Cum să faci pistoanele mai ușoare
Toată lumea încearcă să slăbească puțin în zilele noastre, iar pistoanele tale nu fac excepție. De ce este importantă greutatea pistonului și cum pot fi aruncate grame fără a sacrifica forța? Explorăm procesul de a face pistoanele mai ușoare.
La 6.500 RPM, un piston schimbă direcția de peste 200 de ori pe secundă. Într-un motor cu o cursă de patru inci, viteza medie a pistonului este de aproape 50 de mile pe oră și aceasta este doar media - petrece o cantitate considerabilă de timp (în termeni relativi) stând aproape nemișcat în partea de sus și de jos a fiecărei curse. înainte de a fi împins sau târât înapoi în cealaltă direcție.
Concluzia este că forța g a unui piston, chiar și în cazul unei aplicații ușoare, este enormă și considerăm de la sine înțeles că vor face față stresului mereu și fără a defecta și dezasambla spontan motorul. În timp ce accelerația pistonului rezistă este o funcție matematică a turației motorului, a aruncării manivelei și a dimensiunilor tijei, cât de multă forță care se traduce este ceva pe care avem un anumit control, sub forma greutății pistonului. Deși ar putea părea contraintuitiv, un piston mai ușor poate fi mai durabil decât unul mai greu dacă există exces de material în locuri greșite și, pentru a obține o idee despre cum și de ce să facem pistonii mai ușori, am contactat doi indivizi foarte cunoscuți - Vic Ellinger și Nick DiBlasi ai lui Wiseco.
Este ușor să privim componente precum pistoanele, tijele, manivela și blocul ca fiind complet rigide atunci când sunt așezate în sala de asamblare, dar forțele care acționează asupra lor în funcțiune sunt cu mult peste capacitatea noastră de a înțelege intuitiv că este greu să simți cum se flexează și se mișcă în funcțiune.
Ellinger descrie elocvent haosul controlat care se petrece în interiorul unui motor în funcțiune; „Există forțe constante de împingere și tragere care distorsionează fiecare componentă a ansamblului rotativ - Gândiți-vă la o găleată de pietre pe un șir versus o pietricică la capătul unui șir și învârtindu-le rotunde și rotunde. Inelele luptă împotriva ciclurilor de ardere; pistonul, tija și știftul încearcă să fie aruncat literalmente din bloc, în timp ce încearcă să sigileze și, la rândul său, să împingă vehiculul pe drum. Pereții cilindrilor au formă de butoi, iar capacele principale și ale tijei se mișcă luptându-se pentru a rămâne fixați în poziție și pentru a oferi suport pentru rulmenți. ”
Interesant este faptul că pistoanele nu sunt sub cea mai mare solicitare atunci când s-ar putea crede că sunt - în timpul cursei de putere. DiBlasi explică: „De fapt rulmenții, jantele și capacele sunt cele care văd cele mai multe forțe pe cursele de putere ale motoarelor, unde sarcinile inerțiale ale cursei de eșapament și decelerarea sunt locul în care apar multe defecțiuni la piesele grele.” Pistoanele și tijele sunt de fapt sub unele dintre cele mai extreme stresuri la TDC în timpul comutării dintre cursele de evacuare și admisie, unde există puțină rezistență la mișcarea ascendentă a pistonului de la presiunea din cameră, iar pistonul schimbă brusc direcția pe măsură ce mișcarea manivela începe să o tragă înapoi în gaură.
„Sub compresie, atunci când piesele sunt proiectate corect, totul este fericit și se menține împreună”, explică DiBlasi. "Greutatea mare poate avea un impact cu adevărat atunci când masa devine din ce în ce mai departe de linia centrală a arborelui cotit."
Simplifică și adaugă ușurință
Pentru a reduce aceste solicitări, este esențială reducerea masei ansamblului rotativ, iar cea mai mare lovitură pentru buck în ceea ce privește reducerea greutății se întâmplă cu pistoanele.
Per DiBlasi, „Cu cât puteți scoate mai multă greutate din ansamblul tijei și pistonului, cu atât mai puțină stres puneți pe rulmenți și jante. Atunci când motoarele cu turație „ridicate”, sarcina și turațiile pot deteriora cu o viteză exponențială. Fiecare gram face o diferență uriașă în acel moment. Un piston extrem de greu împinge, de asemenea, limitele șuruburilor tijei. Pistonul, care se întoarce la TDC, va face tot ce poate pentru a continua să se deplaseze în acea direcție, iar șuruburile tijei sunt singurul lucru în loc pentru a opri acest lucru. ”
În unele circumstanțe, cum ar fi motoarele care funcționează cu impulsuri mari sau mult azot, nu există nicio alternativă la a avea masă suplimentară în piston pentru a asigura suficient dissipator de căldură pentru a preveni detonarea și a furniza o cale suficient de largă pentru ca energia termică să fie realizată. ieșirea din piston și în pereții cilindrilor și, în cele din urmă, sistemul de răcire. Dar fără aceste condiții speciale, bricheta va fi mai bună.