Complete Gids voor Automobielzuigers: Functie, Ontwerp en Prestaties

In een interne verbrandingsmotor is een zuiger een van de grootste componenten die de werking van de verbrandingscyclus helpen. Het motoronderdeel is ingesloten in een cylinderblok dat een zuigerring gebruikt om geen ruimte voor gasontwijking te geven.

De zuigers helpen bij de transformatie van warmte-energie in mechanisch werk en vice versa. Het beweegt omhoog en omlaag binnen de cilinder om het lucht-brandstofmengsel te expanderen en te contracteren. Om deze reden is een zuiger onmisbaar in een interne verbrandingsmotor.

Vandaag kijken we naar de definitie, functies, werking, typen, onderdelen, materialen en diagram van een automobielzuiger.

Lees: Onderdelen van een automobielmotor

Wat is een zuiger?

Een zuiger is een mechanisch apparaat dat omhoog beweegt om gas te comprimeren en omlaag door een ontploffing in een cilinder, om warmte-energie om te zetten in mechanisch werk.

Een zuiger volgt een cyclisch proces voor de voortzetting van het warmteconversieproces. Het proces wordt op drie manieren bereikt:

• Warmte aan het gas binnen de cilinder leveren voor het nuttige werk
• Warmte uit de cilinder verwijderen om de druk te verlagen, zodat het gemakkelijk gecomprimeerd kan worden.
• Werk aan de zuiger toepassen wanneer het in zijn initiële toestand is, klaar om de cyclus opnieuw uit te voeren.

Functies van een zuiger in interne verbrandingsmotoren

Zuigers spelen een vitale rol in een automobielmotor, inclusief de vonkontstekings-benzinemotor en compressie-ontstekings-dieselmotor. Deze twee interne verbrandingsmotorprocessen zijn anders, maar ze benutten zuigers voor hun processen. Hieronder staan de functies van de zuiger op de automobielmotor:

• De belangrijkste functie van de zuiger is om de krachtafvoer van een kleine gasontploffing in de cilinder over te dragen naar een krankas. Dit levert rotationele impuls aan een zwengwiel.
• Het beweegt voorwaarts zodat gassen gecomprimeerd kunnen worden en ontploffing kan plaatsvinden voor de achterwaartse beweging.
• De zuiger bevat een pen genaamd zuigerpen, het laat het gas in de kamer niet ontsnappen.
• Een verbindingsstang bevestigd aan de onderkant van de zuiger laat het mechanische werk overdragen.
• Zuigers helpen het lucht-brandstofmengsel te dragen gedurende de periode van de verbrandingscyclus.
• Zuigers helpen de olie stroom in de cilinderwanden te controleren met behulp van de oliering.

Hoe werkt een zuiger?

Als u vraagt hoe een zuiger werkt, zult u blootgesteld worden aan het gehele werkingprincipe van de interne verbrandingsmotor. Dit komt omdat de zuiger het grootste werk doet tijdens de viertaktcyclus.

Net als eerder vermeld, is een interne verbrandingsmotor van twee typen en ze werken op twee verschillende manieren. Een van hen werkt met een bougie, vandaar de naam "vonkontstekingsmotor" en de ander "compressie-ontstekingsmotor". Hun werking is vrij anders. Wel, de werking van deze motor is in een ander artikel behandeld.

De onderstaande video bevat de werking van een zuiger in een interne verbrandingsmotor:

Zuigermateriaal

Gietijzer is het vroegste materiaal dat voor het maken van zuigers wordt gebruikt. Echter, moderne motoren profiteren van lichtere materialen voor de motorbalans. Goede zuigers moeten in staat zijn de verbrandingstemperaturen van de motor te weerstaan. Legeringen zoals Y-legeringen en hiduminium worden specifiek gebruikt om dergelijke eigenschappen te verkrijgen.

Zuigers worden gemaakt van aluminiumlegeringen met een gietproces. Sommige zuigers die in racevoertuigen worden gebruikt, vereisen betere sterkte en vermoeidheidsleven, weshalb ze gesmeed zijn.

Billet zuigers worden ook gebruikt in racemotoren, omdat ze niet afhankelijk zijn van de grootte en architectuur van beschikbare gesmeedstukken, wat het ontwerp op het laatst laat veranderen. Hoewel het niet gewoonlijk zichtbaar is met het blote oog.

Hieronder is het diagram van een zuiger:

Hoofdonderdelen van zuigers en hun functies

Hieronder staan de uitleg van de belangrijkste onderdelen van een zuiger:

Zuigerski:

Een zuigerski is een cilindrisch materiaal bevestigd aan het ronde deel van een zuiger. Het wordt meestal van gietijzer gemaakt om slijtage te weerstaan en vanwege de zelfsmerende eigenschappen. Er zijn gleuven op de ski die de zuigerringen perfect laten zitten. De functie van de zuigerski is om op en neer de cilinder te reizen.

