Stempel

Et stempel er den sylindriske komponenten som glir opp og ned inne i en motorsylinder, og er den delen som mest direkte sørger for å omsette energien fra brennende drivstoff til mekanisk bevegelse. Når luft-drivstoffblandingen over stemplet antennes, presser de raskt ekspanderende gassene ned på stempeltoppen med stor kraft og driver det nedover sylinderløpet. Denne lineære bevegelsen er det første leddet i kjeden som til slutt får hjulene til å snurre.

Stemplet virker ikke alene, men som del av en tett samkjørt enhet. Det nedadrettede trykket overføres gjennom en veivstake, som er forbundet med stemplet via en stempelbolt som går gjennom knaster i den nedre delen av stemplet. Den nedre enden av veivstaken er festet til veivakselen, hvis forskjøvne tapper omdanner stemplets rettlinjede bevegelse til rotasjon. I en flersylindret motor stiger og synker stemplene i en nøyaktig tidsbestemt rekkefølge slik at arbeidstaktene overlapper og veivakselen dreier jevnt.

Tetting er avgjørende for stemplets funksjon, og det er jobben til stempelringene som ligger i spor maskinert rundt omkretsen. De øvre kompresjonsringene hindrer at de høytrykksgassene fra forbrenningen lekker forbi stemplet og ned i veivhuset, noe som ville sløse bort effekt, mens den nedre oljeringen skraper overflødig smøremiddel av sylinderveggen og fører det tilbake til oljepannen, slik at bare en tynn film blir igjen til smøring. Slitte ringer røper seg gjennom tapt kompresjon og oljeforbrenning.

De fleste moderne stempler er støpt eller smidd i aluminiumslegering, valgt fordi den er lett og leder varmen effektivt bort fra toppen, noe som er viktig fordi stemplet tåler ekstreme og raskt vekslende temperaturer og akselerasjoner. Smidde stempler er sterkere og foretrekkes i høyytelses- og turbomotorer, mens støpte stempler er rimeligere og tilstrekkelige til vanlig bruk. Toppen kan formes med groper eller utsparinger for ventilene for å styre forbrenningskammerets geometri og unngå å treffe ventilene.

Volumet et stempel feier over når det går fra bunnen til toppen av slaget sitt, definerer slagvolumet til den sylinderen, og summert over alle sylindrene gir det motorens samlede slagvolum, en av de mest grunnleggende av alle motorspesifikasjoner. Stemplets posisjon på toppen av bevegelsen i forhold til kammervolumet bidrar også til å bestemme kompresjonsforholdet, som sterkt påvirker virkningsgraden og hvilket drivstoff en motor krever.

I praksis er stemplet en slitedel som arbeider i et hardt miljø, og tilstanden til det, ringene og sylinderløpet er en nøkkelindikator på motorens helse. Å forstå stemplet klargjør hvordan forbrenningsmotoren virker, ettersom stemplet er det bevegelige hjertet der trykk blir til effekt.