Поршень представляет собой металлический стакан, установленный в цилиндре с некоторым зазором. При рабочем ходе поршень воспринимает давление газов.
Поршни карбюраторных двигателей изготовляют из алюминиевых сплавов. Алюминиевые поршни по сравнению с чугунными обладают меньшим весом, вследствие чего уменьшаются силы инерции, а следовательно, и нагрузки на детали двигателя при его работе. Кроме того, алюминиевые поршни, так же как и алюминиевые головки, обладают лучшей теплопроводностью, поэтому они меньше нагреваются при работе, снижается температура рабочей смеси, в результате чего можно повысить степень сжатия двигателя без опасности возникновения детонационного сгорания топлива.
В карбюраторных двигателях головка i (фиг.37)портняимеетплоское днище и толстые стенки с внутренними ребрами, повышающими ее прочность и обеспечивающими хороший отвод тепла. В головке на боковой наружной поверхности имеются канавки 4 для установки поршневых колец. В верхней части головки обычно делают глубскую узкую канавку, уменьшающую передачу тепла от днища к верхнему компрессионному кольцу, работающему в особенно неблагоприятных условиях, этим устраняется опасность его пригорания. Для улучшения приработки поршней в цилиндрах п для уменьшения износа на юбку 2 поршня наносят специальные покрытия. Обычно трущуюся поверхность юбки покрывают (лудят) очень тонким слоем олова (толщиной 0,004—0,006 мм). В средней части юбки делают приливы-бобышки 3 для установки поршневого пальца.
Для того чтобы поршень при нагревании мог расширяться без заедания в цилиндре, его устанавливают с зазором между стенкой цилиндра и юбкой. Алюминий расширяется при нагревании значительно больше, чем чугун. Дл;1 того чтобы в холодном двигателе не делать зазор между поршнем и цилиндром чрезмерно большим, что может вызвать стуки поршня и утечку газов из цилиндра, в алюминиевых поршнях применяют пружинящие разрезные юбки. При боковом разрезе на всю длину юбка несколько пру­жинит, и поршень вставляется в цилиндр холодного двигателя плотно, с малым запором. При нагревании поршня разрез дает возможность юбке расшириться без заедания поршня в цилиндре. Применяют также поршни с частичным, иесквозным разрезом Т- или П-образной формы, что повышает жесткость юбки.
Для уменьшения бокового зазора сечение юбки делают не круглой формы, а эллипспой. Величина эллипсности юбки равна примерно 0,15—0,29 мм. Поршень устанавливают в цилиндре холодного двигателя с минимальным зазором по большой оси эллипса юбки, располагаемой в плоскости качания шатуна, где действуют боковые силы, прижимающие поршень к стенкам цилиндра. При нагревании поршня юбка может расширяться в направлении малой оси эллипса, где между юбкой и цилиндром имеется большой зазор. Поршни по длине изготовляют ступенчатыми или конусными, так как зазор вверху между стенкой цилиндра и головкой поршня должен быть больше, чем внизу. Величина зазора между юбкой поршня и цилиндром для двигателей разных марок колеблется в пределах 0,012—0,08 мм.
Чтобы при нагревании поршни меньше расширялись, в поршни двигателей некоторых марок при отливке заделывают пластинки из специальной малорасгаиряющейся стали. Для уменьшения веса у некоторых конструкций поршней нерабочая часть юбки их вырезана. Эти вырезы также обеспечивают проход противовесов при вращении коленчатого вала.
Для сохранения равномерности работы двигателя поршни к каждому двигателю подбирают равного веса, для чего на днище поршня, кроме указания группы по размеру, выбивают соответствующую метку весовой группы.
При сборке поршни обычно устанавливают разрезом на левую сторону двигателя, так как при работе к этой стороне поршень прижимается с меньшей силой. Для удобства сборки на днище поршня в этом случае часто выбивают стрелку, которая должна быть обращена к передней части двигателя.
В дизелях применяют поршни из специального чугуна с неразрезной юбкой, имеющей большую жесткость. Так как величина бокозой силы, прижимающей поршень к стенке цилиндра, в дизелях достигает больших значений, то для получения нормальной величины удельного давления между цилиндром и поршнем юбку поршня делают большей длины. Днище поршня, воспринимающее значительные давления от газов, делают более прочным с усилением его внутренней стороны большим количеством ребер.