Mecanismul manivelei motorului: dispozitiv, scop, modul în care funcționează

În motoarele cu ardere internă, există două mecanisme care fac posibilă deplasarea vehiculelor. Este distribuția de gaz și manivela. Să ne concentrăm asupra scopului KShM și al structurii sale.

Care este mecanismul manivelei motorului

KShM înseamnă un set de piese de schimb care formează o singură unitate. În el, un amestec de combustibil și aer într-o anumită proporție arde și eliberează energie. Mecanismul constă din două categorii de părți în mișcare:

• Efectuarea mișcărilor liniare - pistonul se deplasează în sus / în jos în cilindru;
• Efectuarea mișcărilor de rotație - arborele cotit și piesele montate pe acesta.

Un nod care conectează ambele tipuri de piese este capabil să transforme un tip de energie în altul. Când motorul funcționează autonom, distribuția forțelor merge de la motorul cu ardere internă la șasiu. Unele mașini permit redirecționarea energiei de la roți la motor. Necesitatea acestui lucru poate apărea, de exemplu, dacă este imposibil să porniți motorul de la baterie. Transmisia mecanică vă permite să porniți mașina de la împingător.

Pentru ce este mecanismul manivelei motorului?

KShM pune în mișcare alte mecanisme, fără de care ar fi imposibil ca mașina să meargă. În vehiculele electrice, motorul electric, datorită energiei pe care o primește de la baterie, creează imediat o rotație care merge spre arborele de transmisie.

Dezavantajul unităților electrice este că au o rezervă de putere mică. Deși principalii producători de vehicule electrice au ridicat acest nivel la câteva sute de kilometri, marea majoritate a șoferilor nu au acces la astfel de vehicule datorită costului ridicat.

Singura soluție ieftină, datorită căreia este posibil să călătoriți pe distanțe mari și cu viteză mare, este o mașină echipată cu un motor cu ardere internă. Folosește energia exploziei (sau mai bine zis expansiunea după aceasta) pentru a pune în mișcare părțile grupului cilindru-piston.

Scopul KShM este de a asigura o rotație uniformă a arborelui cotit în timpul mișcării rectilinii a pistoanelor. Rotația ideală nu a fost încă realizată, dar există modificări ale mecanismelor care reduc la minimum scuturarea rezultată din zguduiturile bruște ale pistonilor. Motoarele cu 12 cilindri sunt un exemplu în acest sens. Unghiul de deplasare al manivelelor din ele este minim, iar acționarea întregului grup de cilindri este distribuită pe un număr mai mare de intervale.

Principiul de funcționare al mecanismului manivelei

Dacă descrieți principiul de funcționare a acestui mecanism, atunci acesta poate fi comparat cu procesul care are loc în timpul mersului cu bicicleta. Ciclistul apasă alternativ pe pedale, conducând pinionul de acționare în rotație.

Mișcarea liniară a pistonului este asigurată de arderea BTC în cilindru. În timpul unei microexplozii (HTS este puternic comprimat în momentul aplicării scânteii, prin urmare, se formează o împingere ascuțită), gazele se extind, împingând partea în poziția cea mai joasă.

Biela este conectată la o manivelă separată de pe arborele cotit. Inerția, precum și un proces identic în cilindrii adiacenți, asigură rotirea arborelui cotit. Pistonul nu îngheață în punctele extreme inferioare și superioare.

Arborele cotit rotativ este conectat la un volant la care este conectată suprafața de frecare a transmisiei.

După sfârșitul cursei cursei de lucru, pentru executarea altor curse ale motorului, pistonul este deja pus în mișcare datorită rotațiilor arborelui mecanismului. Este posibil datorită executării cursei cursei de lucru în cilindrii adiacenți. Pentru a minimiza smuciturile, jurnalele cu manivelă sunt decalate unele de altele (există modificări cu jurnale în linie).

Dispozitiv KShM

Mecanismul manivelei include un număr mare de piese. În mod convențional, acestea pot fi atribuite a două categorii: cei care efectuează mișcarea și cei care rămân fixați într-un singur loc tot timpul. Unele efectuează diferite tipuri de mișcări (de translație sau de rotație), în timp ce altele servesc ca o formă în care este asigurată acumularea energiei sau suportului necesar pentru aceste elemente.

Acestea sunt funcțiile îndeplinite de toate elementele mecanismului manivelei.

