Aanvankelijk werden zuigers gemaakt van gietijzer, net zoals de cilinders waarin ze liepen. Beide hadden dezelfde uitzettingscoëfficiënt, zodat onder alle omstandigheden de speling tussen zuiger en cilinderwand gelijk bleef. Pas toen men begon te beseffen dat een benzinemotor het beste werkt als hij wat sneller loopt, bleek gietijzer toch niet zo ideaal te zijn, omdat het gewicht van een gietijzeren zuiger te hoog was. Dit was van negatieve invloed op de heen en weer gaande massa. In eerste instantie maakte men de zuiger toen van dun staal, dat nog steeds min of meer dezelfde uitzettingscoëfficiënt had als de cilinder. Een nadeel van dit dunne staal was dat de warmte slecht werd afgevoerd van de zuigerbodem (waarmee vreemd genoeg de bovenkant wordt aangeduid) naar de schorten en uiteindelijk naar de cilinderwand en het koelmiddel.

De Italiaan Viala ontdekte dat aluminium licht genoeg was om een gedeeltelijk dikkere zuiger te kunnen maken, die de warmte gemakkelijker kon afvoeren. Hij begon in 1909 met zijn experimenten en in 1912 gingen de eerste aluminium zuigers in productie. Het idee kreeg in eerste instantie weinig navolging. Bentley experimenteerde er voor de Eerste Wereldoorlog wat mee, maar het was Hispano Suiza dat in 1919 bewees dat het werkte. De moeilijkheid was dat aluminium bij verwarming veel meer uitzet dan staal. Bij een koude motor zou er dus een grote speling moeten bestaan tussen zuiger en cilinder om te voorkomen dat de zaak bij warmlopen vast zou lopen. Het toevoegen van silicium aan het aluminium zorgde voor minder grote uitzetting, iets wat ook gold voor de zogenaamde Y-legering die vanaf 1930 algemeen werd toegepast. Maar ook dat was maar ten dele bestand tegen de grotere uitzetting. De fabrikanten gingen de zuigers daarom in eerste instantie ovaal in plaats van volkomen rond maken, omdat al spoedig bleek dat de uitzetting gemeten over de hartlijn van de zuigerpen groter was dan haaks erop. DAF loste dit probleem op door voor haar luchtgekoelde boxermotor ingewikkelde zuigers te maken met ingegoten bruggen van een nikkellegering met een zeer lage uitzettingscoëfficiënt. Goedkoper en meer doordacht waren zuigers die werden voorzien van inkepingen in de zuigerschorten, die de uitzetting konden opvangen. Samen met verbeterde zuigerveren en verbeterde productiemethoden leverde dat zuigers op die voor alle mogelijke benzinemotoren bruikbaar waren. Er bleven natuurlijk perfectionisten die volkomen gelijke uitzetting van zuiger en cilinder nastreefden, zoals Porsche, dat het zocht in aluminium cilinders die van een chroom laag waren voorzien. Helaas hechtte die chroomlaag niet voldoende. Aan het eind van de jaren ’60 ontwikkelde Reynolds een gegoten lichtmetalen cilinderblok waarvan de boringen waren getest, waarna siliciumkristallen aan de oppervlakte lagen. Normale aluminium zuigers die van een dunne laag tin of ijzer waren voorzien, konden soepel over dit oppervlak glijden, waarbij minimale toleranties konden worden aangehouden. Als extra voordeel was dit blok aanzienlijk lichter dan een gewoon motorblok. GM paste deze methode voor het eerst toe in zijn kleine model Vega en V8-racemotoren, terwijl Porsche (met het 928-motorblok). Mercedes en vele andere merken spoedig volgden. Tegenwoordig is de methode verder geperfectioneerd en wordt de boring voorzien van een laag nikkel-, silicium- en zelfs wolframcarbide.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *