Stempel (teknologi)

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Næsestempel med overløbskanalvinduer, totakts motorcykelmotor fra 1950'erne, støbt aluminium
Forsænket stempel (dieselmotor)
Stempel med forbindelsesstang , stempelstift og stempelringe . Ventillommerne kan ses øverst til venstre og højre
Kompressor stempel i cylinderen med håndsving drev
To drejelapper passer ind i hinanden i huset ( rotationslobepumpe , rodblæser )
Wankel -motor : stemplet beskriver en cirkulær bane og roterer i processen

I maskinteknik er stempler bevægelige komponenter , der sammen med det omgivende hus danner et lukket hulrum, hvis volumen ændres på grund af bevægelse . Dette princip kan implementeres i forskellige designs: med frem- og tilbagegående stempler, der bevæger sig op og ned, roterende roterende stempler eller noget andet.

Et enkelt, udbredt design, der allerede var kendt i antikken, er en rund skive, der er nedsænket i et rørformet hus , cylinderen . Ledets og stemplets position i huset bestemmer hulrummets størrelse.

Anvendelse

I motorer , en del af sin er energi udvundet fra en gasformig eller flydende arbejdsmedium i disse udskiftelige hulrum skabt på denne måde, som derefter kan anvendes i en arbejdsgruppe maskine . I pumper og kompressorer tilføres derimod energi, idet trykket og i tilfælde af gasser også temperaturen på mediet stiger.

Typer

Maskiner, hvor stempler overfører energien, tilhører stempelmaskinerne . For at overføre energi i maskinen kan stemplet og huset interagere med ind- og udløbsrør og ventiler .

Stemplet, og sjældent også huset, er den komponent, hvormed energiudvekslingen finder sted. Med frem- og tilbagegående stempler indføres normalt kræfter i stemplet via krumtapdrev med forbindelsesstænger eller via stempelstænger . I gratis stempelmaskiner fungerer stemplet typisk på gasfjedre.

Stempelets form, det materiale, det er lavet af, dets vej og den hastighed, hvormed den bevæger sig, er underlagt en række faktorer. Den anvendte væske, de kræfter og temperaturer, der opstår, og maskintypen fører til meget forskellige designs.

  • Snit gennem cylinderen på en dobbeltvirkende dampmaskine med skivestempel

  • Stempelstempel med forbindelsesstang på en benzinmotor

  • Snit gennem en pumpe med et stempelstempel

  • Rodblæser med to roterende stempler

  • Rotationsstempel af en skruekompressor

Stempelstempel er tilgængelige som skivestempler, stempelstempler og stempelstempler:

  • Diskstempler er tynde plader, der forsegler mod cylinderen i kanten. De arbejder normalt via en stempelstang, der styres udadtil og forhindrer vippe. I tilfælde af krankdrev er forbindelsesstangen forbundet via et tværhoved, der holder sidekraften væk fra stempelstangen.
  • I tilfælde af stempler kombineres tætningspladen og tværhovedet til en komponent. Sidekræfterne overføres til cylinderen.
  • De slanke og cylindriske formede stempler bevæger sig ind og ud af arbejdsområdet gennem en fast forsegling (typisk en pakningskasse ). Med pumper kan arbejdsrummets form stort set frit vælges.

Anvendelseseksempel forbrændingsmotor

De mest udbredte stempelmotorer til dato (2016) er Otto -motoren (benzin) og dieselmotoren . Brugen af ​​princippet beskrevet ovenfor forklares her ved hjælp af denne maskine.

Generel

Stemplet viser følgende funktionelle komponenter:

  1. stempelkronen, som er i kontakt med mediet. Stempelkronen kaldes også den øverste landkant. [1]
  2. det øverste land. Den strækker sig fra stempelkronen til den øvre stempelring. Det beskytter den første stempelring mod overophedning. [2]
  3. ringbæltet: Sammen med de andre riller og ringlande danner det øverste land det såkaldte ringbælte . [3]
  4. stempelskørtet eller stempelskørtet eller stempelvæggen: den cylindriske komponent, der passer ind i cylinderboringen med et lille stykke spil, [4]
  5. stempelstiften med dens leje, der forbinder stemplet med forbindelsesstangen .

  • Ringbælte af et stempel

  • Topland, stempeltag og stempelskørt på det ene stempel.

Stempler i forbrændingsmotorer

Stempler til stempelmotorer er nu hovedsageligt fremstillet af støbte aluminiumlegeringer , tidligere ofte lavet af støbejern . Emnerne støbes i permanente forme , for nogle - især for kraftfulde motorer - er de smedet. Den ydre overflade, ventillommer , stempelringrillerne og stempelboltboringen bearbejdes derefter mekanisk.

Teknologisk er der betydelige forskelle mellem dieselmotorer og benzinmotorsstempler på grund af de forskellige forbrændingsprocesser:

Dieselstempler udsættes for højere termiske og mekaniske belastninger og skal derfor forstærkes i den første stempelringrille med en støbt ringholder fremstillet af austenitisk støbejern ("Niresist") for at forhindre rillen i at slå ud og materialeoverførsel til ringen gennem mikrosvejsninger. I tilfælde af meget belastede stempler er messingbøsninger strakt i stiftboringen. Et andet karakteristisk træk ved stemplerne på dieselmotorer med direkte indsprøjtning er gulvudsparingen, hvor det indsprøjtede brændstof hvirvles og blandes med luften. Stempler udsat for høje termiske belastninger (især racer-, luftfarts- eller turbodiesel -motorer) implementeres ofte med sprøjtedyser (til motorolie) for at afkøle stempelkronen. Stemplet kan forsynes med en omkreds af oliekanal eller kun afkøles ved sprøjtestøbning på bunden. I tilfælde af store, langsomt kørende motorer kan stemplet også afkøles ved cirkulerende køling. Mediet føres til stemplet gennem et teleskoprør.

Stempler i benzinmotorer er kendetegnet ved deres betydeligt tyndere vægtykkelse, hvilket tillader højere motorhastigheder på grund af deres lavere vægt. I området med den første stempelringrille kan hård anodisering undertiden bruges til at reducere slid og mikrosvejsning.

Stempelkronen bærer delvist flade lommer for at rumme ventiler, der stikker ind i forbrændingskammeret.

Stempelskørtet bruges til at lede stemplet i cylinderrøret og er belagt med en smørende lak på de fleste stempler. I ældre designs har den ofte en støbt stålstrimmel på indersiden ( kontrolstempel , "kontrolplade", "autotermisk stempel") for at kontrollere stigningen i diameter ved opvarmning. For at spare vægt har mange højhastigheds-firetaktsmotorer stempelskørtet på siderne (ved stempelstiftåbningerne) forskudt indad ("kasse" -stempel).

I tilfælde af det leddelte stempel [5] [6] er forseglingsstemplets krone med stempelringene og stempelenden, som overfører sidekræfterne fra forbindelsesstangen til cylinderen, to komponenter, der ledes via stempelstiften . Spalten mellem de to dele reducerer varmetabet fra forbrændingskammeret.

Stemplet har en eller flere riller til stempelringene, hvis øverste er kompressionsringene, og mindst en nedre fungerer som en oliekontrolring. De fleste bilstempler har to kompressionsringe og en oliekontrolring. Såkaldte to-ring stempler med kun en kompressionsring bruges også til racermotorer. For totaktsmotorer kan stempelskørterne også have vinduer. Desuden har de fleste totaktsstempler låsestifter i stempelringens riller for at forhindre vridning og fastklemning af stempelringens samlinger i cylinderens kontrolvinduer. Op til 1950'erne var der totaktsmotorer med næsestempler , der skulle forbedre gasudvekslingen under tværgående rensning. Siden 1930'erne har totaktsmotorer med omvendt rensning ifølge Adolf Schnürle generelt haft en flad stempelkrone.

Kraftoverførslen fra stemplet til forbindelsesstangen foregår via stempelstiften . Dette lagres i en boring i stemplet i den indad fortykkede del af skjorten. Denne boring bærer ofte i enden af ​​riller til fastholdelsesringe ("låsering") til den laterale udvandring for at begrænse stempelstiften.

Forskydning af stempelstiften

Stempler uden (venstre) og med (højre) stempelstiftforskydning

I bilsektoren forskydes stempelpindens akse med ca. 0,5–1,5 mm fra stemplets centrum til siden under tryk. [7] Uden denne forskydning ville stemplet ændre kontaktsiden til top dødpunkt (TDC) under fuldt forbrændingstryk. Som et resultat af forskydningen ændrer stemplet kontaktsiden før TDC, når kompressionstrykket kun bygges op. Dette reducerer slid på stemplet og reducerer motorstøj.

  • Et snit fra
    Stik + stempel

  • Forbrændingskammer placeret i stempelkronen i en forkammerløs dieselmotor , se også M-metode

  • Stempel af en totakts dieselmotor med en masse på 570 kg

Store leverandører af stempler

Se også

litteratur

  • Wilfried Staudt: Handbuch Fahrzeugtechnik bind 2. 1. udgave, Bildungsverlag EINS, Troisdorf, 2005, ISBN 3-427-04522-6 .
  • Jan Drummans: Bilen og dens teknologi. 1. udgave, Motorbuchverlag, Stuttgart, 1992, ISBN 3-613-01288-X .

Weblinks

Commons : stempler (teknologi) - Samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: stempel - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. ↑ Ralf Peters: Stempel- og stempelringe: Struktur og betegnelse . I: Maxima Asbirg Bernert (Red.): Waspenblech - Arkiv . Recklinghausen / NRW 20. august 2016 ( square7.ch [åbnet 27. juli 2017]).
  2. ↑ Ralf Peters: Stempel- og stempelringe: Struktur og betegnelse . I: Maxima Asbirg Bernert (Red.): Waspenblech - Arkiv . Recklinghausen / NRW 20. august 2016 ( square7.ch [åbnet 27. juli 2017]).
  3. ↑ Ralf Peters: Stempel- og stempelringe: Struktur og betegnelse . I: Maxima Asbirg Bernert (Red.): Waspenblech - Arkiv . Recklinghausen / NRW 20. august 2016 ( square7.ch [åbnet 27. juli 2017]).
  4. ↑ Ralf Peters: Stempel- og stempelringe: Struktur og betegnelse . I: Maxima Asbirg Bernert (Red.): Waspenblech - Arkiv . Recklinghausen / NRW 20. august 2016 ( square7.ch [åbnet 27. juli 2017]). Stempler og stempelringe: struktur og betegnelse ( Memento fra 30. december 2017 i internetarkivet )
  5. ↑ patent EP0028287 . ‌
  6. ↑ Patent DE1998002488 . ‌
  7. ↑ kfz-tech.de: Deaching .
Hentet fra "https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kolben_(Technik)&oldid=209400241 "