A motor forgattyús mechanizmusa: eszköz, rendeltetés, hogyan működik
Tartalom
A belső égésű motorokban két olyan mechanizmus létezik, amelyek lehetővé teszik a járművek mozgatását. Ez a gázelosztás és a hajtókar. Koncentráljunk a KShM céljára és felépítésére.
Mi a motor forgattyús mechanizmusa
A KShM olyan alkatrészeket jelent, amelyek egyetlen egységet alkotnak. Ebben az üzemanyag és a levegő bizonyos arányú keveréke ég és energiát szabadít fel. A mechanizmus a mozgó alkatrészek két kategóriájából áll:
- Lineáris mozgások végrehajtása - a dugattyú fel / le mozog a hengerben;
- Forgási mozgások végrehajtása - a főtengely és a rá telepített alkatrészek.
Egy csomópont, amely mindkét alkatrésztípust összeköti, képes egyik típusú energiát átalakítani egy másikra. Amikor a motor önállóan működik, az erők eloszlása a belső égésű motorról az alvázra megy. Néhány autó lehetővé teszi az energia visszavezetését a kerekekről a motorra. Ennek szükségessége felmerülhet például, ha lehetetlen az akkumulátorról indítani a motort. A mechanikus sebességváltó lehetővé teszi az autó elindítását a tolóról.
Mire szolgál a motor forgattyús mechanizmusa?
A KShM más mechanizmusokat indít el, amelyek nélkül lehetetlen lenne az autónak menni. Elektromos járműveknél az elektromos motor az akkumulátortól kapott energiának köszönhetően azonnal forgást hoz létre, amely a sebességváltó tengelyébe kerül.
Az elektromos egységek hátránya, hogy kis teljesítménytartalékkal rendelkeznek. Noha az elektromos járművek vezető gyártói ezt a mércét több száz kilométerre emelték, az autósok túlnyomó többsége magas költségei miatt nem fér hozzá ilyen járművekhez.
Az egyetlen olcsó megoldás, amelynek köszönhetően nagy távolságokat és nagy sebességet lehet megtenni, egy belső égésű motorral felszerelt autó. A robbanás (vagy inkább az azt követő tágulás) energiáját használja fel a henger-dugattyú csoport részeinek mozgatásához.
A KShM célja, hogy biztosítsa a főtengely egyenletes forgását a dugattyúk egyenes vonalú mozgása során. Ideális forgatást még nem sikerült elérni, de vannak olyan mechanizmusok, amelyek minimalizálják a dugattyúk éles megrázásából származó rángásokat. A 12 hengeres motorok erre példa. A forgattyúk elmozdulási szöge bennük minimális, és a hengerek teljes csoportjának működtetése nagyobb számú intervallumra oszlik el.
A forgattyús mechanizmus működési elve
Ha leírja ennek a mechanizmusnak az elvét, akkor összehasonlítható azzal a folyamattal, amely biciklizés közben következik be. A kerékpáros felváltva nyomja meg a pedálokat, és forgatja a hajtókereket.
A dugattyú lineáris mozgását a BTC égése biztosítja a hengerben. Mikrorobbanás során (a HTS erősen összenyomódik abban a pillanatban, amikor a szikra fellép, ezért éles löket keletkezik) a gázok kitágulnak, és az alkatrészt a legalacsonyabb helyzetbe tolják.
A hajtórúd egy külön forgattyúhoz van csatlakoztatva a főtengelyen. A tehetetlenség, valamint a szomszédos hengerek azonos eljárása biztosítja a főtengely forgását. A dugattyú nem fagy le a szélső alsó és felső ponton.
A forgó főtengely egy lendkerékhez van csatlakoztatva, amelyhez a sebességváltó súrlódó felülete csatlakozik.
A munkalöket löketének befejezése után a motor egyéb löketeinek végrehajtásához a dugattyú már mozgásban van a mechanizmus tengelyének fordulatai miatt. A szomszédos hengerekben a löket végrehajtása miatt lehetséges. A rángatózás minimalizálása érdekében a forgattyúcsapok egymáshoz képest eltolódnak (a soros folyóiratoknál vannak módosítások).
KShM eszköz
A forgattyús mechanizmus nagyszámú alkatrészt tartalmaz. Hagyományosan két kategóriába sorolhatók: azok, akik végzik a mozgást, és azok, akik állandóan egy helyben rögzülnek. Egyesek különféle mozgásokat hajtanak végre (transzlációs vagy rotációs), míg mások olyan formában szolgálnak, amelyben biztosított az ezekhez az elemekhez szükséges energia vagy támogatás felhalmozódása.
Ezeket a funkciókat hajtja végre a forgattyús mechanizmus minden eleme.