Carter bloc

Turnat din metal durabil (în mașinile ieftine - fontă și în mașinile mai scumpe - aluminiu sau alte aliaje) bloc. În ea sunt făcute găurile și canalele necesare. Lichidul de răcire și uleiul de motor circulă prin canale. Găurile tehnice permit conectarea elementelor cheie ale motorului într-o singură structură.

Cele mai mari găuri sunt cilindrii înșiși. Pistoanele sunt plasate în ele. De asemenea, designul blocului are suporturi pentru rulmenții de sprijin ai arborelui cotit. Un mecanism de distribuție a gazului este situat în chiulasă.

Utilizarea fontei sau aliajului de aluminiu se datorează faptului că acest element trebuie să reziste la sarcini mecanice și termice ridicate.

În partea de jos a carterului există un bazin în care se acumulează ulei după ce toate elementele au fost lubrifiate. Pentru a preveni formarea unei presiuni excesive de gaz în cavitate, structura are canale de ventilație.

Există mașini cu bazin umed sau uscat. În primul caz, uleiul este colectat în bazin și rămâne în el. Acest element este un rezervor pentru colectarea și depozitarea grăsimilor. În al doilea caz, uleiul curge în bazin, dar pompa îl pompează într-un rezervor separat. Acest design va preveni pierderea completă a uleiului în cazul unei defecțiuni a rezervorului - doar o mică parte a lubrifiantului se va scurge după oprirea motorului.

cilindru

Cilindrul este un alt element fix al motorului. De fapt, aceasta este o gaură cu o geometrie strictă (pistonul trebuie să se potrivească perfect în el). De asemenea, aparțin grupului cilindru-piston. Cu toate acestea, în mecanismul manivelei, cilindrii acționează ca ghidaje. Acestea asigură o mișcare strict verificată a pistoanelor.

Dimensiunile acestui element depind de caracteristicile motorului și de dimensiunea pistoanelor. Pereții din partea superioară a structurii se confruntă cu temperatura maximă care poate apărea în motor. De asemenea, în așa-numita cameră de ardere (deasupra spațiului pistonului), după aprinderea VTS are loc o expansiune bruscă a gazelor.

Pentru a preveni uzura excesivă a pereților cilindrilor la temperaturi ridicate (în unele cazuri poate crește brusc până la 2 grade) și la presiune ridicată, acestea sunt lubrifiate. O peliculă subțire de ulei se formează între inelele O și cilindru pentru a preveni contactul metal-metal. Pentru a reduce forța de frecare, suprafața interioară a cilindrilor este tratată cu un compus special și lustruită într-un grad ideal (prin urmare, suprafața se numește oglindă).

Există două tipuri de cilindri:

• Tip uscat. Acești cilindri sunt utilizați în principal în mașini. Acestea fac parte din bloc și arată ca niște găuri făcute în carcasă. Pentru răcirea metalului, se fac canale la exteriorul cilindrilor pentru circulația lichidului de răcire (mantaua motorului cu ardere internă);
• Tipul umed. În acest caz, cilindrii vor fi fabricate separat mâneci care sunt introduse în găurile blocului. Acestea sunt sigilate în mod fiabil, astfel încât să nu se formeze vibrații suplimentare în timpul funcționării unității, datorită cărora piesele KShM vor defecta prea repede. Astfel de căptușeli sunt în contact cu lichidul de răcire din exterior. Un design similar al motorului este mai susceptibil la reparare (de exemplu, atunci când se formează zgârieturi adânci, manșonul este pur și simplu schimbat și nu este plictisit și găurile blocului sunt măcinate în timpul valorificării motorului).

La motoarele în formă de V, cilindrii nu sunt adesea poziționați simetric unul față de celălalt. Acest lucru se datorează faptului că o bielă servește un singur cilindru și are un loc separat pe arborele cotit. Cu toate acestea, există și modificări cu două tije de legătură pe un jurnal al bielei.

Bloc cilindru

Aceasta este cea mai mare parte a designului motorului. În partea de sus a acestui element, este instalată o chiulasă și între ele există o garnitură (de ce este nevoie și cum să se determine defecțiunea acestuia, citiți într-o recenzie separată).

Adânciturile sunt realizate în chiulasă, care formează o cavitate specială. În el, se aprinde amestecul de aer comprimat-combustibil (denumit adesea cameră de ardere). Modificările aduse motoarelor răcite cu apă vor fi echipate cu un cap cu canale pentru circulația fluidelor.

