Alles, was Sie über Automobilkolben wissen müssen

In einem Verbrennungsmotor ein Kolben ist eine der größten Komponenten, die das Funktionieren des Verbrennungszyklus unterstützen. Der Motorteil ist in einem Zylinderblock eingeschlossen, der einen Kolbenring verwendet, um Gasaustritt zu vermeiden.

Die Kolben helfen bei der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit und umgekehrt. Es bewegt sich im Zylinder auf und ab, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch auszudehnen und zusammenzuziehen. Aus diesem Grund ist ein Kolben in einem Verbrennungsmotor unvermeidlich.

Heute werden wir uns die Definition, Funktionen, Arbeitsweise, Typen, Teile, Materialien und Diagramme eines Autokolbens ansehen.

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Was ist ein Kolben?

Ein Kolben ist ein mechanisches Gerät, das sich nach oben bewegt, um Gas zu komprimieren, und nach unten aufgrund einer Explosion in einem Zylinder, um Wärmeenergie in mechanische Arbeit umzuwandeln.

Ein Kolben folgt einem Kreisprozess zur Fortsetzung des Wärmeumwandlungsprozesses. Der Prozess wird auf drei Arten erreicht:

• Versorgung des Gases im Inneren des Zylinders mit Wärme für die nützliche Arbeit
• Entzug von Wärme aus der Flasche, um den Druck zu verringern, damit das Gas leicht komprimiert werden kann.
• Aufbringen von Arbeit auf den Kolben, wenn er sich in seinem Ausgangszustand befindet und bereit ist, den Zyklus erneut auszuführen.

Funktionen eines Kolbens in Verbrennungsmotoren

Kolben spielen eine wichtige Rolle in einem Automotor, einschließlich des Ottomotors mit Funkenzündung und des Dieselmotors mit Kompressionszündung. Diese beiden Verbrennungsmotorprozesse sind unterschiedlich, aber sie verwenden Kolben für ihre Prozesse. Nachfolgend sind die Funktionen des Kolbens eines Automotors aufgeführt:

• Die Hauptfunktion des Kolbens besteht darin, die Kraftabgabe einer kleinen Gasexplosion im Zylinder auf eine Kurbelwelle zu übertragen. Dies verleiht einem Schwungrad ein Drehmoment.
• Es bewegt sich vorwärts, so dass Gase komprimiert werden können und eine Explosion für die Rückwärtsbewegung auftreten kann.
• Der Kolben enthält einen Stift namens Kolbenbolzen, der das Entweichen des Gases in der Kammer ermöglicht.
• Ein am Kolbenboden befestigtes Pleuel ermöglicht die Übertragung der mechanischen Arbeit.
• Kolben tragen dazu bei, das Luft-Kraftstoff-Gemisch während des Verbrennungszyklus zu transportieren.
• Kolben unterstützen die Steuerung des Ölflusses in den Zylinderwänden mithilfe des Ölabstreifrings.

Wie funktioniert ein Kolben?

Wenn Sie fragen, wie ein Kolben funktioniert, werden Sie dem gesamten Funktionsprinzip des Verbrennungsmotors ausgesetzt. Dies liegt daran, dass der Kolben während des Viertaktzyklus die Hauptarbeit leistet.

Wie bereits erwähnt, gibt es zwei Arten von Verbrennungsmotoren, die auf zwei verschiedene Arten arbeiten. Einer davon arbeitet mit einer Zündkerze, daher heißt er „Ottomotor“ und der andere „Kompressionszündungsmotor“. Ihre Arbeitsweise ist ganz anders. Nun, die Funktionsweise dieser Engine wurde in einem anderen Artikel behandelt.

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Das folgende Video zeigt die Funktionsweise eines Kolbens in einem Verbrennungsmotor Gine:

Kolbenmaterial

Gusseisen ist das früheste Material, das zur Herstellung von Kolben verwendet wird. Moderne Motoren profitieren jedoch von leichteren Materialien für die Motorauswuchtung. Gute Kolben müssen den Verbrennungstemperaturen des Motors standhalten. Legierungen wie Y-Legierungen und Hiduminium werden speziell verwendet, um solche Eigenschaften zu erzielen.

Kolben werden aus Aluminiumlegierungen in einem Gießverfahren hergestellt. Einige Kolben, die in Rennfahrzeugen verwendet werden, erfordern eine bessere Festigkeit und Lebensdauer, weshalb sie geschmiedet werden.

Billet-Kolben werden auch in Rennmotoren verwendet, da sie nicht auf die Größe und Architektur verfügbarer Schmiedeteile angewiesen sind, wodurch sich das Design in letzter Minute ändern kann. Obwohl es normalerweise mit bloßem Auge nicht sichtbar ist.

unten ist das Diagramm eines Kolbens:

Hauptteile von Kolben und ihre Funktionen

Unten sind die Erklärungen der Hauptteile des Kolbens:

Kolbenschürze:

Ein Kolbenmantel ist ein zylindrisches Material, das am runden Teil eines Kolbens befestigt ist. Es besteht normalerweise aus Gusseisen, um Verschleiß und seinen selbstschmierenden Eigenschaften zu widerstehen. Am Schaft befinden sich Rillen, die den perfekten Sitz der Kolbenringe ermöglichen. Die Funktion des Kolbenmantels besteht darin, den Zylinder auf und ab zu bewegen.

Kolbenringe:

Kolbenringe sind die Teile von Spaltringen, die an einem Aussparungsbereich des Kolbens montiert sind. In einem Motor befinden sich normalerweise drei Kolbenringe. Manchmal kann der Ring je nach Motortyp einer sein.

Kolbenlager:

Die Lager sind großartige Kolbenteile, die die Wirksamkeit der Bewegung unterstützen. Es befindet sich an den Punkten, an denen die Drehbewegung auftritt. Diese Lager sind normalerweise halbkreisförmige Metallteile, die in die Bohrungen dieser Punkte passen.

Kolbenbolzen:

Der Kolbenbolzen ist ein Kolbenteil, das auch Kolbenbolzen oder Kolbenbolzen genannt wird. Dieser Stift ist die Hohl- oder Vollwelle im Schaftabschnitt. An diesem Bolzen ist eine Kolbenstange angelenkt, die in der Kolbenringbuchse gehalten wird. Die Funktion des Kolbenbolzens besteht darin, Lagerunterstützung zu bieten, damit der Kolben ordnungsgemäß funktionieren kann.

Kolbenkopf:

Dieser Teil eines Kolbens wird auch als Krone oder Dom bezeichnet, was die obere Oberfläche darstellt. Es ist der Teil, der mit den Verbrennungsgasen in Kontakt kommt, wodurch er eine extrem hohe Temperatur erfährt. Die Funktion des Kolbens besteht darin, Drücke, Temperaturen und andere Belastungen des expandierenden Gases aufzunehmen.

Pleuelschraube:

Ein weiteres Kolbenteil, das nicht zurückgelassen werden darf, ist der Pleuelbolzen. Es wird verwendet, um die Stange an der Kurbelwelle zu befestigen. Am unteren Ende der Stangenbolzen befindet sich eine Stangenkappe und ein Lager. Eine Mutter wird dann verwendet, um die Komponenten zusammen mit der Schraube zu sichern.

Pleuelstange:

Eine Pleuelstange ist einer der Hauptteile des Kolbens, der meistens als Pleuel oder Pleuel abgekürzt wird. Es verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle des Motors und ermöglicht die Bewegung des Kolbens in der Kammer. Das Bauteil ist auf mechanische Beanspruchung ausgelegt und daher robust genug. Die Kolbenteile werden im Schmiede- und manchmal im Gießverfahren hergestellt.

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Kolbentypen

Nachfolgend sind die drei Arten von Kolben aufgeführt:

Tellerkolben: ein Tellerkolben hat die Form eines Tellers mit leicht eingerollten Außenkanten. Es ist einfach und unkompliziert und gibt den Ingenieuren weniger Probleme. Es wird häufig in aufgeladenen Anwendungen verwendet, die keine Nockenwelle mit hohem Hub oder eine hohe Kompressionsrate erfordern.

Flat-Top-Kolben: Der Flat-Top-Kolbentyp hat eine flache Oberseite. Es hat die kleinste Oberfläche und bietet die Möglichkeit, die meiste Kraft zu erzeugen. Es ist perfekt für eine effiziente Verbrennung.

Die Flat-Top-Kolben erzeugen eine hohe Explosion in der Kammer, aber die Kompression könnte für kleinere Brennkammern zu stark sein.

Kuppelkolben: Das Konzept der Tellerkolben ist dem Tellertyp ziemlich entgegengesetzt. Die mittlere Blase, um die auf der Oberseite des Kolbens verbleibende Oberfläche zu vergrößern. Nun, mehr Oberfläche bedeutet weniger Kompression, während mehr Kompression auf mehr erzeugte Kraft hinweist.

Die Verbrennungskammer hat eine Obergrenze, die sie bewältigen kann, daher ist eine Verringerung der Kompressionsrate die beste Option, um einen Motorausfall zu verhindern.

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Häufiges Kolbenproblem

Das Problem, das sich am Kolben entwickelt, ist nichts weniger als ein Riss. Dieser Riss tritt auf der Oberseite eines Kolbenbodens auf, der als Krone bekannt ist. Es wird normalerweise durch übermäßige Kompression oder einen zu frühen Zündzeitpunkt aufgrund des Verbrennungsdrucks in Benzinmotoren verursacht. Der Kolbenkopf bricht, weil er außerhalb des Drucks arbeitet, auf den er wirken soll.

In einem Dieselmotor entwickelt der Kolben Probleme durch einen Zustand, der als thermische Ermüdung bekannt ist. Thermische Ermüdung tritt auf, wenn ein Motor unter schwerer Last zusammen mit der leichten Last betrieben wird. Diese ständigen drastischen Änderungen der Verbrennungstemperatur führen plötzlich zu thermischen Rissen im Kolbenboden.

Risse entstehen auch im Kolbenschaft durch ständige Überbelastung des Motors und hohe Laufleistungsermüdung. In einigen Situationen ist die Kolbenkonstruktion die Ursache. Meistens korrigiert der Hersteller letzteres, indem er ein ersetztes Teil liefert.

Der Kolbenmantel kann im Anfangsstadium eines reparierten Motors immer noch reißen, wenn der Kolben nicht richtig an den Stangen befestigt ist. Dies führt zu Spannungsbrüchen, die einen ernsthaften Riss an der Schürze verursachen.

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Das ist für diesen Artikel, der die Definition, Funktionsweise, Teile, Typen, Materialien und das Problem eines Kolbens hervorhebt. Ich hoffe, das Wissen ist erreicht, wenn ja, teilen Sie Ihre Gedanken mit und vergessen Sie nicht, sie zu teilen. Danke!