Hvordan motorens krumtapmekanisme fungerer

Motorens krumtapmekanisme konverterer stemplernes frem- og tilbagegående bevægelse (på grund af brændstofblandingens forbrændingsenergi) til rotation af krumtapakslen og omvendt. Dette er en teknisk kompleks mekanisme, der danner grundlaget for en forbrændingsmotor. I artiklen vil vi i detaljer overveje enheden og funktionerne i driften af ​​KShM.

Oprettelseshistorie

Det første bevis på brugen af ​​håndsvinget blev fundet i det 3. århundrede e.Kr., i Romerriget og Byzans i det 6. århundrede e.Kr. Et perfekt eksempel er savværket fra Hierapolis, som bruger en krumtapaksel. En metalhåndsving blev fundet i den romerske by Augusta Raurica i det nuværende Schweiz. Under alle omstændigheder patenterede en vis James Packard opfindelsen i 1780, selvom beviser for hans opfindelse blev fundet i antikken.

Komponenter af KShM

Komponenterne i KShM er konventionelt opdelt i bevægelige og faste dele. Bevægelige dele inkluderer:

• stempler og stempelringe;
• forbindelsesstænger;
• stempelstifter;
• krumtapaksel;
• svinghjul.

De faste dele af KShM fungerer som base, fastgørelseselementer og føringer. Disse omfatter:

• cylinderblok;
• cylinder hoved;
• krumtaphus;
• olie pande;
• fastgørelsesanordninger og lejer.

Faste dele af KShM

Krumtaphus og olieskål

Krumtaphuset er den nederste del af motoren, der indeholder lejer og oliepassager i krumtapakslen. I krumtaphuset bevæger plejlstængerne sig, og krumtapakslen roterer. En oliebeholder er et reservoir til motorolie.

Krumtaphusets bund er under drift udsat for konstante termiske og strømbelastninger. Derfor er denne del underlagt særlige krav til styrke og stivhed. Til fremstillingen anvendes aluminium eller støbejernslegeringer.

Krumtaphuset er fastgjort til cylinderblokken. Sammen danner de rammen af ​​motoren, hoveddelen af ​​dens krop. Selve cylindrene er i blokken. Hovedet af motorblokken er installeret ovenpå. Omkring cylindrene er der hulrum til væskekøling.

Placering og antal cylindre

Følgende typer er i øjeblikket de mest almindelige:

• inline fire eller seks cylinder position;
• sekscylindret 90° V-stilling;
• VR-formet position i en mindre vinkel;
• modsat position (stempler bevæger sig mod hinanden fra forskellige retninger);
• W-stilling med 12 cylindre.

I et simpelt in-line arrangement er cylindrene og stemplerne arrangeret i en række vinkelret på krumtapakslen. Denne ordning er den enkleste og mest pålidelige.

cylinder hoved

Hovedet er fastgjort til blokken med knopper eller bolte. Det dækker cylindrene med stempler fra oven og danner et forseglet hulrum - forbrændingskammeret. Der er en pakning mellem blokken og hovedet. Topstykket rummer også ventiltoget og tændrør.

cylindre

Stemplerne bevæger sig direkte i motorcylindrene. Deres størrelse afhænger af stempelslaget og dets længde. Cylindre fungerer ved varierende tryk og høje temperaturer. Under drift udsættes væggene for konstant friktion og temperaturer op til 2500 ° C. Der stilles også særlige krav til cylindrenes materialer og bearbejdning. De er lavet af støbejern, stål eller aluminiumslegeringer. Overfladen af ​​delene skal ikke kun være holdbar, men også let at behandle.

Den ydre arbejdsflade kaldes et spejl. Den er forkromet og poleret til en spejlfinish for at minimere friktion under begrænsede smøreforhold. Cylindre støbes sammen med blokken eller udføres i form af aftagelige ærmer.

Bevægelige dele af KShM

stempel

Bevægelsen af ​​stemplet i cylinderen opstår på grund af forbrændingen af ​​luft-brændstofblandingen. Der skabes et tryk, der virker på stempelkronen. Det kan variere i form i forskellige typer motorer. I benzinmotorer var bunden oprindeligt flad, så begyndte de at bruge konkave strukturer med riller til ventiler. I dieselmotorer er luft forkomprimeret i forbrændingskammeret, ikke brændstof. Derfor har stempelkronen også en konkav form, som er en del af forbrændingskammeret.

Bundens form er af stor betydning for at skabe den korrekte flamme til forbrændingen af ​​luft-brændstofblandingen.

Resten af ​​stemplet kaldes skørtet. Dette er en slags guide, der bevæger sig inde i cylinderen. Den nederste del af stemplet eller skørtet er lavet på en sådan måde, at det ikke kommer i kontakt med plejlstangen under dets bevægelse.

På stemplernes sideflade er der riller eller riller til stempelringe. Der er to eller tre kompressionsringe på toppen. De er nødvendige for at skabe kompression, det vil sige, at de forhindrer indtrængning af gas mellem cylinderens vægge og stemplet. Ringene presses mod spejlet, hvilket reducerer mellemrummet. I bunden er der en rille til olieskraberringen. Den er designet til at fjerne overskydende olie fra cylindervæggene, så den ikke kommer ind i forbrændingskammeret.

Stempelringe, især kompressionsringe, fungerer under konstante belastninger og høje temperaturer. Til deres produktion anvendes højstyrkematerialer, såsom legeret støbejern belagt med porøst krom.

Stempelstift og plejlstang

Plejlstangen er fastgjort til stemplet med en stempelstift. Det er en solid eller hul cylindrisk del. Stiften er installeret i hullet i stemplet og i plejlstangens øverste hoved.

Der er to typer vedhæftning:

• fast pasform;
• med flydende landing.

Den mest populære er den såkaldte "flydende finger". Til dens fastgørelse anvendes låseringe. Fixed er installeret med en interferenspasning. En varmepasning bruges normalt.

Forbindelsesstangen forbinder på sin side krumtapakslen til stemplet og producerer rotationsbevægelser. I dette tilfælde beskriver plejlstangens frem- og tilbagegående bevægelser tallet otte. Den består af flere elementer:

• stang eller base;
• stempelhoved (øverste);
• krumtaphoved (nederste).

En bronzebøsning er presset ind i stempelhovedet for at reducere friktionen og smøre de sammenkoblende dele. Krumtaphovedet er sammenklappeligt for at sikre samling af mekanismen. Delene er perfekt afstemt til hinanden og er fastgjort med bolte og låsemøtrikker. Plejlstangslejer er installeret for at reducere friktionen. De er lavet i form af to stålforinger med låse. Olie tilføres gennem olieriller. Lejerne er præcist tilpasset ledstørrelsen.

I modsætning til hvad mange tror, ​​forhindres foringen i at dreje, ikke på grund af låse, men på grund af friktionskraften mellem deres ydre overflade og plejlstangshovedet. Den ydre del af bøsningslejet kan således ikke smøres under monteringen.

Krumtapaksel

Krumtapakslen er en kompleks del, både hvad angår design og produktion. Den påtager sig drejningsmoment, tryk og andre belastninger og er derfor lavet af højstyrkestål eller støbejern. Krumtapakslen overfører rotation fra stemplerne til transmissionen og andre køretøjskomponenter (såsom drivremskiven).

Krumtapakslen består af flere hovedkomponenter:

• indfødte halse;
• plejlstangshalse;
• modvægte;
• kinder;
• skaft;
• svinghjulsflange.

Designet af krumtapakslen afhænger i høj grad af antallet af cylindre i motoren. I en simpel firecylindret rækkemotor er der fire plejlstangstap på krumtapakslen, hvorpå plejlstængerne med stempler er monteret. Fem hovedtapper er placeret langs akslens centrale akse. De er installeret i lejerne i cylinderblokken eller krumtaphuset på glidelejer (foringer). Hovedtapperne lukkes ovenfra med boltede dæksler. Forbindelsen danner en U-form.

Et specielt bearbejdet omdrejningspunkt til montering af en lejetap kaldes seng.

Hoved- og plejlstangshalsen er forbundet med de såkaldte kinder. Modvægte dæmper for store vibrationer og sikrer jævn bevægelse af krumtapakslen.

Krumtapakseltapperne er varmebehandlet og poleret for høj styrke og præcis pasform. Krumtapakslen er også meget præcist afbalanceret og centreret for jævnt at fordele alle de kræfter, der virker på den. I det centrale område af rodhalsen, på siderne af støtten, er vedvarende halvringe installeret. De er nødvendige for at kompensere for aksiale bevægelser.

Tidsgearene og motorens tilbehørs drivremskive er fastgjort til krumtapakslens skaft.

Svinghjul

På bagsiden af ​​akslen er der en flange, som svinghjulet er fastgjort til. Dette er en støbejernsdel, som er en massiv skive. På grund af sin masse skaber svinghjulet den inerti, der er nødvendig for driften af ​​krumtapakslen, og giver også en ensartet transmission af drejningsmoment til transmissionen. På kanten af ​​svinghjulet er der en gearring (krone) til forbindelse med starteren. Dette svinghjul drejer krumtapakslen og driver stemplerne, når motoren starter.

Krumtapmekanismen, design og form af krumtapakslen har været uændret i mange år. Som regel foretages der kun mindre strukturelle ændringer for at reducere vægt, inerti og friktion.