Stempel udvikling er en interessant slags ting i motorens historie, primært fordi det er mindre en historie om "udvikling", end det er udnyttelse. De fleste stempel materialer, produktionsmetoder og dimensioner i brug i dag har eksisteret i over et århundrede, men udviklingen af ​​motoren rundt stemplet har ændret hvilke materialer, vi bruger, og hvordan vi bruger dem. Den første Pistons

Back omkring århundredeskiftet og hele vejen igennem 1950'erne, de fleste motorer brugte en slags støbejern eller stål stempel - stort set de samme ting som motorblokken. Ældre motorer sluppet af sted med at bruge denne holdbare og billige, men tungt materiale, fordi de generelt drives ved lav - ved moderne standarder - omdrejninger og kompressionsforhold. Den lave omdrejninger betød nedsat stress på plejlstænger, så ingeniører til at bruge langt tungere stempler uden frygt for snapping stængerne. Lav kompressionsforhold reduceret cylinder pres, hvilket gav mulighed for brug af svagere legeringer. Ældre motorer tendens til at bruge større afstand ringsriller delvist på grund af nederste cylinder pres og dels på grund af de materialer, der anvendes på det tidspunkt, men mest fordi den lave stempel vægt var ikke en høj prioritet på det tidspunkt.


Aluminum Stempler

Aluminum stempler begyndte at vise sig i begyndelsen af ​​1950'erne. Der er et par grunde til, at aluminium tog så lang tid for at ramme forbrugeren bilmarked, ikke mindst som var rationering af "strategisk" materiale under USAs krigsårene. Nationer på begge sider af krigen havde brug for al den aluminium, de kunne komme til at bygge fly, hvilket betød, at selv high-rpm ydeevne motorer måtte nøjes med stål og jern stempler. Støbt aluminium stempler var langt lettere end stål eller jern stempler, og tilbød en bedre varmeafledning for at lette højere kompressionsforhold. Stærkere smedede aluminium stempler debuterede næsten samtidig med støbte stempler, men så - og fortsætte med at se - kun begrænset anvendelse i high-performance applikationer. Ringsriller fik tættere sammen som stempel vægt blev mere af en prioritet og bar slid blev mindre af én.
Hypereutectic Pistons

Stempel teknologien udviklet overraskende lidt under Amerikas muskel-bil år, i hvert fald hvad angår de store fremskridt. 60'erne var for det meste, en periode med raffinement og langsom evolution snarere end revolution. Overraskende nogle af de største ændringer i stempel design og materialer kom i løbet af 1970'erne og 1980'erne som følge af stadigt strammere emissioner og brændstoføkonomi mandater. Hypereutectic stempler - aluminium stempler med et meget højt indhold af silicium - debuterede i 1970'erne. Højere indhold af silicium reduceret stempel ekspansion og varme absorption, giver mulighed for en langt strammere fit mellem stemplet og boringen og et bump i magt og effektivitet. Ulempen er, at silicium, som er dybest set glas, gør HTP mere skrøbelige og udsat for brud, når de udsættes for detonation og fortænding.
Nutid og fremtid

Mens de 've været rundt i mindst 20 år, grafit, keramik og siliciumkarbid - aka carbon-carbon - materialer er fortsat nogle af de mere interessante grænser i moderne stempel teknik. Disse materialer er kompositter baseret på en slags kulstof de samme ting, at diamanter er lavet af. Selv om ingen af ​​disse materialer er helt så hårdt, som selv den blødeste diamant, skal bare det faktum, at sammenligningen give dig en idé om deres potentiale. Disse ultra-hårde materialer tillader ingeniører til at gøre stempler, der er meget lys, og materialets lave - praktisk ikke-eksisterende - ekspansionshastigheden betyder, at de kan passe i et hår af boringen. Og da de er sådanne effektive isolatorer, disse materialer til at sikre, at flere af brændstoffets energi går ind flytte bilen, end det gør opvarmning stemplerne.
Studier på nye materialer

I 1994 en rapport, indgivet af NASA fandt, at siliciumcarbid stempler fastholdt deres fulde trækstyrke hele vejen op til 2.500 grader - stock aluminium stempler var kun godt at 800 grader - og mere end fordoblede drejningsmoment produktion på testen motorens røde linje. Mens sidstnævnte er imponerende, at førstnævnte er også vigtig, da 2.500-graders-kompatible stempler betyder, at ingeniører kan bygge motoren køre ved meget slankere og mere effektiv luft /brændstof-forhold. En lignende undersøgelse foretaget af Daimler-Benz fandt, at grafit stempler var gode for en omtrentlig 3 procent forbedring i magten uden en stigning i brændstofforbruget. Grafit stempler 'strammere fit også nettede en 50 procent nedgang i olieforbruget, en 30 procent nedgang i kulilte og - måske mest markant - en 20 procent nedgang i uforbrændt brændstof. Og det er uden at ændre motorens brændstofsystem til at drage fuld fordel af dem.

.from:https://www.biler.biz/automotive/cars-trucks-autos/other-autos/116803.html