Kolben (Technik)
Im Allgemeinen ist ein Kolben eine geschmierte, gleitende Welle, die fest in die Öffnung eines Zylinders passt. Sein Zweck ist es, das vom Zylinder eingeschlossene Volumen zu verändern, eine Kraft auf ein Fluid im Inneren des Zylinders auszuüben, Anschlüsse abzudecken und freizulegen oder eine Kombination davon. Manchmal wird eine Gummidichtung verwendet, um das Schmiermittel innerhalb der Welle zu halten. Aufgrund der ständigen Bewegung der Maschine verschleißt diese Dichtung schnell und sollte bei jeder Wartung ausgetauscht werden. Sollte die Dichtung während des Betriebs brechen, kann dies katastrophale und lang anhaltende Folgen für die Maschine haben.
Komponenten eines typischen DOHC-Kolbenmotors mit Viertaktzyklus. (E) Auslassnockenwelle, (I) Einlassnockenwelle, (S) Zündkerze, (V) Ventile, (P) Kolben, (R) Pleuelstange, (C) Kurbelwelle, (W) Wassermantel für den Kühlmittelfluss.
Kraft schaffen
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Kolbenmotor die Verbrennung in Antriebskraft umwandeln kann. Dies sind Zweitakt- und Viertaktmotoren.
Ein Einzylinder-Zweitaktmotor erzeugt bei jeder Kurbelwellenumdrehung Leistung, während ein Einzylinder-Viertaktmotor alle zwei Umdrehungen Leistung erzeugt. Ältere Konstruktionen kleiner Zweitaktmotoren produzierten mehr Schadstoffe als Viertaktmotoren. Moderne Zweitakt-Konstruktionen, wie die Vespa ET2-Einspritzung, verwenden jedoch eine Kraftstoffeinspritzung und sind so sauber wie Viertaktmotoren. Große Diesel-Zweitaktmotoren, wie sie in Schiffen und Lokomotiven verwendet werden, arbeiten seit jeher mit Kraftstoffeinspritzung und erzeugen geringe Emissionen. Einer der größten Verbrennungsmotoren der Welt, der Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, ist ein Zweitaktmotor; er ist größer als die meisten zweistöckigen Häuser, hat Kolben mit einem Durchmesser von fast einem Meter und ist einer der effizientesten mobilen Motoren, die es gibt. Theoretisch muss ein Viertaktmotor größer als ein Zweitaktmotor sein, um eine gleichwertige Leistung zu erzeugen. Zweitaktmotoren sind heutzutage in den entwickelten Ländern immer seltener anzutreffen, was hauptsächlich auf die Zurückhaltung der Hersteller zurückzuführen ist, in die Reduzierung der Zweitakt-Emissionen zu investieren. Traditionell wurde den Zweitaktmotoren nachgesagt, dass sie mehr Wartung benötigen. Auch wenn die einfachsten Zweitaktmotoren weniger bewegliche Teile haben, könnten sie schneller verschleißen als Viertaktmotoren. Zweitaktmotoren mit Kraftstoffeinspritzung erreichen jedoch eine bessere Schmierung des Motors, und Kühlung und Zuverlässigkeit dürften sich erheblich verbessern.
Externer Verbrennungsmotor
Eine Dampfmaschine ist eine andere Art von Kolbenmaschine. Bei den meisten Dampfmaschinen sind die Kolben doppeltwirkend: Dampf wird abwechselnd an beiden Enden des Zylinders zugeführt, so dass jeder Kolbenhub Kraft erzeugt.
Galerie
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Ein Kolben
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Vereinfachte Kolbenanimation.
Verwandte Seiten
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