¿Qué es exactamente un pistón?

Aquí hay un diagrama de un freno de disco. Observe que hay un pistón (en rojo):

Este es un pistón, más comúnmente utilizado dentro del motor de combustión interna:

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

Estos dos tipos de pistón son claramente lo suficientemente similares como para tener el mismo nombre pero lo suficientemente diferentes como para no ser intercambiables entre sí.

¿Cuáles son las propiedades características de un pistón por definición?

¿Cuál es la diferencia entre los dos tipos de pistones?

¿Cuáles son las propiedades características de un pistón por definición?

En pocas palabras: un pistón tapa un agujero.

Wikipedia dice:

Es el componente móvil que está contenido por un cilindro y se hace hermético a los gases mediante anillos de pistón.

(Nota: no estaría de acuerdo en la evaluación wiki solo para decir que está sellado herméticamente mediante anillos de sellado . No todos los pistones tienen anillos unidos, como explicaré).

En su ejemplo, la similitud se detiene allí.

¿Cuál es la diferencia entre los dos tipos de pistones?

Siendo realistas, un pistón puede estar hecho de cualquier material siempre y cuando haga el trabajo a mano. Los pistones utilizados en los motores modernos de combustión interna probablemente estén hechos de aluminio fundido hipereutéctico (sobre saturación de silicio). Esto se debe a su peso ligero y su relación resistencia / peso. Para aplicaciones más pesadas, se puede utilizar aluminio forjado. El aluminio forjado es más resistente a la detonación que puede ocurrir bajo una alta presión del cilindro. Los pistones hipereutécticos son propensos a romperse bajo un alto estrés. Los vehículos más antiguos pueden haber usado pistones de hierro fundido, cuando el refinado de aluminio era muy costoso.

Un pistón de freno, por otro lado, puede estar hecho de plástico, aluminio o acero cromado. (Lo más que he visto es lo último). De nuevo, todo lo que hace es tapar un agujero.

Un pistón de freno es liso en el radio exterior. Está sellado desde el interior de la pinza para retener el líquido de frenos. La parte superior del pistón de la pinza de freno (el lado sobre el que actúa el líquido de frenos) es relativamente plana. Esto es para asegurar que el líquido de frenos esté actuando sobre el pistón por igual en toda la cara.

Un pistón del motor tiene aristas mecanizadas en ellas. Estas ranuras de anillo proporcionan espacio para anillos de pistón que sella el cilindro casi completamente apretado, con dos anillos de compresión para proporcionar el sellado (algunas aplicaciones de camiones usan tres anillos de sellado). Hay un tercer anillo en el fondo del pistón que proporciona espacio para un juego de anillos de control de aceite. Esto ayuda a raspar el aceite de las paredes del cilindro, forzándolo de nuevo a la parte inferior del cárter de aceite. La cara del pistón del motor puede ser de muchas variedades diferentes. Algunos tienen hendiduras para permitir que las válvulas tengan un lugar (¡en lugar de golpear el pistón!). También puede haber coronas para mayor compresión y depresiones para menor compresión.

El trabajo de un pistón es esencialmente acoplar la fuerza entre mecanismos y fluidos. Lo hace moviéndose dentro y fuera de la cámara de fluido (generalmente cilíndrica).

En el motor durante la combustión, los gases calientes aplican una fuerza al pistón que a su vez aplica una fuerza a las bielas, que a su vez aplica una fuerza a la manivela. Durante otras carreras del motor, el pistón opera al revés utilizando la fuerza del cigüeñal para expulsar los gases de escape, extraer aire nuevo (y a veces combustible) y comprimir el aire (y a veces combustible) listo para la combustión.

De manera similar en la pinza de freno, el fluido hidráulico presiona el pistón, que a su vez presiona las pastillas de freno.

El pistón en el motor de combustión es una pieza de alta especificación diseñada para condiciones exigentes. Debe proporcionar la relación de compresión adecuada, debe moverse a alta velocidad todo el tiempo, cambiando de dirección repetidamente, debe mantener un muy buen sellado contra las paredes del cilindro. Los acoplamientos entre el pistón, la biela y el cigüeñal también deben poder girar.

La pinza de freno es mucho menos exigente. El pistón solo trata con aceite hidráulico, no con gases calientes y solo se mueve una corta distancia con poca frecuencia.