Scheletul motorului

Toate părțile fixe ale KShM, conectate într-o singură structură, se numesc schelet. Această parte percepe sarcina principală de putere în timpul funcționării părților în mișcare ale mecanismului. În funcție de modul în care este montat motorul în compartimentul motorului, scheletul absoarbe, de asemenea, sarcini din corp sau cadru. În procesul de mișcare, această parte se ciocnește și cu influența transmisiei și a șasiului mașinii.

Pentru a preveni mișcarea motorului cu ardere internă în timpul accelerației, decelerării sau manevrelor, cadrul este bine fixat la partea de susținere a vehiculului. Pentru a elimina vibrațiile la îmbinare, se utilizează suporturi de motor din cauciuc. Forma lor depinde de modificarea motorului.

Când mașina este condusă pe un drum neuniform, corpul este supus la stres de torsiune. Pentru a împiedica motorul să preia astfel de sarcini, acesta este de obicei atașat în trei puncte.

Toate celelalte părți ale mecanismului sunt mobile.

Piston

Face parte din grupul de pistoane KShM. Forma pistoanelor poate varia, de asemenea, dar punctul cheie este că acestea sunt realizate sub formă de sticlă. Partea superioară a pistonului se numește cap, iar partea inferioară se numește fustă.

Capul pistonului este partea cea mai groasă, deoarece preia stresul termic și mecanic atunci când combustibilul este aprins. Capătul acelui element (partea de jos) poate avea diferite forme - plate, convexe sau concave. Această parte formează dimensiunile camerei de ardere. Adesea se întâlnesc modificări cu depresiuni de diferite forme. Toate aceste tipuri de piese depind de modelul ICE, de principiul aprovizionării cu combustibil etc.

Canelurile sunt realizate pe părțile laterale ale pistonului pentru instalarea inelelor O. Sub aceste caneluri sunt adâncituri pentru scurgerea uleiului din piesă. Fusta are de cele mai multe ori o formă ovală, iar partea sa principală este un ghid care previne panoul pistonului ca urmare a dilatării termice.

Pentru a compensa forța de inerție, pistoanele sunt fabricate din materiale ușoare din aliaj. Acest lucru le face ușoare. Partea inferioară a piesei, precum și pereții camerei de ardere, întâmpină temperaturi maxime. Cu toate acestea, această parte nu este răcită prin circularea lichidului de răcire în jachetă. Din acest motiv, elementul din aluminiu este supus unei expansiuni puternice.

Pistonul este răcit cu ulei pentru a preveni confiscarea. În multe modele de automobile, lubrifierea este furnizată în mod natural - ceața de ulei se așază la suprafață și curge înapoi în bazin. Cu toate acestea, există motoare în care uleiul este alimentat sub presiune, asigurând o mai bună disipare a căldurii de la suprafața încălzită.

Inele de piston

Inelul pistonului își îndeplinește funcția în funcție de ce parte a capului pistonului este instalat în:

• Compresie - cea mai de sus. Acestea asigură o etanșare între cilindru și pereții pistonului. Scopul lor este de a preveni pătrunderea gazelor din spațiul pistonului în carter. Pentru a facilita instalarea piesei, se face o tăietură în ea;
• Răzuitor de ulei - asigură îndepărtarea excesului de ulei de pe pereții cilindrilor și, de asemenea, previne pătrunderea lubrifiantului în spațiul pistonului. Aceste inele au caneluri speciale pentru a facilita scurgerea uleiului către canelurile de golire a pistonului.

Diametrul inelelor este întotdeauna mai mare decât diametrul cilindrului. Datorită acestui fapt, acestea asigură o etanșare în grupul cilindru-piston. Astfel încât nici gazele, nici uleiul să se scurgă prin încuietori, inelele sunt așezate în locurile lor, cu fantele decalate una față de cealaltă.

Materialul folosit pentru realizarea inelelor depinde de aplicarea lor. Deci, elementele de compresie sunt cel mai adesea realizate din fontă de înaltă rezistență și un conținut minim de impurități, iar elementele de răzuire a uleiului sunt fabricate din oțel înalt aliat.

Știftul pistonului

Această piesă permite atașarea pistonului la biela. Arată ca un tub gol, care este plasat sub capul pistonului în șanțuri și în același timp prin orificiul din capul bielei. Pentru a preveni mișcarea degetului, acesta este fixat cu inele de fixare pe ambele părți.