Blokkolja a forgattyúházat
A blokk tartós fémből van öntve (olcsó autókban - öntöttvas, drágább autókban pedig alumínium vagy más ötvözet). A szükséges lyukak és csatornák készülnek benne. A hűtőfolyadék és a motorolaj a csatornákon keresztül keringenek. A technikai furatok lehetővé teszik a motor kulcselemeinek egy szerkezetbe történő összekapcsolását.
A legnagyobb lyukak maguk a hengerek. Dugattyúkat helyeznek el bennük. Ezenkívül a blokk kialakításának van támasza a főtengely tartócsapágyaihoz. A hengerfejben gázelosztó mechanizmus található.
Az öntöttvas vagy alumíniumötvözet használata annak a ténynek köszönhető, hogy ennek az elemnek el kell viselnie a nagy mechanikai és hőterheléseket.
A forgattyúház alsó részén egy olajteknő található, amelyben az olaj minden elem kenése után felhalmozódik. Az üregben a túlzott gáznyomás kialakulásának megakadályozása érdekében a szerkezet szellőzőcsatornákkal rendelkezik.
Vannak nedves vagy száraz tartályú autók. Az első esetben az olajat az olajteknőbe gyűjtik és abban marad. Ez az elem tartály a zsír összegyűjtésére és tárolására. A második esetben az olaj az olajteknőbe áramlik, de a szivattyú egy külön tartályba szivattyúzza ki. Ez a kialakítás megakadályozza a teljes olajveszteséget az olajteknő meghibásodása esetén - a motor kikapcsolása után a kenőanyagnak csak egy kis része szivárog ki.
henger
A henger a motor másik rögzített eleme. Valójában ez egy szigorú geometriájú lyuk (a dugattyúnak tökéletesen bele kell illeszkednie). Ugyancsak a henger-dugattyú csoportba tartoznak. A forgattyús mechanizmusban azonban a hengerek vezetőként működnek. A dugattyúk szigorúan ellenőrzött mozgását biztosítják.
Ennek az elemnek a méretei a motor jellemzőitől és a dugattyúk méretétől függenek. A szerkezet tetején lévő falak a motorban fellépő maximális hőmérséklet felé néznek. Továbbá az úgynevezett égéstérben (a dugattyútér felett) a VTS meggyulladása után a gázok éles tágulása következik be.
A hengerfalak túlzott kopásának megakadályozása érdekében magas hőmérsékleten (egyes esetekben ez hirtelen 2 fokig emelkedhet) és nagy nyomáson meg kell őket kenni. Az O-gyűrűk és a henger között vékony olajfilm képződik, hogy megakadályozzák a fém-fém érintkezést. A súrlódási erő csökkentése érdekében a hengerek belső felületét speciális vegyülettel kezelik és ideális mértékben polírozzák (ezért a felületet tükörnek hívják).
Kétféle henger létezik:
- Száraz típus. Ezeket a hengereket főleg gépekben használják. A blokk részét képezik, és úgy néznek ki, mint a tokban készített lyukak. A fém lehűtésére a hengerek külső oldalán csatornákat készítenek a hűtőfolyadék keringésére (belső égésű motor köpeny);
- Nedves típus. Ebben az esetben a hengereket külön gyártják, amelyek a tömb furataiba kerülnek. Megbízhatóan vannak lezárva, így az egység működése során nem keletkeznek további rezgések, amelyek miatt a KShM alkatrészei túl gyorsan meghibásodnak. Az ilyen bélések kívülről érintkeznek a hűtőfolyadékkal. A motor hasonló kialakítása hajlamosabb a javításra (például amikor mély karcolások keletkeznek, a hüvelyt egyszerűen kicserélik, nem unatkozik, és a blokk furatait a motor nagybetűs írásakor köszörülik meg).
V alakú motoroknál a hengerek gyakran nem szimmetrikusan helyezkednek el egymáshoz képest. Az egyik hajtórúd ugyanis egy hengert szolgál ki, és külön helye van a főtengelyen. Vannak azonban olyan módosítások is, amelyek két hajtórudat tartalmaznak egy hajtórúd-naplóban.
Hengerblokk
Ez a motortervezés legnagyobb része. Ennek az elemnek a tetejére hengerfej van felszerelve, és közöttük van egy tömítés (miért van rá szükség és hogyan lehet meghatározni annak hibás működését, olvassa el külön áttekintésben).
A hengerfejben mélyedéseket készítenek egy speciális üreg kialakítására. Ebben meggyullad a sűrített levegő-üzemanyag keverék (gyakran égéstérnek hívják). A vízhűtéses motorok módosításait fejjel kell ellátni, amely csatornákkal rendelkezik a folyadék keringéséhez.
