Innholdsfortegnelse
20 Juni 2023 Hva er stempler i bilmotorer og hvordan fungerer de
Stemplene, er de kommet for å bli eller er de på vei ut? I denne teksten kan du lese om hva stemplene er, hvor i motoren de er plassert, hvordan de fungerer samt stemplenes mulige fremtid eller død.
Allerede i 1769 ble de første stemplene i en motor patentert. James Watt brukte en stempelmotor i en dampmaskin. Det var først en tysker på 1870-tallet som utviklet den type bilstempel i en motor som ligner firetaktsmotoren, med intern kompresjon i sylinderne, vi kjenner i dag. Siden den gang har motorene blitt videreutviklet, slik at ytelsen og effektiviteten har gått opp og utslippet av skadelige gasser har gått ned.
For å forstå funksjonen og konstruksjonen til stemplene, er det greit å begynne med hvor stemplene er plassert i bilen og hvilke deler de påvirker. Nye biler har vanligvis 4, 6 eller 8 sylindere, der hvert enkel sylinder har sitt eget stempel. Når du åpner panseret på bilen, vil du se en stor, rektangulær komponentgruppe i enten støpejern eller lettmetall, som ofte har et plastdeksel på toppen. Dette er motorblokken, den største komponentgruppen i motoren. Sylindrene med stemplene monteres i flere hulrom inne i motorblokken. Sylinderhuset og stempelet monteres med mellom en til tre mikron klaringen mellom seg, slik at stempelet og huset ikke varmes opp og blir utvidet under drift. Begge disse delene blir valgt ut svært nøye i forhold til klaringen, slik at diameteren på sylinderen passer til stempelet. For å tette dette mellomrommet, har stemplet en eller flere stempelringer montert i spor på utsiden. På denne måten vil luft- og drivstoffblandingen som tilføres, i hulrommet over stempelet, ikke lekke ut og den kan komprimeres. Et stempel motor til bil er festet til en stempelstang (råde), som er forbundet med veivakselen. Stemplene beveger seg opp og ned i sylindrene og overfører kraft til motoren via veivakselen, som beveger de tilkoblede delene i transmisjonen.
Stemplene trenger en utløsende kraft som sørger for at de settes i bevegelse. I sylindrene tilføres en blanding av luft og bensin eller diesel fra bil drivstofftank via en eller flere dyser, som deretter påtennes. Antenningen er forskjellig, alt etter hvilken motortype det gjelder, i en bensinmotor er det en tennplugg i bilen som sørger for tenningen, i en HCCI-motor brukes en utvidende flamme, mens en dieselmotor startes med et selvtenningsprinsipp. For å oppnå en slik selvtenning, komprimeres den tilførte luften så kraftig at det dannes høy varme, ved en kald motor vil glødeplugger være med på å varme opp innsugsluften før den komprimeres. Deretter blir en nøyaktig målt mengde diesel tilført, og slik oppstår en kontrollert eksplosjon, som presser ned stemplene.
MAHLE ORIGINAL Stempel
82,5 mm, med kolberingbærer, med kjølekanal
Artikkelnummer: 016 02 00
1531,59 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 028 PI 00118 000
793,20 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 009 41 00
630,96 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 021 PI 00117 000
1256,95 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
-66%
Artikkelnummer: 87-117907-20
sammenlignet med
Veil. pris
3140,52 kr
1058,47 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
I dag er den mest brukte stempelmotoren firetaktsmotoren, totaktsmotorer blir mest brukt i motorsykler, mopeder og store dieselmotorer i skip. En firetaktsmotor kan drives med bensin eller diesel, eller noe mer uvanlig, syntetisk drivstoff. En totaktsmotor har cirka 1,5 ganger mer ytelse enn en firetaktsmotor, da den bare har to takter istedenfor fire. Men årsaken til at firetaktsmotorer blir brukt istedenfor totaktsmotorer, er at virkningsgraden er større. Det vil si at den bruker mindre drivstoff for å yte det samme som en totaktsmotor.
Slik fungerer stempler i 4-taktsmotorer
Firetaktsmotorer har, som ordet tilsier, en driftsprosess med 4 takter. En innsugningstakt, kompresjonstakt, forbrenningstakt (arbeidstakt) og til slutt en utblåsningstakt. Når disse fire taktene er gjennomført, begynner prosessen på nytt.
Innsugningstakt: Først trykkes stempelet nedover, idet luft og drivstoff tilføres via dyser inn i forbrenningskammeret til stempelet. I dieselmotorer vil bare luft tilføres i denne takten, drivstoffet tilføres senere.
Kompresjonstakt: Det sylindriske stempelet inne i huset trykkes oppover og komprimerer blandingen.
Forbrenningstakt: I dieselmotorer blir dieselen tilført i denne takten. Blandingen påtennes av tennpluggen eller selve kompresjonen, og det skaper et trykk. Dette trykket presser ned stempelet, som igjen beveger veivakselen.
Utblåsningstakt: Når stempelet beveges opp igjen, åpnes eksosventilen og restene av den forbrente blandingen (eksosen) presses ut gjennom ventilen.
I dag har videre forskning og fremskritt ført til at også andre typer motorer har blitt produsert, som for eksempel HCCI-motoren. Den drives også av bensin, men skaper et høyere trykk i forbrenningskammeret med en magrere luft- og drivstoffblanding samt en sfærisk flamme som utvider seg og øker kompresjonen på innsiden av sylinderen ytterligere. På denne måten skjer forbrenningen raskere og på flere steder i sylinderhulrommet samtidig. Denne typen motor bidrar til bedre drivstofføkonomi, ytelse, reaksjonsevne og akselerasjon, i tillegg til at den slipper ut mindre skadelige avgasser.
