पिस्टन

एक पिस्टन अन्य समान तंत्रों के बीच, प्रत्यागामी इंजनों, प्रत्यागामी पंपों, गैस कंप्रेसर, हाइड्रोलिक सिलेंडरों और वायवीय सिलेंडरों का एक घटक है। यह गतिमान घटक है जो एक सिलेंडर (इंजन) द्वारा समाहित होता है और पिस्टन के छल्ले द्वारा गैस-तंग बनाया जाता है। एक इंजन में, इसका उद्देश्य पिस्टन रॉड और कनेक्टिंग छड़ के माध्यम से सिलेंडर में विस्तारित गैस से क्रैंकशाफ्ट तक बल स्थानांतरित करना है। एक पंप में, फ़ंक्शन उलटा होता है और सिलेंडर में तरल पदार्थ को संपीड़ित करने या बाहर निकालने के उद्देश्य से क्रैंकशाफ्ट से पिस्टन तक बल स्थानांतरित किया जाता है।  कुछ इंजनों में, पिस्टन सिलेंडर में पोर्टिंग (इंजन) टू-स्ट्रोक (बंदरगाहों) को ढंकने और खोलने के द्वारा वाल्व के रूप में भी कार्य करता है।

आंतरिक दहन इंजन
एक आंतरिक दहन पिस्टन इंजन पर सिलेंडर के शीर्ष पर दहन कक्ष स्थान में विस्तारित दहन गैसों के दबाव से कार्य किया जाता है। यह बल तब कनेक्टिंग रॉड और क्रैंकशाफ्ट पर नीचे की ओर कार्य करता है। कनेक्टिंग रॉड पिस्टन से एक स्विवेलिंग गुडीन पिन (यूएस: रिस्ट पिन) से जुड़ी होती है। यह पिन पिस्टन के भीतर लगाया जाता है: भाप इंजन के विपरीत, कोई पिस्टन रॉड या क्रॉसहेड नहीं होता है (बड़े दो स्ट्रोक इंजनों को छोड़कर)।

विशिष्ट पिस्टन रचना चित्र द्वारा दर्शाई गयी है । इस प्रकार के पिस्टन का व्यापक रूप से कार डीजल इंजनों में उपयोग किया जाता है। उद्देश्य के अनुसार, सुपरचार्जिंग स्तर और इंजनों की कार्य स्थितियों के आकार और अनुपात को बदला जा सकता है।

हाई-पावर डीजल इंजन कठिन परिस्थितियों में काम करते हैं। दहन कक्ष में अधिकतम दबाव 20 एमपीए तक पहुंच सकता है और कुछ पिस्टन सतहों का अधिकतम तापमान 450 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। एक विशेष कूलिंग कैविटी बनाकर पिस्टन कूलिंग में सुधार करना संभव है। सुई लगानेवाला तेल आपूर्ति चैनल «B» के माध्यम से तेल के साथ इस शीतलन गुहा «A» की आपूर्ति करता है। बेहतर तापमान में कमी के लिए निर्माण की सावधानीपूर्वक गणना और विश्लेषण किया जाना चाहिए। कूलिंग कैविटी में तेल का प्रवाह इंजेक्टर के माध्यम से तेल के प्रवाह के 80% से कम नहीं होना चाहिए। पिन स्वयं कठोर स्टील का होता है और पिस्टन में तय होता है, लेकिन कनेक्टिंग रॉड में जाने के लिए स्वतंत्र होता है। कुछ डिज़ाइन 'पूरी तरह फ़्लोटिंग' डिज़ाइन का उपयोग करते हैं जो दोनों घटकों में ढीली होती है। सभी पिनों को किनारे की ओर जाने से रोका जाना चाहिए और पिन के सिरों को सिलेंडर की दीवार में खोदना चाहिए, सामान्यतः सर्किलों द्वारा।

पिस्टन के छल्ले के उपयोग से गैस सीलिंग प्राप्त की जाती है। ये कई संकरे लोहे के छल्ले हैं, जो ताज के ठीक नीचे पिस्टन में खांचे में ढीले-ढाले लगे होते हैं। छल्ले रिम में एक बिंदु पर विभाजित होते हैं, जिससे उन्हें हल्के वसंत दबाव के साथ सिलेंडर के खिलाफ दबाया जा सकता है। दो प्रकार की अंगूठी का उपयोग किया जाता है: ऊपरी छल्ले में ठोस चेहरे होते हैं और गैस सीलिंग प्रदान करते हैं; तेल स्क्रेपर्स के रूप में कार्य करने के लिए निचले छल्ले में संकीर्ण किनारों और एक U-आकार की प्रोफ़ाइल होती है। पिस्टन के छल्ले से जुड़ी कई मालिकाना और विस्तृत डिज़ाइन सुविधाएँ हैं।

पिस्टन सामान्यतः ढलाई (धातु कार्य) या एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से लोहारी होते हैं। बेहतर शक्ति और थकान वाले जीवन के लिए, कुछ रेसिंग पिस्टन बनाए जा सकते हैं I बिलेट पिस्टन का उपयोग रेसिंग इंजनों में भी किया जाता है क्योंकि वे उपलब्ध फोर्जिंग के आकार और वास्तुकला पर भरोसा नहीं करते हैं, जिससे अंतिम-मिनट के डिज़ाइन में परिवर्तन की अनुमति मिलती है। चूँकि सामान्यतः नग्न आंखों से दिखाई नहीं देते, पिस्टन स्वयं एक निश्चित स्तर के अंडाकार और प्रोफाइल टेपर के साथ डिजाइन किए गए हैं, जिसका अर्थ है कि वे पूरी तरह से गोल नहीं हैं, और उनका व्यास मुकुट की तुलना में स्कर्ट के नीचे के पास बड़ा है। प्रारम्भ में पिस्टन ढलवाँ लोहे के होते थे, लेकिन इंजन संतुलन के लिए स्पष्ट लाभ थे यदि एक हल्का मिश्रधातु का उपयोग किया जा सकता था। पिस्टन का उत्पादन करने के लिए जो इंजन के दहन तापमान में जीवित रह सके, विशेष रूप से पिस्टन के रूप में उपयोग के लिए वाई मिश्र धातु और हिडुमिनियम जैसे नए मिश्र धातुओं को विकसित करना आवश्यक था।

कुछ शुरुआती गैस से चलनेवाला इंजन डबल-अभिनय सिलेंडर थे, लेकिन प्रभावी रूप से सभी आंतरिक दहन इंजन पिस्टन एकल-अभिनय सिलेंडर हैं। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, अमेरिकी पनडुब्बी यूएसएस पोम्पानो (एसएस-181) कुख्यात अविश्वसनीय हूवेन-ओवेन्स-रेंटस्लर H.O.R. के एक प्रोटोटाइप के साथ फिट किया गया था। डबल-एक्टिंग टू-स्ट्रोक डीजल इंजन। जबकि कॉम्पैक्ट, एक तंग पनडुब्बी में उपयोग के लिए, इंजन के इस डिजाइन को दोहराया नहीं गया था।

ट्रंक पिस्टन
ट्रंक पिस्टन उनके व्यास के सापेक्ष लंबे होते हैं। वे पिस्टन और बेलनाकार क्रॉसहेड दोनों के रूप में कार्य करते हैं। चूँकि कनेक्टिंग रॉड अपने अधिकांश घुमाव के लिए कोण पर होती है, इसलिए एक पार्श्व बल भी होता है जो पिस्टन के किनारे पर सिलेंडर की दीवार के विरुद्ध प्रतिक्रिया करता है। एक लंबा पिस्टन इसका समर्थन करने में मदद करता है।

प्रत्यागामी आंतरिक दहन इंजन के शुरुआती दिनों से ट्रंक पिस्टन पिस्टन का एक सामान्य रचना रहा है। उनका उपयोग पेट्रोल और डीजल दोनों इंजनों के लिए किया जाता था, चूँकि उच्च गति वाले इंजनों ने अब हल्के वजन वाले स्लिपर पिस्टन को अपनाया है।

विशेष रूप से डीजल इंजनों के लिए अधिकांश ट्रंक पिस्टन की एक विशेषता यह है कि गजन पिन और ताज के बीच के छल्ले के अलावा, गुडीन पिन के नीचे एक तेल की अंगूठी के लिए नाली होती है।

'ट्रंक पिस्टन' नाम 'ट्रंक इंजन' से लिया गया है, जो समुद्री भाप इंजन का एक प्रारंभिक रचना है। इन्हें और अधिक कॉम्पैक्ट बनाने के लिए, उन्होंने अलग-अलग क्रॉसहेड के साथ भाप इंजन की सामान्य पिस्टन रॉड से बचाव किया और इसके अतिरिक्त सीधे पिस्टन के भीतर गजन पिन लगाने के लिए पहले इंजन की रचना की गयी । जबकि ये ट्रंक इंजन पिस्टन ट्रंक पिस्टन से बहुत कम समानता रखते हैं; वे बेहद बड़े व्यास और दोहरे अभिनय वाले थे। उनका 'ट्रंक' पिस्टन के केंद्र में लगा एक संकीर्ण सिलेंडर था।

क्रॉसहेड पिस्टन
बड़े धीमी गति वाले डीजल इंजनों को पिस्टन पर साइड फोर्स के लिए अतिरिक्त समर्थन की आवश्यकता हो सकती है। ये इंजन आमतौर पर क्रॉसहेड पिस्टन का इस्तेमाल करते हैं। मुख्य पिस्टन में एक बड़ी पिस्टन रॉड होती है जो पिस्टन से नीचे की ओर फैली होती है जो प्रभावी रूप से एक दूसरे छोटे-व्यास वाले पिस्टन तक होती है। मुख्य पिस्टन गैस सीलिंग के लिए जिम्मेदार होता है और पिस्टन के छल्ले को वहन करता है। छोटा पिस्टन विशुद्ध रूप से एक यांत्रिक गाइड है। यह ट्रंक गाइड के रूप में एक छोटे से सिलेंडर के भीतर चलता है और गजन पिन भी ले जाता है।

ट्रंक पिस्टन पर क्रॉसहेड के स्नेहन के फायदे हैं क्योंकि इसका चिकनाई वाला तेल दहन की गर्मी के अधीन नहीं है: तेल दहन के कालिख कणों से दूषित नहीं होता है, यह गर्मी के कारण टूटता नहीं है और एक पतला, कम चिपचिपा तेल हो सकता है इस्तेमाल किया गया। ट्रंक पिस्टन के लिए पिस्टन और क्रॉसहेड दोनों का घर्षण केवल आधा हो सकता है। इन पिस्टन के अतिरिक्त वजन के कारण, इनका उपयोग हाई-स्पीड इंजन के लिए नहीं किया जाता है।

चप्पल पिस्टन
स्लिपर पिस्टन एक पेट्रोल इंजन के लिए एक पिस्टन है जिसे जितना संभव हो सके आकार और वजन में कम किया गया है। चरम मामले में, वे पिस्टन के मुकुट तक कम हो जाते हैं, पिस्टन के छल्ले के लिए समर्थन करते हैं, और दो जमीन छोड़ने के लिए बस पिस्टन स्कर्ट के लिए पर्याप्त है ताकि बोर में पिस्टन रॉकिंग को रोका जा सके। गजन पिन के चारों ओर पिस्टन स्कर्ट के किनारों को सिलेंडर की दीवार से दूर कर दिया जाता है। इसका उद्देश्य ज्यादातर पारस्परिक द्रव्यमान को कम करना है, जिससे इंजन को संतुलित करना आसान हो जाता है और इसलिए उच्च गति की अनुमति मिलती है। रेसिंग अनुप्रयोगों में, पूर्ण स्कर्ट की कठोरता और ताकत को बनाए रखते हुए स्लिपर पिस्टन स्कर्ट को बेहद हल्के वजन के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। घटी हुई जड़ता इंजन की यांत्रिक दक्षता में भी सुधार करती है: पारस्परिक भागों को तेज करने और कम करने के लिए आवश्यक बल पिस्टन सिर पर द्रव के दबाव की तुलना में सिलेंडर की दीवार के साथ अधिक पिस्टन घर्षण का कारण बनते हैं। एक माध्यमिक लाभ सिलेंडर की दीवार के साथ घर्षण में कुछ कमी हो सकती है, क्योंकि स्कर्ट का क्षेत्र, जो सिलेंडर में ऊपर और नीचे स्लाइड करता है, आधे से कम हो जाता है। हालांकि, अधिकांश घर्षण पिस्टन के छल्ले के कारण होता है, जो कि ऐसे हिस्से होते हैं जो वास्तव में बोर और रिस्ट पिन की बियरिंग सतहों में सबसे अधिक फिट होते हैं, और इस प्रकार लाभ कम हो जाता है।

