Hvordan påvirker stempelformen forbrenningen?

Med motorer som stadig utvikler seg, fortsetter bilprodusentene å finne nye måter å bygge bedre stempler på, inkludert å endre størrelse og sammensetning. Se flere bilder av motorer. Paul Eekhoff / Photographer's Choice / Getty Images

Når vi snakker om motorer, sier vi ofte at noe er en "firesylinder" eller en "sekssylinder." Men hva betyr det egentlig? For de som ikke kjenner til det grunnleggende om motoren, er en "sylinder" det rommet et stempel beveger seg i, og stempler er viktige deler i de fleste motorer drevet av forbrenning.

I bunn og grunn blandes bensin og luft sammen i forbrenningskammeret over et stempel. Når en elektrisk gnist tenner den blandingen, skaper den en liten eksplosjon som driver stemplet opp og ned. Den bevegelsen snur en veivaksel, som til syvende og sist er ansvarlig for å drive en girkasse og hjulene.

Som du kanskje forventer, blir stemplene utsatt for mer varme, trykk og bevegelse enn nesten noen annen motordel. De må bygges for holdbarhet. Med motorer som stadig utvikler seg, fortsetter bilprodusentene å finne nye måter å bygge bedre stempler på, inkludert å endre størrelse og sammensetning.

Stempelet er kjernen i hvordan en motor skaper bevegelse. Å legge stempler til en motor eller gjøre dem større øker forskyvningen, noe som betyr at motoren genererer mer kraft fordi den brenner mer bensin.

Antall stempler i en motor er imidlertid ikke det eneste viktige med dem. Formen på et stempel har stor innvirkning på forbrenningsprosessen. Hovedsakelig har formen til et stempel mye å gjøre med hvordan varme og luft / drivstoffblandingen styres.

La oss først snakke om forskjellige stempelformer. Stempler som er elliptiske, eller formet som ovaler, blir mer sirkulære når det påføres varme. Dette muliggjør forbedret tetting når sylinderen møter forbrenningskammeret for større effektivitet. Noen stempler er koniske eller koniske, noe som lar stemplet bevege seg mer fritt uansett hvor mye varme som er til stede. Andre er "tønne" formet, noe som er jevnere og genererer mindre støy og hardhet når det beveger seg [kilde: University of Windsor].

La oss deretter lære mer om hvordan toppen av et stempel påvirker ytelsen, drivstofføkonomien og motorens levetid.

Ettersom motorer har utviklet seg gjennom årene, har stempler utviklet seg med dem. De blir kortere og lettere, og bruker mindre skjørt - stempelets sylindriske "kropp". Nyere stempler er ofte laget av aluminiumslegeringer som består av mer silisium enn tidligere. Dette forbedrer motstanden mot varme og reduserer termisk ekspansjon [kilde: Engine Builder].

Et av de største fremskrittene innen stempelteknologi er bruken av forskjellige stempel "topper" eller "kroner", den delen som kommer inn i forbrenningskammeret og blir utsatt for forbrenning. Mens eldre stempeltopper stort sett var flate, har mange nå boller på toppen som har forskjellige effekter på forbrenningsprosessen.

Stempelskålen brukes først og fremst i dieselmotorer. Dieseler har ikke en tenningsfase, så selve stempelkronen kan danne forbrenningskammeret [kilde: CDX]. Disse motorene bruker ofte stempler med forskjellige formede kroner, men med direkte innsprøytning som blir stadig mer populære, begynner bensinmotorene også å bruke dem.

Formen på stempelskålen styrer bevegelsen av luft og drivstoff når stempelet kommer opp for kompresjonsslaget (før blandingen antennes og stempelet skyves nedover.) Luften og drivstoffet virvler inn i en virvel inne i stempelskålen før forbrenning (eller komprimering) finner sted, og skaper en bedre blanding [kilde: Vegburner].

Ved å påvirke luft / drivstoffblandingen kan du oppnå bedre og mer effektiv forbrenning, noe som fører til mer kraft. Skålene har en rekke forskjellige former - noen er også designet for å optimalisere drivstofføkonomien.

Med direkte innsprøytning som blir den hotteste nye teknologien for bensinmotorer, kan du forvente at unik-bowled stempler blir mer og mer populære.

For mer informasjon om stempelform og forbrenning, følg lenkene på neste side.

relaterte artikler

• 10 måter å beskytte motoren din på
• 5 nye motorteknologier som gjør biler morsommere å kjøre
• Car Smarts: Motorytelse
• Hva er motor knock?
• Hva er sammenhengen mellom kompresjonsforhold og drivstofføkonomi?

kilder

• Carley, Larry. "Piston Design, a Evolutionary Tale." Engine Builder Magazine. 1. april 2003. (7. desember 2011) http://www.enginebuildermag.com/Article/1948/piston_design_an_evolutionary_tale.aspx
• CDX Online Tekstbok. "Motorkomponenter: stempler." (8. desember 2011) http://www.cdxetextbook.com/engines/comp/pistons/pistons.html
• University of Windsor. "Stempeldesign." (7. desember 2011) http://courses.washington.edu/engr100/Section_Wei/engine/UofWindsorManual/Piston%20Design.htm
• Vegburner. "DI forbrenningskammerdesign." (8. desember 2011) http://vegburner.co.uk/DIcombustion.html