Kaip veikia variklio alkūninis mechanizmas

Variklio alkūninis mechanizmas stūmoklių grįžtamąjį judėjimą (dėl kuro mišinio degimo energijos) paverčia alkūninio veleno sukimu ir atvirkščiai. Tai techniškai sudėtingas mechanizmas, kuris sudaro vidaus degimo variklio pagrindą. Straipsnyje mes išsamiai apsvarstysime KShM įrenginį ir veikimo ypatybes.

Kūrimo istorija

Pirmieji švaistiklio naudojimo įrodymai buvo rasti III mūsų eros amžiuje, Romos imperijoje ir Bizantijoje – VI amžiuje. Puikus pavyzdys yra lentpjūvė iš Hierapolio, kurioje naudojamas alkūninis velenas. Metalinis švaistiklis buvo rastas romėnų mieste Augusta Raurica, dabartinės Šveicarijos teritorijoje. Bet kokiu atveju, tam tikras Jamesas Packardas užpatentavo išradimą 3 m., nors jo išradimo įrodymų buvo rasta senovėje.

KShM komponentai

KShM komponentai paprastai skirstomi į judančias ir fiksuotas dalis. Judančios dalys apima:

• stūmokliai ir stūmoklių žiedai;
• švaistikliai;
• stūmoklių kaiščiai;
• alkūninis velenas;
• smagratis.

Fiksuotos KShM dalys yra pagrindas, tvirtinimo detalės ir kreiptuvai. Jie apima:

• cilindrų blokas;
• cilindro galvutė;
• karteris;
• aliejaus keptuvė;
• tvirtinimo detalės ir guoliai.

Fiksuotos KShM dalys

Karteris ir alyvos indas

Karteris yra apatinė variklio dalis, kurioje yra alkūninio veleno guoliai ir alyvos kanalai. Karteryje švaistikliai juda, o alkūninis velenas sukasi. Alyvos bakas yra variklio alyvos rezervuaras.

Darbo metu karterio pagrindą veikia nuolatinės šiluminės ir galios apkrovos. Todėl šiai daliai keliami specialūs stiprumo ir standumo reikalavimai. Jo gamybai naudojami aliuminio arba ketaus lydiniai.

Karteris pritvirtintas prie cilindrų bloko. Kartu jie sudaro variklio rėmą, pagrindinę jo kėbulo dalį. Patys cilindrai yra bloke. Variklio bloko galvutė sumontuota viršuje. Aplink cilindrus yra ertmės skysčiui aušinti.

Cilindrų vieta ir skaičius

Šiuo metu labiausiai paplitę yra šie tipai:

• eilėje keturių arba šešių cilindrų padėtis;
• šešių cilindrų 90° V padėtis;
• VR formos padėtis mažesniu kampu;
• priešinga padėtis (stūmokliai juda vienas kito link iš skirtingų krypčių);
• W padėtis su 12 cilindrų.

Paprastu linijiniu išdėstymu cilindrai ir stūmokliai yra išdėstyti eilėje, statmenoje alkūniniam velenui. Ši schema yra pati paprasčiausia ir patikimiausia.

Cilindro galvutė

Galvutė prie bloko pritvirtinama smeigėmis arba varžtais. Jis padengia cilindrus stūmokliais iš viršaus, sudarydamas sandarią ertmę - degimo kamerą. Tarp bloko ir galvutės yra tarpinė. Cilindro galvutėje taip pat yra vožtuvo eilė ir uždegimo žvakės.

Cilindrai

Stūmokliai juda tiesiai variklio cilindruose. Jų dydis priklauso nuo stūmoklio eigos ir jo ilgio. Cilindrai veikia esant įvairiam slėgiui ir aukštai temperatūrai. Eksploatacijos metu sienos yra veikiamos nuolatinės trinties ir temperatūros iki 2500 ° C. Specialūs reikalavimai taip pat keliami balionų medžiagoms ir apdirbimui. Jie gaminami iš ketaus, plieno arba aliuminio lydinių. Detalių paviršius turi būti ne tik patvarus, bet ir lengvai apdirbamas.

Išorinis darbinis paviršius vadinamas veidrodžiu. Jis padengtas chromu ir poliruotas iki veidrodinio paviršiaus, kad sumažintų trintį esant ribotoms tepimo sąlygoms. Cilindrai yra išlieti kartu su bloku arba pagaminti iš nuimamų rankovių.

Kilnojamos KShM dalys

Stūmoklis

Stūmoklio judėjimas cilindre atsiranda dėl oro ir kuro mišinio degimo. Sukuriamas slėgis, kuris veikia stūmoklio karūnėlę. Skirtingų tipų varikliuose jis gali skirtis savo forma. Benzininiuose varikliuose dugnas iš pradžių buvo plokščias, tada jie pradėjo naudoti įgaubtas konstrukcijas su grioveliais vožtuvams. Dyzeliniuose varikliuose degimo kameroje iš anksto suslėgtas oras, o ne kuras. Todėl stūmoklio karūnėlė taip pat turi įgaubtą formą, kuri yra degimo kameros dalis.

Dugno forma turi didelę reikšmę kuriant tinkamą liepsną oro ir kuro mišinio degimui.

Likusi stūmoklio dalis vadinama sijonu. Tai tam tikras kreiptuvas, judantis cilindro viduje. Apatinė stūmoklio arba sijono dalis pagaminta taip, kad judant nesiliestų su švaistikliu.

Stūmoklių šoniniame paviršiuje yra grioveliai arba grioveliai stūmoklių žiedams. Viršuje yra du arba trys suspaudimo žiedai. Jie yra būtini norint sukurti suspaudimą, tai yra, jie neleidžia dujoms prasiskverbti tarp cilindro sienelių ir stūmoklio. Žiedai prispaudžiami prie veidrodžio, sumažinant tarpą. Apačioje yra griovelis alyvos grandiklio žiedui. Jis skirtas pašalinti alyvos perteklių nuo cilindro sienelių, kad jis nepatektų į degimo kamerą.

Stūmoklio žiedai, ypač suspaudimo žiedai, veikia esant pastovioms apkrovoms ir aukštai temperatūrai. Jų gamybai naudojamos didelio stiprumo medžiagos, pavyzdžiui, legiruotasis ketus, padengtas porėtu chromu.

Stūmoklio kaištis ir švaistiklis

Švaistiklis prie stūmoklio pritvirtinamas stūmoklio kaiščiu. Tai kieta arba tuščiavidurė cilindrinė dalis. Kaištis sumontuotas stūmoklio angoje ir švaistiklio viršutinėje galvutėje.

Yra dviejų tipų priedai:

• fiksuotas pritaikymas;
• su plūduriuojančiu nusileidimu.

Populiariausias yra vadinamasis „plaukiojantis pirštas“. Jo tvirtinimui naudojami fiksavimo žiedai. Fiksuotas montuojamas su interferenciniu tvirtinimu. Paprastai naudojamas šiluminis derinys.

Švaistiklis savo ruožtu sujungia alkūninį veleną su stūmokliu ir sukuria sukimosi judesius. Šiuo atveju švaistiklio grįžtami judesiai apibūdina skaičių aštuoni. Jį sudaro keli elementai:

• strypas arba pagrindas;
• stūmoklio galvutė (viršutinė);
• švaistiklio galvutė (apatinė).

Į stūmoklio galvutę įspaudžiama bronzinė įvorė, kad sumažintų trintį ir suteptų besijungiančias dalis. Alkūninė galvutė yra sulankstoma, kad būtų užtikrintas mechanizmo surinkimas. Dalys puikiai suderintos viena su kita ir tvirtinamos varžtais bei fiksavimo veržlėmis. Siekiant sumažinti trintį, sumontuoti švaistiklio guoliai. Jie pagaminti iš dviejų plieninių įdėklų su užraktais. Alyva tiekiama per alyvos griovelius. Guoliai tiksliai pritaikyti prie jungties dydžio.

Priešingai populiariems įsitikinimams, įdėklai nesisuka ne dėl užraktų, o dėl trinties jėgos tarp jų išorinio paviršiaus ir švaistiklio galvutės. Taigi, išorinės movos guolio dalies surinkimo metu negalima sutepti.

Alkūninis velenas

Alkūninis velenas yra sudėtinga dalis tiek dizaino, tiek gamybos požiūriu. Jis atlaiko sukimo momentą, slėgį ir kitas apkrovas, todėl yra pagamintas iš didelio stiprumo plieno arba ketaus. Alkūninis velenas perduoda sukimąsi iš stūmoklių į transmisiją ir kitus transporto priemonės komponentus (pvz., pavaros skriemulį).

Alkūninis velenas susideda iš kelių pagrindinių komponentų:

• vietiniai kaklai;
• švaistiklio kakliukai;
• atsvarai;
• skruostai;
• kotas;
• smagračio flanšas.

Alkūninio veleno konstrukcija labai priklauso nuo cilindrų skaičiaus variklyje. Paprastame keturių cilindrų eiliniame variklyje ant alkūninio veleno yra keturi švaistiklio kakliukai, ant kurių sumontuoti švaistikliai su stūmokliais. Penki pagrindiniai kakliukai yra išilgai centrinės veleno ašies. Jie montuojami cilindrų bloko arba karterio guoliuose ant slydimo guolių (įdėklų). Pagrindiniai kakliukai uždaromi iš viršaus varžtais užsegamais dangteliais. Jungtis sudaro U formą.

Specialiai apdirbtas atramos taškas guolio kakliuko montavimui vadinamas lova.

Pagrindinis ir švaistiklio kakleliai yra sujungti vadinamaisiais skruostais. Atsvarai slopina pernelyg dideles vibracijas ir užtikrina sklandų alkūninio veleno judėjimą.

Alkūninio veleno kakliukai yra termiškai apdoroti ir poliruoti, kad būtų labai tvirti ir tikslūs. Alkūninis velenas taip pat labai tiksliai subalansuotas ir centruotas, kad būtų tolygiai paskirstytos visos jį veikiančios jėgos. Centrinėje šaknies kaklelio srityje, atramos šonuose, sumontuoti patvarūs pusžiedžiai. Jie būtini ašiniams judesiams kompensuoti.

Paskirstymo pavaros ir variklio priedų pavaros skriemulys yra pritvirtinti prie alkūninio veleno koto.

Smagratis

Užpakalinėje veleno pusėje yra flanšas, prie kurio pritvirtintas smagratis. Tai yra ketaus dalis, kuri yra masyvus diskas. Dėl savo masės smagratis sukuria inerciją, reikalingą alkūninio veleno veikimui, taip pat užtikrina tolygų sukimo momento perdavimą transmisijai. Ant smagračio krašto yra krumpliaračio žiedas (karūnėlė), skirtas prijungti prie starterio. Šis smagratis suka alkūninį veleną ir varo stūmoklius, kai variklis užvedamas.

Alkūninio veleno alkūninio veleno mechanizmas, konstrukcija ir forma išliko nepakitusi daugelį metų. Paprastai atliekami tik nedideli struktūriniai pakeitimai, siekiant sumažinti svorį, inerciją ir trintį.