När vi pratar om motorer säger vi ofta att något är en "fyracylindrig" eller en "sexcylindrig". Men vad betyder det egentligen? För dem som inte är bekanta med motorns grunder, är en "cylinder" det utrymme som en kolv rör sig i, och kolvar är viktiga delar inuti de flesta motorer som drivs av förbränning.
I princip blandas bensin och luft i förbränningskammaren ovanför en kolv. När en elektrisk gnista antänder den blandningen skapar det en liten explosion som driver kolven upp och ner. Den rörelsen vrider en vevaxel, som ytterst är ansvarig för att driva en transmission och hjulen.
Som du kan förvänta dig utsätts kolvarna för mer värme, tryck och rörelse än nästan alla andra motordelar. De måste byggas för hållbarhet. Med motorer som ständigt utvecklas, fortsätter biltillverkarna att hitta nya sätt att bygga bättre kolvar, inklusive att ändra deras storlek och sammansättning.
Kolven är kärnan i hur en motor skapar rörelse. Att lägga till kolvar i en motor eller göra dem större ökar slagvolymen, vilket innebär att motorn genererar mer kraft eftersom den förbränner mer bensin.
Antalet kolvar i en motor är dock inte det enda viktiga med dem. Formen på en kolv har stor effekt på förbränningsprocessen. Främst har formen på en kolv mycket att göra med hur värmen och luft/bränsleblandningen hanteras.
Låt oss först prata om olika kolvformer. Kolvar som är elliptiska, eller formade som ovaler, blir mer cirkulära när värme appliceras. Detta möjliggör förbättrad tätning när cylindern möter förbränningskammaren för större effektivitet. Vissa kolvar är avsmalnande eller koniska, vilket gör att kolven kan röra sig mer fritt oavsett hur mycket värme som finns. Andra är "fatformade", vilket är mjukare och genererar mindre brus och hårdhet när det rör sig [källa:University of Windsor].
Låt oss sedan lära oss mer om hur toppen av en kolv påverkar prestanda, bränsleekonomi och motorns livslängd.
Som motorer har utvecklats under åren, har kolvar utvecklats med dem. De blir kortare och lättare och använder mindre kjolar - kolvens cylindriska "kropp". Nyare kolvar är ofta gjorda av aluminiumlegeringar som består av mer kisel än tidigare. Detta förbättrar motståndet mot värme och minskar termisk expansion [källa:Engine Builder].
En av de största framstegen inom kolvteknologi är användningen av olika kolv-"toppar" eller "kronor", den del som kommer in i förbränningskammaren och utsätts för förbränning. Medan äldre kolvtoppar mestadels var platta, har många nu skålar ovanpå som har olika effekter på förbränningsprocessen.
Kolvskålen används främst i dieselmotorer. Dieslar har ingen antändningsfas, så själva kolvkronan kan bilda förbränningskammaren [källa:CDX]. Dessa motorer använder ofta kolvar med olika formade kronor, men med direktinsprutning som blir allt populärare börjar bensinmotorer att använda dem också.
Formen på kolvskålen styr rörelsen av luft och bränsle när kolven kommer upp för kompressionsslaget (innan blandningen antänds och kolven trycks nedåt.) Luften och bränslet virvlar in i en virvel inuti kolvskålen före förbränning (eller komprimering) äger rum, vilket skapar en bättre blandning [källa:Vegburner].
Genom att påverka luft/bränsleblandningen kan man uppnå bättre och effektivare förbränning, vilket leder till mer kraft. Skålarna har en mängd olika former — vissa är också designade för att optimera bränsleekonomin.
När direktinsprutning blir den hetaste nya tekniken för bensinmotorer kan du förvänta dig att kolvar med unika hylsor blir mer och mer populära.
För mer information om kolvens form och förbränning, följ länkarna på nästa sida.
