골프공처럼 움푹 들어간 피스톤은 디젤 출력과 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

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전 세계가 EV로 전환하려고 노력하는 동안 Ford F-250과 같은 대형 디젤 트럭은 여전히 ​​큰 일을 하는 사람들(또는 그렇게 보이고 싶은 사람들)에게 인기가 있습니다. 많은 트럭 소유자는 항상 더 많은 전력을 생산하고, 연료 소비를 줄이며, 심지어 미립자 배출을 줄여 DEF(디젤 배기 유체) 탱크를 채우는 비용을 줄일 수 있는 방법을 찾고 있습니다. 이것이 바로 SoA(Speed ​​of Air)가 피스톤에 대해 주장하는 내용이 엔진을 재구축하려는 사람들에게 매우 매력적인 이유입니다. 그런데 이 보조개가 실제로 효과가 있을까요? 그들은 그것이 단지 보여주기 위한 것이 아니라는 것을 보여주기 위해 우리에게 데이터를 보냈습니다.

골프공의 딤플에는 존재 이유가 있습니다. 공 표면에 난류를 만들어 항력을 줄이는 공기 경계층을 생성하기 때문입니다. 이것은 골프공이 어떻게 고도를 높일 수 있는지 완전히 설명하지는 않지만(유체 속에서 회전하는 구의 마그누스 효과 덕분입니다), 딤플에 의해 생성된 난류 덕분에 항력으로 인해 속도가 많이 떨어지지는 않습니다. . 이러한 난류층은 골프공의 뒷면(이동 방향에 비해)에서 공기의 분리를 지연시키고 매끄러운 공과 비교할 때 항력을 유발하는 후류의 크기를 줄입니다.

물론, 당신은 아마도 "그래, 좋다. 하지만 피스톤은 공이 아니다"라고 속으로 말하고 있을 것입니다. 유체가 작용하는 방식(그리고 사용자와 엔진이 호흡하는 공기는 유체임)과 관련하여 경계층을 만드는 것은 연소실에서 여전히 중요한 역할을 하며, 특히 연료를 공기와 함께 부유 상태로 유지하는 경우 더욱 그렇습니다. 연소실에 잘 부착된 경계층을 만들 수 있으면 공기와 연료 충전물이 더 오랫동안 정지 상태로 유지됩니다. 이는 또한 불꽃 전면이 충전을 통해 더 멀리 전진하는 데 도움이 되며, 이는 실린더 내에서 팽창하면서 피스톤을 아래로 내리는 데 더 많은 공기 연료 혼합물이 사용되도록 합니다. 공기 연료 혼합물이 완전히 연소되지 않으면 연소실, 밸브 및 피스톤 내에 탄소가 축적됩니다.

이는 연소실에서 딤플이 작동하는지 여부를 Speed ​​of Air가 결정하는 방법 중 하나였습니다. Speed ​​of Air의 CEO이자 전무 이사인 Chris Parkhurst는 "초기 단계 테스트 동안 SoA는 다양한 흐름 벤치 기술을 사용하여 과도한 탄소 축적으로 표시된 피스톤 크라운의 연료 세척 영역을 결정했습니다"라고 말했습니다. Dimpling이 반드시 목록의 첫 번째는 아니었습니다. 그들은 공기 연료 혼합물을 더 오랫동안 정지 상태로 유지하기 위해 다른 많은 텍스처링 기술을 시도했지만 골프 공과 같은 피스톤의 딤플이 가장 잘 작동한다는 것을 발견했습니다. 오늘날 그들은 전산유체역학(CFD)을 사용하여 중형 차량용 PowerStroke, Duramax 및 Cummins 엔진 피스톤의 설계를 보다 효과적으로 최적화합니다. 이 피스톤의 또 다른 설계 개선 사항은 피스톤의 크라운에 가공된 압력 해제 슬롯입니다. Parkhurst는 "이것은 보울 영역의 압력을 낮추고 연료 공기 혼합물의 연소를 가속화하기 위해 피스톤 설계에 적용되었으며 이러한 절단으로 인해 OE 피스톤 설계와 비교할 때 엔진 작동이 더 조용해졌습니다.

SoA는 또한 2014년 초에 독립적인 테스터에게 피스톤을 보냈습니다. 여기서 SoA 피스톤은 북미 뉴몬트의 793D 광산 트럭에 사용된 Caterpillar 3516 엔진을 재구축하는 동안 사용되었으며 Cat 딜러가 재구축했습니다. 해당 엔진은 44,842시간 동안 제거되었으며 엔진 재구축의 일반 부품에서 유일한 변경 사항인 SoA 피스톤으로 재조정되었습니다. 해당 엔진은 Cat 피스톤의 경우 하루 16.30시간 사용에서 SoA 피스톤의 경우 하루 18.34시간으로 사용 시간이 915일 동안 사용된 후 2017년에 한 번 더 서비스를 위해 제거되었습니다. 기간이 더 짧은 이유는 엔진 재구축업체가 헤드 볼트를 재사용했기 때문인데, 이는 당시 재구축업체가 합리적이고 예측할 수 있었던 관행이었습니다.

안타깝게도 재사용된 헤드 볼트가 엔진을 다시 뽑은 이유입니다. Newmont North America는 보고서에서 "추가 헤드 볼트 파손으로 인한 장비 가동 중지 시간 및 추가 손상 위험이 없었다면 엔진을 다시 끄는 것이 합리적입니다. 더 오랫동안 서비스를 유지했을 것입니다. 그러나 알 수 없는 기간입니다." Parkhurst는 또한 이 특정 딜러가 이러한 무분별한 관행을 중단했다고 언급했습니다.