Motorváz
A KShM összes rögzített részét, egy szerkezetbe kapcsolva, csontváznak nevezzük. Ez a rész érzékeli a fő teljesítményterhelést a mechanizmus mozgó részeinek működése során. Attól függően, hogy a motor hogyan van felszerelve a motortérbe, a csontváz terheket is felvesz a karosszériából vagy a keretből. A mozgás során ez a rész ütközik a sebességváltó és a gép alvázának hatásával is.
Annak érdekében, hogy a belső égésű motor ne mozdulhasson el gyorsulás, lassítás vagy manőverezés közben, a vázat szilárdan rögzítik a jármű tartó részéhez. Az ízületnél fellépő rezgések kiküszöbölésére gumiból készült motorrögzítéseket használnak. Alakjuk a motor módosításától függ.
Ha a gépet egyenetlen úton hajtják, a testet torziós stressz éri. Annak megakadályozása érdekében, hogy a motor ilyen terheléseket vegyen fel, általában három ponton rögzítik.
A mechanizmus összes többi része mozgatható.
Dugattyú
A KShM dugattyúcsoport része. A dugattyúk alakja is változhat, de a legfontosabb szempont, hogy üveg formájában készüljenek. A dugattyú tetejét fejnek, alját szoknyának hívják.
A dugattyúfej a legvastagabb rész, mivel elnyeli a hő- és mechanikai igénybevételt, ha az üzemanyag meggyullad. Az elem (alsó) végfelülete más alakú lehet - lapos, domború vagy konkáv. Ez a rész képezi az égéstér méreteit. Különböző formájú mélyedésekkel történő módosítások gyakran előfordulnak. Mindezen típusú alkatrészek az ICE modelltől, az üzemanyag-ellátás elvétől stb.
Az O-gyűrűk felszereléséhez a dugattyú oldalán hornyok készülnek. Ezen barázdák alatt vannak mélyedések az olaj elvezetéséhez az alkatrészről. A szoknya leggyakrabban ovális alakú, és fő része egy vezető, amely megakadályozza a dugattyú ékét a hőtágulás következtében.
A tehetetlenségi erő ellensúlyozására a dugattyúk könnyűfém ötvözetből készülnek. Ennek köszönhetően könnyűek. Az alkatrész alja, valamint az égéstér fala maximális hőmérsékletnek felel meg. Ezt a részt azonban nem a hűtőfolyadék keringése a kabátban. Emiatt az alumínium elem erősen kitágul.
A dugattyú olajhűtéses, hogy megakadályozza a rohamokat. Számos autómodellnél a kenést természetesen szállítják - az olajköd beülepszik a felületre, és visszafolyik az olajteknőbe. Vannak azonban olyan motorok, amelyekben az olajat nyomás alatt táplálják, ami jobb hőelvezetést biztosít a fűtött felületről.
Dugattyúgyűrűk
A dugattyúgyűrű attól függően látja el a funkcióját, hogy a dugattyúfej melyik részébe van felszerelve:
- Tömörítés - a legfelső. Tömítést biztosítanak a henger és a dugattyú falai között. Céljuk, hogy megakadályozzák a dugattyútérből származó gázok bejutását a forgattyúházba. Az alkatrész felszerelésének megkönnyítése érdekében vágás történik benne;
- Olajkaparó - gondoskodjon a felesleges olaj eltávolításáról a henger falairól, valamint megakadályozza a kenőanyag behatolását a dugattyútérbe. Ezek a gyűrűk speciális hornyokkal rendelkeznek, hogy megkönnyítsék az olaj leeresztését a dugattyú leeresztő hornyaiba.
A gyűrűk átmérője mindig nagyobb, mint a henger átmérője. Ennek köszönhetően tömítést biztosítanak a henger-dugattyú csoportban. Annak érdekében, hogy sem gázok, sem olaj ne szivárogjon át a zárakon, a gyűrűket a helyükre helyezzük úgy, hogy a rések egymáshoz képest eltolódjanak.
A gyűrűk elkészítéséhez felhasznált anyag alkalmazásuktól függ. Tehát a kompressziós elemek leggyakrabban nagy szilárdságú öntöttvasból és minimális szennyeződéstől, az olajkaparó elemek pedig nagy ötvözetű acélból készülnek.
Dugattyúcsap
Ez a rész lehetővé teszi a dugattyú rögzítését a hajtórúdhoz. Úgy néz ki, mint egy üreges cső, amelyet a dugattyúfej alatt helyeznek el a bordákban, és egyúttal a hajtórúdfej furatán keresztül. Az ujj mozgásának megakadályozása érdekében mindkét oldalán rögzítő gyűrűkkel rögzítik.
Ez a rögzítés lehetővé teszi a csap szabad forgását, ami csökkenti a dugattyú mozgásának ellenállását. Ez megakadályozza azt is, hogy csak a dugattyú vagy a hajtórúd rögzítési pontjánál keletkezzen olyan munka, amely jelentősen meghosszabbítja az alkatrész élettartamát.
A súrlódási erő miatti kopás megelőzése érdekében az alkatrész acélból készül. És a hőállóságnak való nagyobb ellenállás érdekében kezdetben megkeményedik.
Összekötő rúd
A hajtórúd vastag rúd merevítő bordákkal. Egyrészt van egy dugattyúfej (az a lyuk, amelybe a dugattyúcsapot behelyezik), másrészt kötött fej. A második elem összecsukható, így az alkatrész eltávolítható vagy felszerelhető a főtengely forgattyúcsapjára. Van egy burkolata, amelyet csavarokkal rögzítenek a fejhez, és az alkatrészek idő előtti kopásának megakadályozása érdekében egy kenéshez furatokkal ellátott betét van beépítve.
Az alsó fej perselyét hajtórúd-csapágynak nevezzük. Két acéllemezből áll, hajlított indákkal rögzítve a fejben.
A felső fej belső részének súrlódási erejének csökkentése érdekében bronz perselyt nyomnak bele. Ha elhasználódik, a teljes hajtórudat nem kell cserélni. A persely lyukakkal rendelkezik a csap olajellátásához.
A hajtórudaknak több változata van:
- A benzinmotorokat leggyakrabban hajtórudakkal látják el, a fejcsatlakozó a derékszög tengelyére merőlegesen helyezkedik el;
- A dízelmotoros belső égésű motorok ferde fejű csatlakozóval rendelkező hajtórudakkal rendelkeznek;
- A V-motorokat gyakran iker hajtórudakkal látják el. A második sor másodlagos hajtórúdja a főhöz csapszeggel van rögzítve, ugyanúgy, mint a dugattyúnál.
Forgattyústengely
Ez az elem több forgattyúból áll, amelyeken a hajtórudakok eltolódása el van helyezve a fő tengelyek tengelyéhez viszonyítva. Már léteznek különféle típusú főtengelyek és azok jellemzői külön felülvizsgálat.
Ennek a résznek az a célja, hogy a dugattyú transzlációs mozgását forgóvá alakítsa. A forgattyúcsap az alsó hajtórúdfejhez van csatlakoztatva. A főtengelyen két vagy több helyen vannak főcsapágyak, hogy megakadályozzák a forgattyúk kiegyensúlyozatlan forgása által okozott rezgést.
A fő forgattyústengelyek ellensúlyokkal vannak felszerelve, amelyek elnyelik a fő csapágyakon ható centrifugális erőket. Az alkatrész esztergagépek öntésével vagy fordításával készül egyetlen vakból.
A főtengely orrához csiga van rögzítve, amely a gázelosztó mechanizmust és egyéb berendezéseket, például szivattyút, generátort és légkondicionáló meghajtást hajtja. A száron van egy karima. Lendkerék csatlakozik hozzá.
Lendkerék
Korong alakú rész. A különféle lendkerék formáit és típusait, valamint azok különbségeit is szentelik külön cikk... Szükség van a hengerek nyomási ellenállásának leküzdésére, amikor a dugattyú végrehajtja a nyomási löketet. Ennek oka a forgó öntöttvas tárcsa tehetetlensége.
Az alkatrész végén egy fogaskerék van rögzítve. Az indító bendix sebességváltója a motor beindulásának pillanatában csatlakozik hozzá. A karimával szemközti oldalon a lendkerék felülete érintkezik a sebességváltó kosár tengelykapcsoló tárcsájával. Ezen elemek közötti maximális súrlódási erő biztosítja a nyomaték átadását a sebességváltó tengelyéig.
Mint látható, a forgattyús mechanizmus összetett felépítésű, ezért az egység javítását kizárólag szakembereknek kell elvégezniük. A motor élettartamának meghosszabbításához rendkívül fontos betartani az autó rutinszerű karbantartását.
Ezenkívül nézzen meg egy video-áttekintést a KShM-ről:
Kérdések és válaszok:
Milyen alkatrészeket tartalmaz a forgattyús mechanizmus? Álló alkatrészek: hengerblokk, blokkfej, hengerbetétek, betétek és főcsapágyak. Mozgó alkatrészek: dugattyú gyűrűkkel, dugattyúcsap, hajtórúd, főtengely és lendkerék.
Mi ennek a KShM alkatrésznek a neve? Ez egy forgattyús mechanizmus. A hengerekben lévő dugattyúk oda-vissza mozgását a főtengely forgó mozgásaivá alakítja.
Mi a funkciója a KShM rögzített részeinek? Ezek az alkatrészek felelősek a mozgó alkatrészek pontos megvezetéséért (például a dugattyúk függőleges mozgása), és biztonságos rögzítésükért a forgáshoz (például fő csapágyak).
