‌تواند گرمای بیش از ۶۰۰ درجه فارنهایت داخل موتورهای بنزینی را به خوبی منتقل و دفع کند.

در مقابل، پیستون‌های چدنی بسیار مقاوم، بادوام و مناسب برای کار در فشارهای فوق‌العاده بالا هستند؛ فشارهایی که معمولاً در موتورهای دیزلی سنگین یا ژنراتورها دیده می‌شود. موتورهای دیزل برای احتراق از تراکم بالا و دمای بسیار زیاد استفاده می‌کنند و در این شرایط، آلومینیوم به دلیل انبساط حرارتی زیاد می‌تواند دچار تغییر شکل شود. چدن در برابر گرما پایدارتر است و برای کار مداوم و طولانی‌مدت تحت بار سنگین، گزینه مطمئن‌تری محسوب می‌شود.

نوع ساخت پیستون‌های آلومینیومی

پیستون‌های آلومینیومی به دو روش اصلی تولید می‌شوند: ریخته‌گری و فورج.

• پیستون ریخته‌گری (Cast)
  این نوع با ریختن آلومینیوم مذاب داخل قالب ساخته می‌شود. تولید ساده‌تری دارد و برای موتورهای معمولی مناسب است، اما مقاومت و دوام آن در سطح پیستون‌های چدنی نیست؛ بنابراین برای موتورهای دیزلی بزرگ یا کار در فشارهای بسیار بالا مناسب نیست.

• پیستون فورج (Forged)
  در این روش، یک قطعه آلومینیوم تحت حرارت و فشار شدید به شکل پیستون در می‌آید. این فرآیند باعث یک‌دست شدن ساختار فلز و افزایش چشمگیر مقاومت می‌شود. پیستون‌های فورج تحمل دور و فشار بالا را دارند و در موتورهای مسابقه‌ای — حتی فرمول یک — مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  با این حال، حتی پیستون فورج نیز جایگزین کاملی برای چدن در موتورهای دیزلی سنگین و صنعتی نیست، زیرا همچنان در معرض انبساط حرارتی قرار دارد.

نتیجه‌گیری

• پیستون آلومینیومی: بهترین انتخاب برای خودروهای سواری، موتورهای بنزینی و مدل‌های پرفورمنس به دلیل وزن کم، دفع حرارت عالی و واکنش سریع.

• پیستون چدنی: مناسب کاربردهای سنگین، موتورهای دیزل صنعتی، ماشین‌آلات و ژنراتورها؛ جایی که دوام، استحکام و تحمل فشار بالا اهمیت بیشتری دارد.

در نهایت، هیچ‌کدام «بهتر» یا «بدتر» نیستند. انتخاب صحیح کاملاً به نوع موتور و شرایط عملکردی آن بستگی دارد.

برچسب ها: پیشرانهفنی