Zuigerringen:

Zuigerringen zijn de stukken gesplitste ringen die op een inkeping van de zuiger gemonteerd zijn. Er zijn meestal drie zuigerringen in een motor. Soms kan de ring er één zijn, afhankelijk van het motortype.

Zuigerlagers:

De lagers zijn geweldige zuigeronderdelen die de effectiviteit van de beweging helpen. Ze bevinden zich op de punten waar de cruciale rotatie plaatsvindt. Deze lagers zijn meestal halfcirkelvormige metalen stukken die in de boringen van deze punten passen.

Zuigerpen:

De zuigerpen is een zuigeronderdeel dat ook bekend is als een polspen of gudgeon pen. Deze pen is de holle of massive as in de ski-sectie. Er zit een zuigerstang op deze pen, vastgehouden in de zuigerpenbussing. De functie van de zuigerpen is om lagerondersteuning te bieden, zodat de zuiger goed kan functioneren.

Zuigerkop:

Dit deel van een zuiger is ook bekend als een kroon of koepel, wat het bovenste oppervlak is. Het is het deel dat in contact komt met de verbrandingsgassen, waardoor het een extreem hoge temperatuur ervaart. De functie van de zuiger is om drukken, temperaturen, en andere spanningen van het expandende gas te ontvangen.

Verbindingsstang bout:

Een ander zuigeronderdeel dat niet achterwege kan worden gelaten is de conrod bout. Het wordt gebruikt om de stang aan de krankas te monteren. Er is een stangkap en lager aan de onderkant van de stangbouten. Een moer wordt vervolgens gebruikt om de componenten samen met de bout vast te zetten.

Verbindingsstang:

Een verbindingsstang is een van de belangrijkste onderdelen van de zuiger, vaak afgekort als conrod of stang. Het verbindt de zuiger met de krankas van de motor en laat de beweging van de zuiger in de kamer toe. Het onderdeel is ontworpen om mechanische spanning te dragen, wat het stevig genoeg maakt. De zuigeronderdelen worden gemaakt van smeden en soms gietproces.

Lees: Viertaktmotor: alles wat u moet weten

Typen zuigers

Hieronder staan de drie typen zuigers:

Komzuigers: een komzuiger is gevormd als een bord met een licht opkrullende buitenrand. Het is eenvoudig en simpel en geeft minder problemen aan ingenieurs. Het wordt vaak gebruikt in geladen toepassingen die geen hoge-lift nokaas of hoge compressieverhouding vereisen.

Platkopzuigers: het platkop type zuiger heeft een platte top. Het heeft de kleinste hoeveelheid oppervlakte, wat de kans geeft om de meeste kracht te creëren. Het is perfect voor het creëren van efficiënte verbranding.

De platkopzuigers creëren een hoge ontploffing in de kamer, maar de compressie kan te veel zijn voor kleinere verbrandingskamers.

Koepelzuigers: het concept van komzuigers is het tegenovergestelde van het komtype. De middelste bubbel om het oppervlaktegebied aan de bovenkant van de zuiger te vergroten. Wel, meer oppervlakte betekent minder compressie, terwijl meer compressie meer kracht gecreëerd aangeeft.

De verbrandingskamer heeft een bovengrens die het kan aan, dus het verlagen van de compressiesnelheid is de beste optie om te voorkomen dat de motor kapgaat.

Lees: Alles wat u moet weten over transmissiesysteem

Veelvoorkomende Zuigerproblemen

Het probleem dat een zuiger ontwikkelt is niets minder dan een scheur. Deze scheur treedt op de bovenkant van een zuigerkop op, bekend als een kroon. Het wordt meestal veroorzaakt door overmatige compressie of te vroege ontstekingstiming als gevolg van verbrandingsdruk in benzineomotoren. De zuigerkop scheurt omdat het buiten de druk werkt waar het voor bedoeld is.

In een dieselmotor ontwikkelt de zuiger problemen door een toestand bekend als thermische vermoeidheid. Thermische vermoeidheid treedt op wanneer een motor onder zware belasting samen met lichte belasting wordt bediend. Deze constante drastische veranderingen in verbrandingstemperatuur resulteren plotseling in thermische scheuren van de zuigerkop.

Scheur treedt ook op in de zuigerski door de constante overmatige belasting van de motor en hoge kilometrage vermoeidheid. In sommige situaties is het zuigerontwerp de oorzaak. Meestal corrigeert de fabrikant dit later door een opgevolgd onderdeel te leveren.

De zuigerski kan nog scheuren in het beginstadium van een gerepareerde motor wanneer de zuiger niet correct aan de stangen is gemonteerd. Dit veroorzaakt spanningsscheuren, wat een ernstige scheur aan de ski veroorzaakt.

Lees: Hoe de automobielmotor werkt

Dit was voor dit artikel dat de definitie, werking, onderdelen, typen, materiaal, het probleem van een zuiger belicht. Ik hoop dat de kennis is verkregen, zo ja, laat dan uw gedachten weten en vergeet niet te delen. Dank u!