Motorzuigers: hoe werken ze?
Zuigers zijn een fundamenteel onderdeel van een zuigerverbrandingsmotor. De motorzuigers bemiddelen de energieoverdracht tussen de verbrandingskamer en het bewegingsmechanisme dat met de zuigers is verbonden.
Dit artikel belicht de functie, constructie, het materiaal en de krachten die ze moeten weerstaan.
Table of Contents
Motor Zuigers Functie
Verbrandingsmotorzuigers zijn een van de meest belaste onderdelen in een motor. Ze hebben veel stress te verduren veroorzaakt door zeer hoge temperaturen (ca. 2000°C of 3600°F) en grote druk, die bij dieselmotoren zelfs hoger is dan benzine motoren. De zuigers worden dus voornamelijk belast door de druk en de temperatuur.
Krukas: waar is het voor en tegen welke krachten moet het bestand zijn?
Bovendien moeten de zuigers van de verbrandingsmotor de krukas met behulp van drijfstangen draaien en de expansiedruk van de gassen met hun oppervlak opvangen. Een andere taak van de zuigers is het scheiden van de verbrandingskamer van de krukaskamer.
De zuigers moeten goed afdichten, maar niet te veel om een opening tussen de zuigerrok en de cilinderwand te behouden. De zuigers moeten kleiner zijn dan de cilinder (honderden millimeters), anders kunnen ze vastlopen of barsten. Dit komt door de thermische uitzetting van de materialen.
Kijk goed naar de animatie van de zuigerbewegingen hierboven en zie een kleine opening tussen de zuigermantel en de cilinderwand. Twee rijen op de zuiger vertegenwoordigen de zuigerveren die dichter bij de wand zijn dan de zuiger zelf.
Constructie van motorzuigers
De zuiger van een verbrandingsmotor bestaat uit verschillende onderdelen:
- Zuigerkroon/zuigerkop
- Zuigermantel
- Zuigerpen of zuigerpen
- Zuigerveren
1. Zuigerkroon
De zuigerkroon, bekend als de zuigerkop, is het oppervlak bovenop de zuiger. Het moet bestand zijn tegen zeer hoge temperaturen en druk in de verbrandingskamer.
2. Zuigerrok
De zuigerrok is de cilindrische wand van een zuiger en moet gesmeerd blijven terwijl de motor draait, d.w.z. wanneer de zuiger op en neer beweegt. Om de smering vast te houden, is het oppervlak van de zuigermantel enigszins ruw.
3. Zuigerpen
De zuigerpen staat bekend als een zuigerpen of polspen. Het is een korte, holle staaf die meestal is gemaakt van een zeer sterke en harde staallegering. Deze pen verbindt de zuiger met de drijfstang en zorgt tevens voor een lagering van de drijfstang.
Drijfstang: wat is zijn functie?
Het ontwerp van de zuigerpen is cruciaal voor de prestaties van een motor, vooral bij kleine, hoogtoerige automotoren. Bij deze motoren moet de zuigerpen bestand zijn tegen hoge belastingen en spanningen bij hoge snelheden.
4. Zuigerveren
De zuiger is voorzien van ringen om de cilinder af te dichten en compressieverlies en olielekkage te voorkomen. Zuigerveren worden met een bepaalde speling in de zuigergroeven geplaatst om een goede smering van de zuigermantel en cilinderwanden te garanderen.
Zuigerveren: wat zijn hun functie en typen?
Gewoonlijk worden twee tot drie zuigerveren op één zuiger gemonteerd. Er zijn twee soorten zuigerveren:
- Compressiering - De bovenste twee ringen (slechts één als de zuiger slechts twee ringen heeft) sluiten de verbrandingskamer af door tegen de cilinderwand te drukken.
- Olieregelring - De onderste ring, bekend als de olieregelring, heeft drie functies: de motorolietoevoer naar de cilinder regelen, de zuigermantel smeren en overtollige olie buiten de cilinder houden. de verbrandingskamer.
Soorten Zuigers
Er zijn drie soorten zuigers, elk met een andere vorm en functie: platte bovenkant, koepel en schotel.
Flat-top zuigers
Flat-top zuigers hebben een plat bovenoppervlak, waardoor ze de meeste kracht kunnen creëren en een efficiënte verbranding kunnen produceren. Ze kunnen echter te veel compressie creëren voor kleinere verbrandingskamers.
Koepel zuigers
Koepelzuigers daarentegen borrelen in het midden zoals de bovenkant van een stadion, waardoor het beschikbare oppervlak aan de bovenkant van de zuiger groter wordt. Dit ontwerp verhoogt de compressieverhouding, hoewel het ontwerp van de koepelzuiger kan variëren. Sommige koepelzuigers hebben last van langzaam branden.
Kom zuigers
Komzuigers zijn tegengesteld aan koepelzuigers en hebben, zoals de naam al doet vermoeden, hun bovenkant in de vorm van een kom of schaal met licht gekrulde buitenranden. Dit ontwerp helpt ontploffing te voorkomen, omdat het de compressieverhouding vermindert door het extra komvolume aan de kamer toe te voegen. Deze zuigers worden meestal gebruikt in motoren met turbocompressor of supercharger.
Verschil Zuigers Hoogte
Onder andere de hoogte van de zuiger zorgt voor andere eigenschappen. Een hoge zuiger is zwaarder dan een lage. Juist vanwege hun lagere gewicht worden in hogesnelheidsmotoren veel kortere zuigers gebruikt dan in conventionele motoren.
Benzinemotoren hebben over het algemeen zuigers met kortere slagen dan dieselmotoren. Daarom voltooit de zuiger van een benzinemotor zijn slag meestal in een kortere tijd dan de zuiger van een dieselmotor. Benzinemotoren hebben echter een lager rendement dan dieselmotoren vanwege hun lagere compressieverhoudingen.
Het nadeel van zeer korte zuigers is een verhoogd motorolie verbruik omdat een dergelijke zuiger de verbrandingskamer niet perfect kan afsluiten.
Motorolieclassificatie uitgelegd
Materiaal motorzuigers
Zuigers zijn vaak gemaakt van aluminium, silicium, koper, nikkel en magnesiumlegeringen, maar er kunnen ook andere materialen worden gebruikt. Zuigers die in de racerij worden gebruikt, zijn veel steviger dan de zuigers voor motoren van personenauto's, terwijl hun gewicht veel lager is om het hoge motortoerental te bereiken.