Pistonoppervlakte

Pistonoppervlakte is de oppervlakte van de zuiger die zich in een cilinder bevindt en in wisselwerking staat met de verbrandingsgassen en met de smeerlaag. In de technische literatuur wordt meestal onderscheid gemaakt tussen de dwarsdoorsnedeoppervlakte van de zuigerkop (topoppervlak) waarop de gasdruk inwerkt, en het totale externe oppervlak van de zuiger dat warmte- en smering overdraagt. De gasdruk op het kopoppervlak levert de belangrijkste kracht op de zuiger.

De dwarsdoorsnedeoppervlakte wordt berekend als A = π r^2, waarbij r de straal van de zuiger is (r = D/2). De motorruimte per slag wordt aangeduid als V_disp = A × slag. De kracht op de zuiger door de gasdruk is F = p × A. Bijvoorbeeld bij een bore van 85 mm (D = 0,085 m) is A ≈ π × (0,0425 m)^2 ≈ 0,00566 m^2. Bij een gemiddelde druk op het zuigerkopoppervlak van 4 MPa levert dit een kracht op van ongeveer 22 kN.

Daarnaast bepaalt het totale externe oppervlak de warmteoverdracht tussen verbrandingsgassen, zuiger en koelsysteem, en beïnvloedt het de wrijving met de cilinderwand en de smeerlaag. De kroonvorm en de verdeling van groeven en kamers beïnvloeden de compressieverhouding, de verbrandingsefficiëntie en de warmtebalans. Moderne zuigers bestaan vaak uit lichtgewicht aluminiumlegeringen met speciale oppervlakten en afdichtingen om de prestaties en betrouwbaarheid te verbeteren.