Hva er tegn på defekte stempler og hva er årsaken?
Defekte stempler fører til motorskader, det er viktig å finne årsaken raskt og reparere den så snart som mulig, før de forårsaker alvorligere skader eller fullstendig svikt av motoren. Typiske tegn på at ett eller flere stempler i motoren er skadet, er at det er vanskelig å starte motoren, det vil komme uvanlige lyder når motoren er i gang, for eksempel en bankelyd når drivstoffpumpen er i drift. I tillegg kan motoren være ustabil, motorkraften redusert og bilen kan føles rykkete når du kjører den.
Disse tegnene kan tyde på overoppheting i sylindrene, som følge av tørr friksjon. Tørr friksjon oppstår når den beskyttende drivstoffilmen inne i sylindrene blir blandet med vann, som kommer inn mellom sylinderen og stempelet. Selv en veldig liten mengde vann i sylindrene kan føre til at overflaten til stemplene og sylindrene ruster samt at stemplene setter seg fast. Det kan også føre til at sensoren for drivstofftrykk ødelegges.
På verkstedet bruker mekanikere et spesialverktøy for å sjekke ytelsen til drivstoffpumpen, slik kan de finne ut hvor slitte sylindrene og stemplene er.
En reparasjon innebærer å skifte ut delene som er defekte og å reparere stemplene om de har pådratt seg mindre mekaniske skader. Det er svært viktig å merke seg at klaringen mellom sylinderen og stempelet må justeres, til klaringen bilprodusenten angir.
Artikkelnummer: 034 78 02
919,88 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 99963600
1394,34 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 011 75 01
1073,95 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 022 06 01
838,74 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Artikkelnummer: 40558610
1517,76 kr
Pris inkl. 25 % mva., ekskl. frakt
Er den nye Euro7-standarden stempelmotorens død?
Gjennom Parisavtalen har EU forpliktet seg til å redusere klimagassutslippene hvert femte år. Et av vedtakene, som fremtidig skal senke skadelige utslipp, er å definere og vedta Euro7-standarden for produksjonen av nye kjøretøy. Strengere krav til utslipp kan i praksis gjøre det umulig å fortsette produksjonen av stempelmotorer som drives av bensin og diesel. Mens andelen av elbiler og hybrider her i norden er stor, kjemper bilindustrien i sørligere deler av Europa mot strengere lover mot skadelig utslipp.
Så kan stempelmotoren reddes? Ja og nei. For øyeblikket er det for tidlig å gi et klart svar på dette spørsmålet.
20. juli 2022 skal den nye standarden Euro 7 defineres, og det vil påvirke hvordan bilprodusentene velger å videreutvikle kjøretøyene sine. I dag arbeides det med utviklingen av mer miljøvennlige forbrenningsmotorer, elmotorer og hybride systemer, samtidig som det produseres og utvikles syntetiske drivstoffer. Tanken er at hvis vi kan fjerne bruken av fossilt drivstoff og gå over til renere syntetiske drivstoffer, så kan stempelmotoren reddes. Målet er et syntetisk drivstoff som slipper ut mindre avgasser og har færre partikler. Det finnes allerede selskaper i Norge, som Nordic Blue Crude (NBC) i Porsgrunn, som produserer syntetisk drivstoff. I dag er dessverre produksjonsmengden deres, og også verden rundt, langt borte fra å kunne erstatte fossilt drivstoff.
Spørsmålet som stilles, er om det finnes nok politisk velvilje til å ville innføre et slikt drivstoff i stor skala. Fordelen er imidlertid at drivstoffet kan brukes på en normal bensinmotor, uten at motoren må tilpasset samt at det kan distribueres gjennom helt vanlige bensinstasjoner. Miljøorganisasjoner som Bellona viser imidlertid til at eFuel ikke er så miljøvennlig som produsentene vil ha det til å være. Syntetisk drivstoff fører også til utslipp av CO2, men bare den andelen som bindes i produksjonen. Problemet er at produksjonsprosessen krever ekstremt mye energi og virkningsgraden er lav, da mye energi går tapt i prosessen. Når vi sammenligner en elbil og en bil som går på syntetisk drivstoff, der lik mengde energi tilføres, vil elbilen kunne kjøre seks ganger lengre enn bilen med eFuel.
I dag satser flyindustrien på denne typen drivstoff og det blir hovedsakelig brukt i jetfly, hvor det blandes med normalt drivstoff. Det finnes imidlertid et fly som fikk en Guinness-rekord den 2. November i 2021, da det fløy 21 minutter med 100 % syntetisk drivstoff. Porsche tester også eFuel på sine sportsbiler og vurderer om det kan være et godt fremtidig alternativ, for dem som fremdeles ønsker å ha mer innflytelse på sin egen kjøreopplevelse ved å kunne gire selv. Det vil si at stempelmotorens fremtid ennå er usikker og at den i stor grad vil være avhengig av utviklingen og de politiske avgjørelsene i denne sammenhengen. Det som iallfall er klart, er at om produksjonen av stempelmotorer i kjøretøy vil avta eller ta nye former, vil det være en sakte prosess som vil ta et par tiår. Det er som Bill Clinton sa «Det vi ønsker skal bli varig, må vi forandre.».
Passende produkter:
