Der Teil des Motors, in dem die Leistung entwickelt wird, wird als Zylinder bezeichnet. Der Zylinder stellt eine Brennkammer bereit, in der die Verbrennung und Ausdehnung von Gasen stattfindet, und beherbergt den Kolben und die Pleuelstange. Es gibt vier Hauptfaktoren, die bei der Konstruktion und Konstruktion der Zylinderanordnung berücksichtigt werden müssen. Es muss:
1. stark genug sein, um den während des Motorbetriebs entwickelten Innendrücken zu widerstehen.
2. Aus einem leichten Metall konstruiert sein, um das Motorgewicht niedrig zu halten.
3. Haben gute Wärmeleiteigenschaften für eine effiziente Kühlung.
4. Vergleichsweise einfach und kostengünstig herzustellen, zu inspizieren und zu warten.
Der Zylinderkopf eines luftgekühlten Motors besteht im Allgemeinen aus einer Aluminiumlegierung, da eine Aluminiumlegierung ein guter Wärmeleiter ist und ihr geringes Gewicht das Gesamtgewicht des Motors verringert. Zylinderköpfe sind geschmiedet oder druckgegossen, um eine höhere Festigkeit zu erzielen. Die Innenform eines Zylinderkopfes ist im Allgemeinen halbkugelförmig. Die halbkugelförmige Form ist stärker als das herkömmliche Design und hilft bei einem schnelleren und gründlicheren Spülen der Abgase.
Der in dem luftgekühlten Motor verwendete Zylinder ist der obenliegende Ventiltyp. Jeder Zylinder ist eine Baugruppe aus zwei Hauptteilen: Zylinderkopf und Zylinderrohr. Bei der Montage wird der Zylinderkopf durch Erwärmen aufgeweitet und anschließend auf das gekühlte Zylinderrohr aufgeschraubt. Wenn sich der Kopf abkühlt und zusammenzieht und sich der Lauf erwärmt und ausdehnt, entsteht eine gasdichte Verbindung. Die Mehrheit der verwendeten Zylinder ist auf diese Weise mit einem Aluminiumkopf und einem Stahlrohr konstruiert.
Zylinderköpfe
Der Zweck des Zylinderkopfs besteht darin, einen Ort für die Verbrennung des Kraftstoff/Luft-Gemisches bereitzustellen und dem Zylinder eine bessere Wärmeleitfähigkeit für eine angemessene Kühlung zu verleihen. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch wird durch den Funken in der Verbrennungskammer gezündet und beginnt zu brennen, wenn sich der Kolben im Verdichtungshub zum oberen Totpunkt (dem oberen Ende seiner Bewegung) bewegt. Die gezündete Ladung dehnt sich zu diesem Zeitpunkt schnell aus, und der Druck nimmt zu, so dass der Kolben, wenn er sich durch die obere Totpunktposition bewegt, beim Arbeitshub nach unten getrieben wird. Die Einlass- und Auslassventilkanäle befinden sich zusammen mit den Zündkerzen und den Einlass- und Auslassventilbetätigungsmechanismen im Zylinderkopf.
Nachdem der Zylinderkopf gegossen ist, werden die Zündkerzenbuchsen, Ventilführungen, Kipphebelbuchsen und Ventilsitze in den Zylinderkopf eingebaut. Zündkerzenöffnungen können mit Bronze- oder Stahlbuchsen ausgestattet sein, die aufgeschrumpft und in die Öffnungen geschraubt werden. Edelstahl-Heli-Coil-Zündkerzeneinsätze werden in vielen derzeit hergestellten Motoren verwendet. Ventilführungen aus Bronze oder Stahl werden normalerweise in gebohrte Öffnungen im Zylinderkopf eingeschrumpft oder eingeschraubt, um Führungen für die Ventilschäfte bereitzustellen. Diese sind im Allgemeinen in einem Winkel zur Mittellinie des Zylinders angeordnet. Die Ventilsitze sind kreisförmige Ringe aus gehärtetem Metall, die das relativ weiche Metall des Zylinderkopfs vor dem Schlag der Ventile (beim Öffnen und Schließen) und vor den Abgasen schützen.
Die Zylinderköpfe luftgekühlter Motoren sind extremen Temperaturen ausgesetzt; Es ist daher erforderlich, eine ausreichende Kühlrippenfläche vorzusehen und Metalle zu verwenden, die Wärme schnell leiten. Zylinderköpfe von luftgekühlten Motoren werden üblicherweise gegossen oder geschmiedet. Aluminiumlegierungen werden aus mehreren Gründen in der Konstruktion verwendet. Es eignet sich gut zum Gießen oder zum Bearbeiten von tiefen, eng beieinander liegenden Rippen und ist widerstandsfähiger als die meisten Metalle gegenüber dem korrosiven Angriff von Tetraethylblei in Benzin. Die größte Verbesserung bei der Luftkühlung ergab sich aus der Verringerung der Dicke der Rippen und der Erhöhung ihrer Tiefe. Auf diese Weise wurde bei modernen Motoren die Rippenfläche vergrößert. Kühlrippen verjüngen sich von 0,090" an der Basis auf 0,060" am Spitzenende. Aufgrund des Temperaturunterschieds in den verschiedenen Abschnitten des Zylinderkopfs Es ist notwendig, an einigen Abschnitten mehr Kühlrippenfläche vorzusehen als an anderen. Der Auslassventilbereich ist der heißeste Teil der Innenfläche; daher ist in diesem Abschnitt um die Außenseite des Zylinders herum mehr Rippenfläche vorgesehen.
Zylinderläufe
Das Zylinderrohr, in dem der Kolben arbeitet, muss aus einem hochfesten Material, meist Stahl, bestehen. Es muss so leicht wie möglich sein und dennoch die richtigen Eigenschaften für den Betrieb unter hohen Temperaturen aufweisen. Es muss aus einem guten Lagermaterial bestehen und eine hohe Zugfestigkeit aufweisen. Das Zylinderrohr ist aus einer geschmiedeten Stahllegierung hergestellt, wobei die Innenfläche gehärtet ist, um der Abnutzung des Kolbens und der daran anliegenden Kolbenringe zu widerstehen. Dieses Härten wird normalerweise durchgeführt, indem der Stahl Ammoniak oder Zyanidgas ausgesetzt wird, während der Stahl sehr heiß ist. Der Stahl saugt Stickstoff aus dem Gas auf, wodurch Eisennitride auf der exponierten Oberfläche gebildet werden. Als Ergebnis dieses Prozesses wird das Metall als nitriert bezeichnet. Diese Nitrierung dringt nur wenige tausend Zoll in die Laufoberfläche ein. Da sich die Zylinderlaufbahnen durch den Gebrauch abnutzen, Sie können durch Verchromen repariert werden. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem die Oberfläche des Zylinderrohrs verchromt und wieder auf neue Standardabmessungen gebracht wird. Verchromte Zylinder sollten Gusseisenringe verwenden. Das Honen der Zylinderwände ist ein Prozess, der sie auf die richtigen Abmessungen bringt und ein Kreuzschraffurmuster zum Einsetzen der Kolbenringe während des Einfahrens des Motors liefert. Einige Motorzylinderläufe sind oben verstopft oder haben einen kleineren Durchmesser, um Wärmeausdehnung und Verschleiß zu berücksichtigen.
In einigen Fällen hat die Trommel an einem Ende ein Gewinde auf der Außenfläche, so dass sie in den Zylinderkopf geschraubt werden kann. Die Kühlrippen sind als integraler Bestandteil des Zylinders bearbeitet und haben Einschränkungen bei Reparatur und Wartung.
Zylindernummerierung
Gelegentlich ist es notwendig, sich auf die linke oder rechte Seite des Motors oder auf einen bestimmten Zylinder zu beziehen. Daher ist es notwendig, die Motorrichtungen zu kennen und wie die Zylinder eines Motors nummeriert sind. Das Propellerwellenende des Triebwerks ist immer das vordere Ende und das Zubehörende das hintere Ende, unabhängig davon, wie das Triebwerk in einem Flugzeug montiert ist. Wenn Sie sich auf die rechte oder linke Seite eines Motors beziehen, gehen Sie immer davon aus, dass die Ansicht von hinten oder von der Zubehörseite ist. Von dieser Position aus gesehen wird die Drehung der Kurbelwelle entweder im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn bezeichnet.
Die Zylinder von Reihen- und V-Motoren werden normalerweise von hinten nummeriert. Bei V-Motoren werden die Zylinderbänke von der Zubehörseite aus gesehen als rechte Bank und linke Bank bezeichnet. Die Zylindernummerierung des gezeigten Gegenmotors beginnt mit dem rechten hinteren als Nr. 1 und dem linken hinteren als Nr. 2. Der vordere von Nr. 1 ist Nr. 3; der vor Nr. 2 ist Nr. 4 und so weiter. Die Nummerierung von gegenüberliegenden Motorzylindern ist keineswegs Standard. Einige Hersteller nummerieren ihre Zylinder von der Rückseite und andere von der Vorderseite des Motors. Schlagen Sie immer im entsprechenden Motorhandbuch nach, um das von diesem Hersteller verwendete Nummerierungssystem zu ermitteln.
Einreihige Sternmotorzylinder sind von hinten gesehen im Uhrzeigersinn nummeriert. Zylinder Nr. 1 ist der oberste Zylinder. Bei zweireihigen Motoren wird das gleiche System verwendet. Der Zylinder Nr. 1 ist der oberste in der hinteren Reihe. Zylinder Nr. 2 ist der erste im Uhrzeigersinn von Nr. 1, aber Nr. 2 befindet sich in der ersten Reihe. Zylinder Nr. 3 ist der nächste im Uhrzeigersinn nach Nr. 2, befindet sich aber in der hinteren Reihe. Somit befinden sich alle ungeradzahligen Zylinder in der hinteren Reihe und alle geradzahligen Zylinder in der vorderen Reihe.
