Piston और Piston Rings Design क्या है? | IC Engine Piston Design in Hindi

Internal Combustion (IC) Engine का piston engine cylinder में सबसे महत्वपूर्ण component होता है। यह fuel-air mixture के combustion से बने gases के pressure को crankshaft तक पहुँचाता है। Piston rings cylinder wall और piston के बीच sealing, heat transfer और lubrication का काम करते हैं।

Piston Design में मुख्य Considerations

• Maximum gas pressure और thermal load का calculation
• Material selection और weight optimization
• Piston head thickness और crown design
• Piston rings की सही dimensions और number
• Heat dissipation और lubrication system
• Piston pin, skirt और grooves का design

Piston Head Thickness Calculation

Piston head की thickness (t_h) calculate करने का formula:

t_h = D × √(3P / 16σ_t)

• t_h = Piston head thickness (m)
• D = Cylinder bore diameter (m)
• P = Maximum gas pressure (N/m²)
• σ_t = Allowable tensile stress (N/m²)

Piston Rings Design

Piston rings का design sealing efficiency, heat transfer और oil control के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

1. Number of Piston Rings

IC engines में सामान्यत: 2 से 4 piston rings होते हैं:

• Compression rings: High pressure seal करते हैं।
• Oil control rings: Cylinder wall पर lubrication maintain करते हैं।

2. Piston Ring Thickness

Piston ring thickness (t_r) का calculation:

t_r = 0.07 × D

जहाँ D = Cylinder bore diameter (m)

Piston Pin (Gudgeon Pin) Design

Piston pin piston को connecting rod से जोड़ता है। इसका diameter calculate करने के लिए formula:

d_p = 0.3 × D + 5 mm

जहाँ D = Cylinder bore diameter

Piston Skirt और Side Thrust

Piston skirt side thrust resist करता है और smooth motion सुनिश्चित करता है। Skirt length (L_s) का formula:

L_s = (0.6 से 0.8) × D

Piston Material Selection

• Aluminum Alloy: Lightweight और good heat conductivity के लिए।
• Cast Iron: High strength और wear resistance के लिए।
• Forged Steel: High-performance और heavy-duty engines के लिए।
• Composite Coatings: Friction और thermal resistance बढ़ाने के लिए।

Piston Design Steps

1. Required power और cylinder bore decide करें।
2. Piston head thickness (t_h) calculate करें।
3. Piston ring thickness और number finalize करें।
4. Piston pin और skirt dimensions calculate करें।
5. Material selection और thermal design verify करें।
6. Safety factor apply करके final design dimensions तय करें।

निष्कर्ष

IC engine piston और piston rings का सही design engine की efficiency, performance और durability के लिए बहुत जरूरी है। Accurate calculation और material selection से friction, wear और heat dissipation बेहतर किया जा सकता है।