Έμβολα μέρος 1o | Σκοπός, λειτουργία, είδη
Νομίζω πως ήρθε η ώρα να γνωρίσουμε τα “εντόσθια”ενός κινητήρα.Πάμε να δούμε το πρώτο από αυτά, δηλαδή τα έμβολα.
Πως αναπτύσσεται η ισχύς σε ένα κινητήρα;
Αναπτύσσεται μέσω της καύσης του μείγματος αέρα-καυσίμου η οποία προκαλεί την αύξηση της θερμοκρασίας στο θάλαμο καύσης. Αυτή η αύξηση της θερμότητας προκαλεί την αύξηση της πίεσης των καυσαερίων. Όπου πίεση έχουμε κάποια δύναμη. Αυτή η δύναμη που δημιουργεί η πίεση των καυσαερίων μετατρέπεται σε ωφέλιμο έργο μέσο των εμβόλων, του διωστήρα (μπιέλα) και του στροφάλου.
Άρα ποιος είναι ο σκοπός του εμβόλου;
Ο σκοπός δεν είναι μόνο ένας, αλλά τρεις! Αυτοί είναι:
- Μεταφορά δύναμης: Μεταφέρει τη δύναμη της καύσης (που ανέφερα παραπάνω) στο στροφαλοφόρο, μέσω της μπιέλας.
- Στεγανοποίηση θαλάμου καύσης: Το έμβολο και τα ελατήρια του στεγανοποιούν το συμπιεσμένο αέρα κατά τη συμπίεση (αν δεν στεγανοποιούσαν δεν θα είχαμε συμπίεση αφού θα υπήρχε διαρροή), καθώς και τα καυσαέρια κατά τον ωφέλιμο χρόνο (χρόνος εκτόνωσης).
- Απορροφά (άγει) τη θερμότητα: απορροφά τη θερμότητα του θαλάμου καύσης και τον μεταφέρει στο κάρτερ (ελαιολεκάνη).
Είδη εμβόλων
Τα έμβολα διαχωρίζονται σε 3 κατηγορίες κατεργασίας:
- Τα χυτά
- Τα υπερεύτηκτα (απλά σφηρίλατα)
- Τα ενισχυμένα (σφυρήλατα)
Τα χυτά
Τα χυτά έμβολα αλουμινίου (σύγχρονοι κινητήρες) κατασκευάζονται σε ειδικά καλούπια με τη χρήση λιωμένου αλουμινίου και πυριτίου και την εφαρμογή πίεσης (περίπου 80τόνων).Το πυρίτιο χρησιμοποιείται κυρίως για τον έλεγχο της κατάστασης του εμβόλου όταν αυτό ζεσταθεί πολύ (δηλαδή στη διαστολή του). Η μέθοδος της πίεσης χρησιμοποιείται ώστε η δομή του υλικού να συμπιεστεί και να δημιουργήσει την απαραίτητη αντοχή στο έμβολο.
Τα απλά σφυρήλατα
Εδώ η διαδικασία χύτευσης είναι παρόμοια με των χυτών εμβόλων, με τις σημαντικές διαφορές να είναι 2: αρχικά η χρήση του πυριτίου είναι μεγαλύτερη και στη συνέχεια όταν μπεί το υλικό στο καλούπι, αντί να δεχθεί σταθερή πίεση της πρέσσας, σφυρηλατείται με έως και 100 τόνους βάρους πάνω στο καλούπι.
Τα ενισχυμένα σφυρήλατα έμβολα
Τα συγκεκριμένα έμβολα είναι πολύ υψηλής αντοχής επειδή η κατασκευή τους έχει σκοπό την αύξηση της μοριακής πυκνότητας. Όμως το βασικό μειονέκτημα αυτών είναι ότι δεν είναι το ίδιο σκληρά στο κέντρο τους. Για το λόγο αυτό σφυριλατούνται μέσα στα καλούπια τα οποία είναι παρόμοια με των απλών εμβόλων. Επίσης τα έμβολα αυτά, επειδή είναι πολύ λιγότερο πορώδη από τα χυτά, άγουν (απωθούν) τη θερμότητα πολύ πιο γρήγορα. Γενικά οι θερμοκρασία λειτουργίας τους είναι περίπου 20% μικρότερη από αυτή των χυτών εμβόλων.
Πηγές
Βιβλίο Κινητήρες αυτοκινήτων οχημάτων
