Der Kolben eines Hubkolbenmotors ist ein zylindrisches Element, das sich in einem Stahlzylinder hin und her bewegt. Der Kolben wirkt als bewegliche Wand innerhalb der Verbrennungskammer. Wenn sich der Kolben im Zylinder nach unten bewegt, saugt er das Kraftstoff-Luft-Gemisch an. Wenn es sich nach oben bewegt, komprimiert es die Ladung, es kommt zur Zündung und die expandierenden Gase drücken den Kolben nach unten. Diese Kraft wird über das Pleuel auf die Kurbelwelle übertragen. Beim Rückhub nach oben drückt der Kolben die Abgase aus dem Zylinder und der Zyklus wiederholt sich.
Kolbenkonstruktion
Die meisten Kolben von Flugzeugtriebwerken werden aus Schmiedestücken aus Aluminiumlegierungen hergestellt. In die Außenfläche des Kolbens sind Rillen eingearbeitet, um die Kolbenringe aufzunehmen, und auf der Innenseite des Kolbens sind Kühlrippen für eine bessere Wärmeübertragung auf das Motoröl vorgesehen.
Kolben können entweder vom Rumpftyp oder vom Pantoffeltyp sein. Kolben vom Pantoffeltyp werden in modernen Hochleistungsmotoren nicht verwendet, da sie keine ausreichende Festigkeit oder Verschleißfestigkeit bieten. Die Oberseite des Kolbens oder Kopfes kann flach, konvex oder konkav sein. Aussparungen können in den Kolbenkopf eingearbeitet werden, um eine Störung der Ventile zu verhindern.
Moderne Motoren verwenden nockengeschliffene Kolben, die senkrecht zum Kolbenbolzen einen größeren Durchmesser haben. Dieser größere Durchmesser hält den Kolben gerade im Zylinder, wenn der Motor vom ersten Start an warm wird. Wenn sich der Kolben während des Aufwärmens erwärmt, hat der Teil des Kolbens in einer Linie mit dem Stift mehr Masse und dehnt sich mehr aus, wodurch der Kolben vollständig rund wird. Bei niedrigen Temperaturen ist der Kolben oval geformt und wird bei Erwärmung auf Betriebstemperatur rund. Dieser Vorgang verringert die Tendenz des Kolbens, während des Aufwärmens im Zylinder zu schlagen oder zu schlagen. Wenn der Motor seine normale Betriebstemperatur erreicht hat, nimmt der Kolben im Zylinder die richtigen Abmessungen an.
Es können bis zu sechs Nuten um den Kolben herum eingearbeitet werden, um die Kompressionsringe und Ölringe aufzunehmen. Die Kompressionsringe werden in die drei obersten Nuten eingebaut; Die Ölabstreifringe sind direkt über dem Kolbenbolzen eingebaut. Der Kolben ist normalerweise an den Ölabstreifringnuten gebohrt, damit überschüssiges Öl, das von den Ölabstreifringen von den Zylinderwänden abgestreift wird, in das Kurbelgehäuse zurückfließen kann. Ein Ölabstreifring ist an der Basis der Kolbenwand oder des Schafts installiert, um einen übermäßigen Ölverbrauch zu verhindern. Die zwischen den Ringnuten liegenden Teile der Kolbenwände werden als Ringstege bezeichnet. Neben der Führung des Kolbenbodens nimmt das Kolbenhemd die Kolbenbolzennaben auf. Die Kolbenbolzenaugen sind massiv ausgeführt, um die hohe Belastung des Kolbenbodens auf den Kolbenbolzen übertragen zu können.
Kolbenbolzen
Der Kolbenbolzen verbindet den Kolben mit der Pleuelstange. Es wird in Form eines Rohres aus einer Nickel-Stahl-Legierung geschmiedet, einsatzgehärtet und geschliffen. Der Kolbenbolzen wird wegen der Ähnlichkeit zwischen den relativen Bewegungen des Kolbens und der Gelenkstange und denen des menschlichen Arms manchmal als Kolbenbolzen bezeichnet. Der in modernen Flugzeugmotoren verwendete Kolbenbolzen ist der voll schwimmende Typ, so genannt, weil der Bolzen sowohl im Kolben als auch im Kolbenbolzenlager der Pleuelstange frei rotieren kann. Der Kolbenbolzen muss festgehalten werden, um zu verhindern, dass die Bolzenenden die Zylinderwände beschädigen. Ein Stopfen aus relativ weichem Aluminium im Stiftende sorgt für eine gute Auflagefläche an der Zylinderwand.