झुकानेवाला पिस्टन
डिफ्लेक्टर पिस्टन का उपयोग क्रैंककेस संपीड़न के साथ दो-स्ट्रोक इंजनों में किया जाता है, जहां कुशल मैला ढोने (ऑटोमोटिव) प्रदान करने के लिए सिलेंडर के भीतर गैस प्रवाह को सावधानीपूर्वक निर्देशित किया जाना चाहिए। क्रॉस स्कैवेंजिंग के साथ, स्थानांतरण (सिलेंडर में प्रवेश) और निकास बंदरगाह सीधे सिलेंडर की दीवार के सामने की ओर होते हैं। आने वाले मिश्रण को सीधे एक पोर्ट से दूसरे पोर्ट पर जाने से रोकने के लिए, पिस्टन के क्राउन पर एक उभरी हुई पसली होती है। इसका उद्देश्य आने वाले मिश्रण को दहन कक्ष के चारों ओर ऊपर की ओर विक्षेपित करना है। बहुत प्रयास, और पिस्टन क्राउन के कई अलग-अलग डिज़ाइन, बेहतर मैला ढोने के विकास में चले गए। मुकुट एक साधारण रिब से एक बड़े असममित उभार तक विकसित होते हैं, आमतौर पर इनलेट की तरफ एक खड़ी चेहरा और निकास पर एक कोमल वक्र होता है। इसके बावजूद, क्रॉस स्कैवेंजिंग कभी भी उम्मीद के मुताबिक प्रभावी नहीं रही। अधिकांश इंजन आज इसके बजाय Schnuerle पोर्टिंग का उपयोग करते हैं। यह सिलेंडर के किनारों में ट्रांसफर पोर्ट की एक जोड़ी रखता है और क्षैतिज अक्ष के बजाय एक ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घूमने के लिए गैस प्रवाह को प्रोत्साहित करता है।

रेसिंग पिस्टन
रेसिंग इंजनों में, पिस्टन की ताकत और कठोरता आमतौर पर एक यात्री कार इंजन की तुलना में बहुत अधिक होती है, जबकि रेसिंग में आवश्यक उच्च इंजन RPM को प्राप्त करने के लिए वजन बहुत कम होता है।

हाइड्रोलिक सिलेंडर
हाइड्रोलिक सिलेंडर सिंगल- और डबल-अभिनय सिलेंडर दोनों हो सकते हैं | सिंगल-एक्टिंग या डबल एक्टिंग / डिफरेंशियल सिलेंडर | डबल-एक्टिंग। एक हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर पिस्टन के पीछे और/या आगे की गति को नियंत्रित करता है। गाइड रिंग्स पिस्टन और रॉड को निर्देशित करती हैं और रेडियल बलों को अवशोषित करती हैं जो सिलेंडर के लंबवत कार्य करती हैं और धातु के हिस्सों को फिसलने के बीच संपर्क को रोकती हैं।

भाप इंजन
स्टीम इंजन आमतौर पर डबल-एक्टिंग होते हैं (यानी भाप का दबाव पिस्टन के प्रत्येक तरफ वैकल्पिक रूप से कार्य करता है) और भाप का प्रवेश और रिलीज डी स्लाइड वाल्व, पिस्टन वाल्व या पॉपट वॉल्व द्वारा नियंत्रित होता है। नतीजतन, भाप इंजन पिस्टन लगभग हमेशा तुलनात्मक रूप से पतली डिस्क होते हैं: उनका व्यास उनकी मोटाई से कई गुना अधिक होता है। (एक अपवाद ट्रंक इंजन पिस्टन है, जिसका आकार आधुनिक आंतरिक-दहन इंजन की तरह अधिक है।) एक अन्य कारक यह है कि चूंकि लगभग सभी भाप इंजन ड्राइव रॉड पर बल का अनुवाद करने के लिए क्रॉसहेड का उपयोग करते हैं, इसलिए प्रयास करने के लिए कुछ पार्श्व बल कार्य कर रहे हैं। और पिस्टन को रॉक करें, इसलिए सिलेंडर के आकार का पिस्टन स्कर्ट आवश्यक नहीं है।

पंप्स
पिस्टन पंप का उपयोग तरल पदार्थ या संपीड़ित गैसों को स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है।

हवाई तोपें
बिना में दो विशेष प्रकार के पिस्टन का उपयोग किया जाता है: क्लोज टॉलरेंस पिस्टन और डबल पिस्टन। निकट सहिष्णुता में पिस्टन O-रिंग वाल्व के रूप में काम करते हैं, लेकिन डबल पिस्टन प्रकार में ओ-रिंग का उपयोग नहीं किया जाता है।

यह भी देखें

 * एअर गन
 * अग्नि पिस्टन
 * फल प्रेस
 * गैस-संचालित रीलोडिंग, गैस पिस्टन का उपयोग करना
 * हाइड्रोलिक सिलेंडर
 * पिस्टन गति समीकरण
 * आघात अवशोषक
 * स्लाइड सीटी
 * भाप लोकोमोटिव घटक
 * सिरिंज
 * Wankel इंजन, पिस्टन के बजाय रोटर के साथ एक आंतरिक दहन इंजन डिज़ाइन

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 * द्रव
 * पिस्टन रिंग
 * कच्चा लोहा
 * सफाई (ऑटोमोटिव)
 * सनकी इंजन
 * गैस से चलने वाला रीलोडिंग

बाहरी संबंध

 * Piston Engines Essay
 * How Stuff Works – Basic Engine Parts
 * Piston Motion Equations