Когда мы говорим о двигателях, мы часто говорим, что это «четырехцилиндровый» или «шестицилиндровый». Но что это на самом деле означает? Для тех, кто не знаком с основами двигателя, «цилиндр» — это пространство, в котором перемещается поршень, а поршни являются жизненно важными частями большинства двигателей с двигателем внутреннего сгорания.
По сути, бензин и воздух смешиваются в камере сгорания над поршнем. Когда электрическая искра воспламеняет эту смесь, она создает крошечный взрыв, который толкает поршень вверх и вниз. Это движение вращает коленчатый вал, который в конечном итоге отвечает за трансмиссию и колеса.
Как и следовало ожидать, поршни подвергаются большему нагреву, давлению и движению, чем почти любая другая часть двигателя. Они должны быть построены на прочность. Поскольку двигатели постоянно развиваются, автопроизводители продолжают находить новые способы создания более качественных поршней, включая изменение их размера и состава.
Поршень лежит в основе того, как двигатель создает движение. Добавление поршней к двигателю или их увеличение увеличивает рабочий объем, а это означает, что двигатель вырабатывает больше мощности, потому что сжигает больше бензина.
Однако важно не только количество поршней в двигателе. Форма поршня оказывает большое влияние на процесс внутреннего сгорания. В основном, форма поршня во многом связана с тем, как распределяется тепло и воздушно-топливная смесь.
Давайте сначала поговорим о различных формах поршня. Поршни эллиптической или овальной формы при нагревании становятся более круглыми. Это позволяет улучшить уплотнение, когда цилиндр встречается с камерой сгорания, для большей эффективности. Некоторые поршни имеют коническую или коническую форму, что позволяет поршню двигаться более свободно, независимо от того, сколько тепла присутствует. Другие имеют форму «бочонка», что делает их более гладкими и создает меньше шума и резкости при движении [источник: Виндзорский университет].
Далее давайте узнаем больше о том, как верхняя часть поршня влияет на производительность, экономию топлива и долговечность двигателя.
Поскольку двигатели развивались на протяжении многих лет, поршни развивались вместе с ними. Они становятся короче и легче, в них используются юбки меньшего размера — цилиндрическое «тело» поршня. Новые поршни часто изготавливаются из алюминиевых сплавов, содержащих больше кремния, чем в прошлом. Это улучшает термостойкость и снижает тепловое расширение [источник: Engine Builder].
Одним из самых больших достижений в поршневой технологии является использование различных «верхушек» или «коронок» поршня, части, которая входит в камеру сгорания и подвергается сгоранию. В то время как старые верхние части поршней были в основном плоскими, многие теперь имеют верхние чаши, которые по-разному влияют на процесс сгорания.
Поршневая камера в основном используется в дизельных двигателях. У дизелей нет фазы воспламенения, поэтому головка поршня сама по себе может образовывать камеру сгорания [источник: CDX]. В этих двигателях часто используются поршни с головками разной формы, хотя с ростом популярности прямого впрыска бензиновые двигатели также начинают использовать их.
Форма камеры поршня контролирует движение воздуха и топлива, когда поршень поднимается для такта сжатия (до того, как смесь воспламеняется и поршень толкается вниз). Перед сгоранием воздух и топливо закручиваются в вихре внутри камеры поршня. (или сжатие), создавая лучшую смесь [источник: Vegburner].
Воздействуя на воздушно-топливную смесь, можно добиться лучшего и эффективного сгорания, что приводит к большей мощности. Чаши имеют множество различных форм — некоторые из них также предназначены для оптимизации экономии топлива.
Поскольку непосредственный впрыск становится самой горячей новой технологией для бензиновых двигателей, ожидайте, что поршни с уникальной чашей будут становиться все более и более популярными.
Для получения дополнительной информации о форме поршня и сгорании перейдите по ссылкам на следующей странице.