Hur påverkar kolvformen förbränningen?

  • Joseph Norman
  • 0
  • 3572
  • 94
Med motorer som ständigt utvecklas fortsätter biltillverkare att hitta nya sätt att bygga bättre kolvar, inklusive att ändra deras storlek och sammansättning. Se fler bilder på motorer. Paul Eekhoff / Photographer's Choice / Getty Images

När vi pratar om motorer säger vi ofta att något är en "fyrcylinder" eller en "sexcylinder." Men vad betyder det egentligen exakt? För dem som inte är bekanta med motorns grunder är en "cylinder" utrymmet där en kolv rör sig, och kolvar är viktiga delar i de flesta motorer som drivs av förbränning.

I grund och botten blandas bensin och luft i förbränningskammaren ovanför en kolv. När en elektrisk gnista tänder den blandningen skapar den en liten explosion som driver kolven upp och ner. Denna rörelse vrider en vevaxel, som i slutändan är ansvarig för att driva en växellåda och hjulen.

Som du kan förvänta dig utsätts kolvar för mer värme, tryck och rörelse än nästan någon annan motordel. De måste byggas för hållbarhet. Med motorer som ständigt utvecklas, fortsätter biltillverkare att hitta nya sätt att bygga bättre kolvar, inklusive att ändra deras storlek och sammansättning.

Kolven är kärnan i hur en motor skapar rörelse. Att lägga till kolvar i en motor eller göra dem större ökar förskjutningen, vilket innebär att motorn genererar mer kraft eftersom den bränner mer bensin.

Antalet kolvar i en motor är dock inte det enda viktiga med dem. Formen på en kolv har en stor effekt på förbränningsprocessen. Huvudsakligen har formen på en kolv mycket att göra med hur värme och luft / bränsleblandningen hanteras.

Låt oss först prata om olika kolvformer. Kolvar som är elliptiska eller formade som ovaler blir mer cirkulära när värme appliceras. Detta möjliggör förbättrad tätning när cylindern möter förbränningskammaren för större effektivitet. Vissa kolvar är avsmalnande eller koniska, vilket gör att kolven kan röra sig fritt oavsett hur mycket värme som finns. Andra är "tunn" -formade, vilket är smidigare och genererar mindre buller och hårdhet när det rör sig [källa: University of Windsor].

Låt oss därefter lära oss mer om hur kolvens topp påverkar prestanda, bränsleekonomi och motorens livslängd.

Eftersom motorer har utvecklats under åren har kolvar utvecklats med dem. De blir kortare och lättare och använder mindre kjolar - kolvens cylindriska "kropp". Nyare kolvar är ofta tillverkade av aluminiumlegeringar som består av mer kisel än tidigare. Detta förbättrar motståndet mot värme och minskar värmeutvidgning [källa: Engine Builder].

En av de största framstegen inom kolvtekniken är användningen av olika kolvtoppar eller "kronor", den del som kommer in i förbränningskammaren och utsätts för förbränning. Medan äldre kolvtoppar var mestadels platta, har många nu skålar på toppen som har olika effekter på förbränningsprocessen.

Kolvskålen används främst i dieselmotorer. Dieslar har ingen tändningsfas, så kolvkronan i sig kan bilda förbränningskammaren [källa: CDX]. Dessa motorer använder ofta kolvar med olika formade kronor, även om bensinmotorer börjar använda dem med direktinsprutning som blir allt populärare..

Kolvskålens form styr rörelsen av luft och bränsle när kolven kommer upp för kompressionsslaget (innan blandningen antänds och kolven skjuts nedåt.) Luften och bränslet virvlar in i en virvel inuti kolvskålen före förbränning (eller komprimering) äger rum, vilket skapar en bättre blandning [källa: Vegburner].

Genom att påverka luft / bränsleblandningen kan du uppnå bättre och effektivare förbränning, vilket leder till mer kraft. Skålarna har en mängd olika former - vissa är också utformade för att optimera bränsleekonomin.

Med direktinsprutning som blir den hetaste nya tekniken för bensinmotorer, förvänta dig att unikt böjda kolvar ska bli mer och mer populära.

För mer information om kolvform och förbränning, följ länkarna på nästa sida.

relaterade artiklar

  • 10 sätt att skydda din motor på ett proaktivt sätt
  • 5 nya motorteknologier som gör bilar roligare att köra
  • Car Smarts: Motorprestanda
  • Vad är motor knock?
  • Vad är kopplingen mellan kompressionsförhållande och bränsleekonomi?

källor

  • Carley, Larry. "Kolvdesign, en evolutionär berättelse." Engine Builder Magazine. 1 april 2003. (7 december 2011) http://www.enginebuildermag.com/Article/1948/piston_design_an_evolutionary_tale.aspx
  • CDX Online Textbook. "Motorkomponenter: kolvar." (8 december 2011) http://www.cdxetextbook.com/engines/comp/pistons/pistons.html
  • University of Windsor. "Kolvdesign." (7 december 2011) http://courses.washington.edu/engr100/Section_Wei/engine/UofWindsorManual/Piston%20Design.htm
  • Vegburner. "DI-förbränningskammaresign." (8 december 2011) http://vegburner.co.uk/DIcombustion.html



Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar