Hoe het krukmechanisme van de motor werkt
Inhoud
Het krukmechanisme van de motor zet de heen en weer gaande beweging van de zuigers (vanwege de verbrandingsenergie van het brandstofmengsel) om in de rotatie van de krukas en omgekeerd. Dit is een technisch complex mechanisme dat de basis vormt van een verbrandingsmotor. In het artikel zullen we het apparaat en de kenmerken van de werking van de KShM in detail bekijken.
Geschiedenis van de schepping
Het eerste bewijs van het gebruik van de slinger werd gevonden in de 3e eeuw na Christus, in het Romeinse Rijk en Byzantium in de 6e eeuw na Christus. Een perfect voorbeeld is de zagerij uit Hierapolis, die gebruik maakt van een krukas. Een metalen slinger werd gevonden in de Romeinse stad Augusta Raurica in wat nu Zwitserland is. In ieder geval patenteerde een zekere James Packard de uitvinding in 1780, hoewel het bewijs van zijn uitvinding in de oudheid werd gevonden.
Componenten van KShM
De componenten van de KShM zijn conventioneel verdeeld in beweegbare en vaste delen. Bewegende delen zijn onder meer:
- zuigers en zuigerveren;
- drijfstangen;
- zuiger pennen;
- krukas;
- vliegwiel.
De vaste delen van de KShM dienen als basis, bevestigingsmiddelen en geleiders. Waaronder:
- cilinderblok;
- cilinderkop;
- carter;
- olie pan;
- bevestigingsmiddelen en lagers.
Vaste onderdelen van KShM
Carter en oliepan
Het carter is het onderste deel van de motor dat de lagers en oliekanalen van de krukas bevat. In het carter bewegen de drijfstangen en draait de krukas. Een oliecarter is een reservoir voor motorolie.
De basis van het carter wordt tijdens bedrijf onderworpen aan constante thermische en vermogensbelastingen. Daarom is dit onderdeel onderworpen aan speciale vereisten voor sterkte en stijfheid. Voor de vervaardiging ervan worden aluminium- of gietijzerlegeringen gebruikt.
Het carter is bevestigd aan het cilinderblok. Samen vormen ze het frame van de motor, het grootste deel van zijn lichaam. De cilinders zelf zitten in het blok. De kop van het motorblok is bovenop geïnstalleerd. Rondom de cilinders bevinden zich holtes voor vloeistofkoeling.
Locatie en aantal cilinders
De volgende soorten komen momenteel het meest voor:
- inline vier- of zescilinderpositie;
- zescilinder 90° V-stand;
- VR-vormige positie onder een kleinere hoek;
- tegenovergestelde positie (zuigers bewegen vanuit verschillende richtingen naar elkaar toe);
- W-stand met 12 cilinders.
In een eenvoudige in-line opstelling zijn de cilinders en zuigers in een rij loodrecht op de krukas geplaatst. Dit schema is het eenvoudigst en meest betrouwbaar.
Cilinderkop
De kop is met tapeinden of bouten aan het blok bevestigd. Het bedekt de cilinders met zuigers van bovenaf en vormt een afgesloten holte - de verbrandingskamer. Tussen het blok en de kop zit een pakking. De cilinderkop herbergt ook de kleppentrein en bougies.
cilinders
De zuigers bewegen direct in de motorcilinders. Hun grootte hangt af van de slag van de zuiger en de lengte ervan. Cilinders werken bij verschillende drukken en hoge temperaturen. Tijdens bedrijf zijn de wanden onderhevig aan constante wrijving en temperaturen tot 2500 ° C. Ook worden speciale eisen gesteld aan de materialen en verwerking van de cilinders. Ze zijn gemaakt van gietijzer, staal of aluminiumlegeringen. Het oppervlak van de onderdelen moet niet alleen duurzaam zijn, maar ook gemakkelijk te verwerken.
Het buitenste werkoppervlak wordt een spiegel genoemd. Het is verchroomd en gepolijst tot een spiegelende afwerking om wrijving te minimaliseren in omstandigheden met beperkte smering. Cilinders worden samen met het blok gegoten of gemaakt in de vorm van verwijderbare hulzen.
Beweegbare delen van KShM
Zuiger
De beweging van de zuiger in de cilinder vindt plaats door de verbranding van het lucht-brandstofmengsel. Er wordt druk gecreëerd die op de zuigerkroon inwerkt. Het kan in vorm verschillen in verschillende typen motoren. In benzinemotoren was de bodem aanvankelijk vlak, daarna begonnen ze concave structuren te gebruiken met groeven voor kleppen. Bij dieselmotoren wordt lucht in de verbrandingskamer voorgecomprimeerd, geen brandstof. Daarom heeft de zuigerkroon ook een concave vorm, die deel uitmaakt van de verbrandingskamer.
De vorm van de bodem is van groot belang voor het creëren van de juiste vlam voor de verbranding van het lucht-brandstofmengsel.
De rest van de zuiger wordt de rok genoemd. Dit is een soort geleider die in de cilinder beweegt. Het onderste deel van de zuiger of rok is zo gemaakt dat het tijdens zijn beweging niet in contact komt met de drijfstang.
Op het zijoppervlak van de zuigers bevinden zich groeven of groeven voor zuigerveren. Er zijn twee of drie compressieringen bovenop. Ze zijn nodig om compressie te creëren, dat wil zeggen, ze voorkomen het binnendringen van gas tussen de wanden van de cilinder en de zuiger. De ringen worden tegen de spiegel gedrukt, waardoor de opening kleiner wordt. Aan de onderkant zit een groef voor de olieschraapring. Het is ontworpen om overtollige olie van de cilinderwanden te verwijderen, zodat deze niet in de verbrandingskamer terechtkomt.
Zuigerveren, vooral compressieringen, werken onder constante belasting en hoge temperaturen. Voor hun productie worden zeer sterke materialen gebruikt, zoals gelegeerd gietijzer bedekt met poreus chroom.
Zuigerpen en drijfstang
De drijfstang is met een zuigerpen aan de zuiger bevestigd. Het is een massief of hol cilindrisch onderdeel. De pen is geïnstalleerd in het gat in de zuiger en in de bovenste kop van de drijfstang.
Er zijn twee soorten bijlagen:
- vaste pasvorm;
- met drijvende landing.
De meest populaire is de zogenaamde "zwevende vinger". Voor de bevestiging worden borgringen gebruikt. Vast wordt geïnstalleerd met een perspassing. Meestal wordt een warmtepassing gebruikt.
De drijfstang verbindt op zijn beurt de krukas met de zuiger en produceert roterende bewegingen. In dit geval beschrijven de heen en weer gaande bewegingen van de drijfstang het cijfer acht. Het bestaat uit verschillende elementen:
- staaf of basis;
- zuigerkop (bovenste);
- crankkop (lager).
Een bronzen bus wordt in de zuigerkop gedrukt om wrijving te verminderen en de bijpassende delen te smeren. De krukkop is inklapbaar om de montage van het mechanisme te verzekeren. De onderdelen zijn perfect op elkaar afgestemd en worden vastgezet met bouten en borgmoeren. Drijfstanglagers zijn geïnstalleerd om wrijving te verminderen. Ze zijn gemaakt in de vorm van twee stalen voeringen met sloten. Olie wordt aangevoerd via oliegroeven. De lagers zijn precies aangepast aan de voegmaat.
In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, wordt voorkomen dat de voeringen draaien, niet vanwege vergrendelingen, maar vanwege de wrijvingskracht tussen hun buitenoppervlak en de kop van de drijfstang. Zo kan het buitenste deel van het glijlager tijdens de montage niet worden gesmeerd.
Krukas
De krukas is een complex onderdeel, zowel qua ontwerp als productie. Het neemt koppel, druk en andere belastingen aan en is daarom gemaakt van hoogwaardig staal of gietijzer. De krukas brengt rotatie over van de zuigers naar de transmissie en andere voertuigcomponenten (zoals de aandrijfpoelie).
De krukas bestaat uit verschillende hoofdcomponenten:
- inheemse halzen;
- drijfstanghalzen;
- contragewichten;
- wangen;
- schacht;
- vliegwiel flens.
Het ontwerp van de krukas hangt grotendeels af van het aantal cilinders in de motor. Bij een eenvoudige viercilinder lijnmotor zijn er vier drijfstangtappen op de krukas, waarop de drijfstangen met zuigers zijn gemonteerd. Vijf hoofdtappen bevinden zich langs de centrale as van de as. Ze worden in de lagers van het cilinderblok of het carter gemonteerd op glijlagers (liners). De hoofdtappen worden van bovenaf gesloten met geschroefde deksels. De verbinding vormt een U-vorm.
Een speciaal machinaal bewerkt draaipunt voor het monteren van een lagertap wordt genoemd bed.
De hoofd- en drijfstanghalzen zijn verbonden door de zogenaamde wangen. Contragewichten dempen overmatige trillingen en zorgen voor een soepele beweging van de krukas.
De krukaslagers zijn warmtebehandeld en gepolijst voor een hoge sterkte en nauwkeurige pasvorm. De krukas is ook zeer nauwkeurig uitgebalanceerd en gecentreerd om alle krachten die erop werken gelijkmatig te verdelen. In het centrale gebied van de wortelhals, aan de zijkanten van de steun, zijn halve ringen geïnstalleerd. Ze zijn nodig om axiale bewegingen te compenseren.
De distributietandwielen en de aandrijfpoelie van het motoraccessoire zijn bevestigd aan de krukasschacht.
vliegwiel
Aan de achterkant van de as zit een flens waaraan het vliegwiel is bevestigd. Dit is een gietijzeren onderdeel, wat een enorme schijf is. Vanwege zijn massa creëert het vliegwiel de traagheid die nodig is voor de werking van de krukas en zorgt het ook voor een uniforme overdracht van koppel naar de transmissie. Op de rand van het vliegwiel bevindt zich een tandwielring (kroon) voor verbinding met de starter. Dit vliegwiel draait de krukas en drijft de zuigers aan wanneer de motor start.
Het krukmechanisme, het ontwerp en de vorm van de krukas zijn jarenlang ongewijzigd gebleven. In de regel worden slechts kleine structurele veranderingen aangebracht om gewicht, traagheid en wrijving te verminderen.
