Piston merupakan komponen yang terdapat pada sebagian besar mesin seperti mesin reciprocating, pompa reciprocating, kompresor gas, silinder hidrolik dan silinder pneumatik dan beberapa mesin dengan mekanisme serupa lainnya.
Piston merupakan komponen bergerak yang dikandung oleh silinder dan umumnya dibuat kedap gas oleh cincin piston. Dalam mesin, tujuan dari piston adalah untuk mentransfer gaya dari gas yang mengembang di dalam silinder ke poros trunk melalui batang piston dan/atau batang penghubung.
Dalam pompa, fungsinya dibalik dan gaya dipindahkan dari poros trunk menuju ke piston untuk tujuan mengompresi atau mengeluarkan cairan di dalam silinder. Di beberapa mesin, piston juga dapat bertindak sebagai katup dengan menutup dan membuka port di dalam silinder.
Piston umumnya dicetak atau ditempa dari paduan aluminium. Untuk kekuatan dan umur kelelahan yang lebih baik, beberapa piston umumnya ditempa.
Umumnya, piston dirancang dengan tingkat ovalitas dan profil lancip tertentu, yang berarti piston tidak bulat sempurna, dan diameternya lebih besar di dekat bagian bawah skirt daripada di mahkota.
Jenis piston ada banyak jika diklasifikasikan berdasarkan sifatnya, seperti pada artikel ini, piston yang diklasifikasikan adalah berasal dari mesin pembakaran dalam:
1. Trunk Piston (Piston Batang)
Trunk Piston, atau dalam bahasa Indonesia piston batang, adalah piston yang berukuran relatif panjang terhadap diameternya. Piston ini umumnya berada pada satu kesatuan dengan silinder crosshead.
Batang penghubung pada piston ini umumnya dimiringkan untuk pergerakannya yang lebih banyak, maka terdapat gaya samping yang bereaksi antara sisi piston dan dinding silinder.
Piston batang merupakan desain piston yang pertama kali dikemukakan dalam mesin pembakaran internal reciprocating. Piston ini dalam aplikasinya banyak terdapat pada mesin bensin dan mesin diesel, namun sekarang sudah jarang ditemukan.
Salah satu karakteristik yang dimiliki oleh piston batang adalah piston ini memiliki tambahan alur untuk cincin oli di bawah pin gudgeon, selain dari cincin yang terletak antara pin gudgeon dan mahkota.
Piston ini umumnya didesain terpisah dengan silinder crosshead dan sebagai gantinya pin gudgeon langsung ditempatkan dalam piston.
2. Piston Deflektor
Piston deflector adalah piston yang digunakan di dalam mesin dua strokes dan memiliki kompresi bak mesin. Kompresi bak mesin tersebut menyebabkan piston memiliki aliran gas di dalam silinder yang harus diarahkan dengan hati-hati untuk memberikan pembersihan yang efisien.
Piston deflektor memiliki sistem cross scavenging, dimana port transfer (lubang yang memungkinkan zat untuk masuk ke dalam silinder) dan port buang berada di sisi dinding silinder yang berhadapan langsung.
Dalam piston deflektor, terdapat mekanisme tulang rusuk sederhana yang menyebabkan mahkota berkembang menjadi tonjolan asimetris besar, umumnya disertai dengan permukaan yang curam pada sisi saluran masuk dan lekukan halus pada knalpot.
Mekanisme ini memungkinkan piston mencegah pencampuran yang terjadi akibat zat masuk dari satu port ke port lainnya. Hal tersebut dimaksudkan untuk membelokkan campuran masuk ke bagian atas dari piston (di sekitar ruang bakar).
Namun, pada piston deflektor, sistem cross scavenging tidak seefektif yang diharapkan. Sebagian mesin saat ini lebih mengandalkan sistem porting schnoodle yang menempatkan sepasang port transfer di sisi silinder dan mendorong aliran gas berpurat di sekitar sumbu vertikal, bukan sumbu horizontal.
3. Crosshead Pistons
Piston crosshead adalah piston yang umumnya digunakan untuk mesin diesel kecepatan lambat dan memerlukan dukungan tambahan untuk gaya samping.
Piston ini memiliki batang piston yang besar dan memanjang ke bawah, serta memiliki piston kedua yang berdiameter lebih kecil.
Piston besar bertanggung jawab untuk penyegelan gas dan membawa cincin piston, sedangkan piston kecil berguna sebagai pemandu trunk.
Pada piston crosshead, minyak pelumas tidak terkena panas pembakaran, sehingga terhindar dari kontaminasi oleh partikel hasil pembakaran, tidak mudah rusak karena panas, dan dapat menggunakan minyak yang lebih ringan dan kurang kental.
Hal ini merupakan kelebihan utama piston crosshead jika dibandingkan dengan jenis piston lainnya.
Piston crosshead tidak digunakan untuk mesin berkecepatan tinggi karena gesekan kedua piston pada piston crosshead setengah kali lebih kecil dibandingkan piston trunk.
4. Racing Piston
Piston racing adalah piston yang umumnya digunakan dalam mesin mobil balap. Kekuatan dan kekakuan piston racing biasanya jauh lebih tinggi dibandingkan mesin mobil penumpang, sementara bobotnya jauh lebih sedikit dengan tujuan untuk mencapai RPM mesin tinggi yang diperlukan dalam mobil balap.
5. Slipper Piston
Piston slipper adalah piston yang umumnya digunakan untuk mesin bensin, dimana ukurannya kecil dan cenderung ringan.
Piston ini umumnya bisa direduksi lagi menjadi mahkota piston (penopang untuk cincin piston) dan dan hanya menyisakan skirt piston yang tersisa untuk menghentikan goyangan piston dalam lubang.
Tujuan dari reduksi tersebut tidak lain adalah untuk mengurangi massa bolak-balik, dan membuat piston tersebut lebih mudah untuk menyeimbangkan mesin serta memungkinkan piston ini bergerak pada kecepatan yang tinggi.
Dalam dunia balap, slipper piston dapat dikonfigurasi untuk menghasilkan gerakan yang sangat ringan sambil mempertahankan kekakuan dan kekuatan dari full skirt.
Pada piston slipper, pengurangan inersia dilakukan dengan tujuan untuk memungkinkan peningkatan efisiensi mekanis dari mesin atau gaya yang diperlukan untuk mempercepat dan memperlambat bagian bolak-balik sehingga menyebabkan lebih banyak gesekan piston dengan dinding silinder dibanding tekanan fluida pada kepala piston.