यह मान लेना आसान है कि पिस्टन स्कर्ट सिर्फ अतिरिक्त सामग्री है जो बोर के माध्यम से आगे बढ़ने पर पिस्टन को मार्गदर्शन करने के लिए छोड़ दी जाती है। लेकिन यह वास्तव में एक अधिक महत्वपूर्ण कार्य करता है, जो उन ताकतों का प्रबंधन करना है, जिन पर अगर ध्यान नहीं दिया गया, तो रिंग सील और स्थिरता पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ सकता है। दहन दबाव और रॉड कोण मिलकर पिस्टन को लगातार बग़ल में धकेलते हैं क्योंकि यह चार-स्ट्रोक चक्र के माध्यम से आगे बढ़ता है।
विशेष रूप से पावर स्ट्रोक के दौरान, पिस्टन को गैस के दबाव और यांत्रिक उत्तोलन द्वारा प्रमुख थ्रस्ट पक्ष पर सिलेंडर की दीवार में धकेल दिया जाता है। यह तब होता है जब भार अपने उच्चतम स्तर पर होता है। स्कर्ट की अनुपस्थिति में, एकमात्र शेष संपर्क बिंदु रिंग पैक होगा, और पिस्टन एक तरफ से दूसरी तरफ हिलेगा। इससे पिस्टन स्लैप हो जाएगा, जिसके बारे में आपको निश्चित रूप से चिंता करनी चाहिए, और सील भी लगभग कुछ ही समय में टूट जाएगी।
एक स्कर्ट जो करती है वह यह है कि यह साइड लोड को एक बड़े सतह क्षेत्र पर वितरित करती है, और दो संपर्क क्षेत्र बनाती है जो पिस्टन को सिलेंडर के अंदर चलते समय स्थिर रखती है। उतना ही महत्वपूर्ण यह है कि स्कर्ट को यथासंभव कम घर्षण पैदा करते हुए यह सब करना चाहिए।
स्कर्ट गोल क्यों नहीं होती और कभी थी ही नहीं
यद्यपि पिस्टन स्कर्ट बेलनाकार दिखाई देती है, इसे जानबूझकर अंडाकारता और बैरल प्रोफ़ाइल के साथ मशीनीकृत किया जाता है। ये आकृतियाँ पिस्टन के असमान विस्तार की भरपाई करती हैं (यही कारण है कि पिस्टन रिंग एंडगैप आपके विचार से अधिक मायने रखता है)। निचली स्कर्ट क्राउन और रिंग बेल्ट जितनी गर्म नहीं होती है, जहां अधिकांश दहन गर्मी जमा होती है। इसके साथ ही, पिस्टन के कुछ हिस्से पिन बॉस और आंतरिक पसलियों द्वारा कड़े हो जाते हैं, जबकि अन्य अधिक लचीले रहते हैं। गैस के दबाव से क्राउन को नीचे धकेलते ही पिस्टन विकृत हो जाता है और स्कर्ट गैर-समान तरीके से बाहर की ओर फैल जाती है।
ऊर्ध्वाधर व्यवहार को संबोधित करने के लिए, बैरल कंटूरिंग का उपयोग किया जाता है। रिंग पैक के नीचे एक बिंदु की गणना की जाती है जहां स्कर्ट को सबसे बड़ा रखा जाता है, और इस बिंदु के ऊपर और नीचे दोनों तरफ एक क्रमिक टेपर होता है। यह पिस्टन को स्थिर करने के लिए एक नियंत्रित संपर्क पैच को परिभाषित करता है, जबकि अधिकांश स्कर्ट को बोर से दूर रखता है। दूसरी ओर, क्षैतिज लोडिंग का ध्यान अंडाकारता द्वारा रखा जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि सामग्री वहीं केंद्रित है जहां साइड लोड सबसे अधिक है, स्कर्ट को थ्रस्ट चेहरों पर चौड़ा और पिन अक्ष के साथ संकरा रखा जाता है।
कैसे आधुनिक स्कर्ट डिज़ाइन स्थिरता खोए बिना घर्षण को कम करते हैं
शुरुआती पिस्टन भारी लोडिंग से बचने के लिए पूर्ण गोल स्कर्ट पर निर्भर थे, लेकिन अतिरिक्त द्रव्यमान और घर्षण ने इंजन की गति और दक्षता को सीमित कर दिया। जैसे-जैसे इंजन उच्च आरपीएम और छोटे स्ट्रोक की ओर विकसित हुए, उनके साथ स्कर्ट के डिजाइन भी बदल गए। स्लिपर स्कर्ट ने थ्रस्ट लोड को नियंत्रित करने के लिए पर्याप्त सतह क्षेत्र बनाए रखते हुए अनावश्यक सामग्री को हटा दिया। इससे पारस्परिक भार कम हो गया और पिस्टन को कॉम्पैक्ट इंजन डिजाइनों में क्रैंक काउंटरवेट को साफ़ करने की अनुमति मिली।
शेष स्कर्ट सामग्री का उपयोग कैसे किया गया, इसे परिष्कृत करने से और अधिक लाभ हुआ। असममित स्कर्ट यह मानती है कि मुख्य जोर वाला पक्ष छोटे पक्ष की तुलना में कहीं अधिक भार वहन करता है। प्रमुख थ्रस्ट फेस पर एक मजबूत, सावधानी से आकार की स्कर्ट रखकर और छोटी तरफ सामग्री को कम करके, डिजाइनर स्थिरता का त्याग किए बिना घर्षण और वजन में कटौती करते हैं। संतुलन केवल समरूपता द्वारा नहीं, बल्कि पिन ऑफसेट और हल्के कलाई पिन के माध्यम से संरक्षित किया जाता है। कोटिंग्स नियंत्रण की एक और परत जोड़ती हैं। स्कर्ट कोटिंग्स ठंड की शुरुआत और संक्षिप्त संपर्क घटनाओं से बचाने के लिए होती हैं, जो बदले में, सिलेंडर दीवार स्कोरिंग का कारण बन सकती हैं।
