Retour vers le tournant du siècle et tout au long des années 1950, la plupart des moteurs utilisé une sorte de fonte ou d'acier piston - essentiellement la même étoffe que le bloc moteur. Moteurs plus anciens se sont enfuis avec l'utilisation de ce matériau durable et peu coûteux, mais lourd, car ils fonctionnent généralement à faible - selon les normes modernes - rpm et taux de compression. La faible vitesse de rotation signifie une réduction du stress sur les bielles, ce qui permet aux ingénieurs d'utiliser pistons beaucoup plus lourdes sans crainte de claquer les tiges. Taux de compression faible réduction de la pression cylindre, ce qui a permis d'utiliser des alliages faibles. Moteurs plus anciens ont tendance à utiliser plus largement espacés gorges annulaires partiellement en raison de la pression des cylindres inférieurs et en partie en raison des matériaux utilisés à l'époque, mais surtout parce que le faible poids du piston n'était pas une priorité élevée à l'époque.
Photos pistons en aluminium
pistons en aluminium commencé à apparaître au début des années 1950. Il ya quelques raisons que l'aluminium a fallu si longtemps à arriver sur le marché de la voiture du consommateur, pas le moindre de ce qui était le rationnement de la matière «stratégique» pendant les années de guerre de l'Amérique. Nations des deux côtés de la guerre nécessaires tout l'aluminium qu'ils pourraient obtenir à construire des avions, ce qui signifie que même les moteurs de performances à haut régime ont eu à faire avec pistons en acier et en fer. pistons en aluminium coulé ont été beaucoup plus léger que l'acier ou le fer pistons, et ont offert une meilleure dissipation de la chaleur pour faciliter des taux de compression élevés. Pistons en aluminium forgé fortes débuté presque simultanément avec pistons coulés, mais vu - et continuent à voir - qu'un usage limité dans les applications de haute performance. gorges de segments se sont rapprochés comme le poids du piston est devenu plus une priorité et portait usure est devenue moins d'un an.
hypereutectiques Pistons
technologie de piston
étonnamment peu progressé au cours de Les années muscle de voiture de l'Amérique, au moins en termes d'avancées majeures. Les années 60 ont été, pour la plupart, une période de raffinement et de lente évolution plutôt qu'une révolution. Étonnamment, certains des plus grands changements dans la conception et les matériaux piston est arrivé au cours des années 1970 et 1980 en raison des émissions de plus en plus restrictives et des mandats d'économie de carburant. Pistons hypereutectiques - pistons en aluminium avec une très forte teneur en silicium - a fait ses débuts dans les années 1970. Teneur en silicium supérieure réduit l'expansion du piston et l'absorption de chaleur, ce qui permet un ajustement plus serré entre le piston et l'alésage et une bosse dans le pouvoir et l'efficacité. L'inconvénient est que le silicium, étant essentiellement verre, rend le HTP plus fragiles et sujettes à l'égrenage lorsqu'il est soumis à la détonation et pré-allumage.
Le présent et l'avenir
Alors qu'ils 'ai été autour depuis au moins 20 ans, le graphite, la céramique et carbure de silicium - aka carbone-carbone - matériaux restent quelques-uns des frontières les plus intéressantes dans l'ingénierie de piston moderne. Ces matériaux sont des composites basées sur une sorte de carbone; la même chose que les diamants sont faits. Bien qu'aucun de ces matériaux sont tout aussi dur que même le plus doux diamant, juste le fait de la comparaison devrait vous donner une idée de leur potentiel. Ces matériaux ultra-durs permettent aux ingénieurs de faire des pistons qui sont très léger et faible de la matière - pratiquement inexistant - taux d'expansion signifie qu'ils peuvent s'adapter à un cheveu de l'alésage. Et comme ils sont les isolants efficaces, ces matériaux permettent de s'assurer que davantage d'énergie du carburant va en déplaçant la voiture que ça ne chauffe les pistons.
Études sur les nouveaux matériaux
En 1994, un rapport déposé par la NASA a constaté que les pistons de carbure de silicium ont maintenu leur résistance à la traction plein tout le chemin jusqu'à 2500 degrés - Image pistons en aluminium étaient seulement bon à 800 degrés - et la production de couple plus que doublé au rouge direct du moteur d'essai. Alors que ce dernier est impressionnant, le premier est important, aussi, depuis pistons 2.500 degrés compatibles signifient que les ingénieurs peuvent construire le moteur de fonctionner à plus légère et plus efficace air /carburant pauvres. Une étude similaire menée par Daimler-Benz a constaté que les pistons en graphite étaient bonnes pour une amélioration de 3 pour cent environ de la puissance sans augmentation de la consommation de carburant. Ajustement plus serré des pistons en graphite a également inscrit un recul de 50 pour cent la consommation de pétrole, une baisse de 30 pour cent en monoxyde de carbone et - peut-être surtout - une diminution de 20 pour cent dans le carburant imbrûlé. Et c'est sans modifier le système de carburant du moteur pour tirer pleinement parti d'eux.