Această fixare permite știftului să se rotească liber, ceea ce reduce rezistența la mișcarea pistonului. Acest lucru previne, de asemenea, formarea unei lucrări numai în punctul de fixare din piston sau bielă, ceea ce prelungește semnificativ durata de viață a piesei.

Pentru a preveni uzura datorită forței de frecare, piesa este fabricată din oțel. Și pentru o rezistență mai mare la stresul termic, acesta este inițial întărit.

Tija de conectare

Biela este o tijă groasă cu nervuri de rigidizare. Pe de o parte, are un cap de piston (gaura în care este introdus știftul pistonului), iar pe de altă parte, un cap de tricot. Al doilea element este pliabil, astfel încât piesa să poată fi îndepărtată sau instalată pe jurnalul manivelei arborelui cotit. Are un capac care este atașat la cap cu șuruburi și, pentru a preveni uzura prematură a pieselor, este instalat un insert cu găuri pentru lubrifiere.

Bucșa inferioară a capului se numește rulment de bielă. Este realizat din două plăci de oțel cu șiruri curbate pentru fixare în cap.

Pentru a reduce forța de frecare a părții interioare a capului superior, este introdusă o bucșă de bronz. Dacă este uzată, nu va trebui înlocuită întreaga bielă. Bucșa are găuri pentru alimentarea cu ulei a știftului.

Există mai multe modificări ale bielelor:

• Motoarele pe benzină sunt cel mai adesea echipate cu biele cu un conector de cap situat în unghi drept față de axa bielei;
• Motoarele cu combustie internă diesel au biele cu un conector cap oblic;
• Motoarele în V sunt adesea echipate cu biele duble. Biela secundară a celui de-al doilea rând este fixată pe cea principală cu un știft în conformitate cu același principiu ca și cu pistonul.

Arbore cotit

Acest element este alcătuit din mai multe manivele cu un aranjament decalat al jurnalelor tijei de legătură în raport cu axa jurnalelor principale. Există deja diferite tipuri de arbori cotiți și caracteristicile acestora revizuire separată.

Scopul acestei părți este de a converti mișcarea de translație de la piston în rotație. Știftul manivelei este conectat la capul inferior al bielei. Există rulmenți principali în două sau mai multe locuri pe arborele cotit pentru a preveni vibrațiile cauzate de rotația dezechilibrată a manivelelor.

Majoritatea arborilor coti sunt echipați cu contragreutăți pentru a absorbi forțele centrifuge care acționează asupra lagărelor principale. Piesa este realizată prin turnare sau pornită strungurile dintr-un singur semifabricat.

O scripete este atașată la vârful arborelui cotit, care acționează mecanismul de distribuție a gazului și alte echipamente, cum ar fi o pompă, un generator și unitatea de aer condiționat. Există o flanșă pe tijă. La el este atașată o volantă.

Volant

Piesa în formă de disc. Formele și tipurile diferitelor volante și diferențele lor sunt, de asemenea, dedicate articol separat... Este necesar să se depășească rezistența la compresiune din cilindri atunci când pistonul este în cursa de compresie. Acest lucru se datorează inerției discului rotativ din fontă.

O jantă a angrenajului este fixată la capătul piesei. Angrenajul de pornire Bendix este conectat la acesta în momentul pornirii motorului. Pe partea opusă flanșei, suprafața volantului este în contact cu discul de ambreiaj al coșului de transmisie. Forța maximă de frecare dintre aceste elemente asigură transmiterea cuplului la arborele cutiei de viteze.

După cum puteți vedea, mecanismul manivelei are o structură complexă, din cauza căreia reparația unității trebuie efectuată exclusiv de către profesioniști. Pentru a prelungi durata de viață a motorului, este extrem de important să respectați întreținerea de rutină a mașinii.

În plus, urmăriți o recenzie video despre KShM:

Mecanism cu manivelă (KShM). Cele elementare

Întrebări și răspunsuri:

Ce piese sunt incluse în mecanismul manivelei? Piese staționare: bloc cilindric, chiulasă, căptușe de cilindri, căptușeli și rulmenți principali. Piese mobile: piston cu inele, bolt piston, biela, arbore cotit si volant.

Care este numele acestei piese KShM? Acesta este un mecanism de manivelă. El transformă mișcările alternative ale pistoanelor din cilindri în mișcări de rotație ale arborelui cotit.

Care este funcția părților fixe ale KShM? Aceste piese sunt responsabile pentru ghidarea precisă a pieselor mobile (de exemplu, mișcarea verticală a pistoanelor) și fixarea în siguranță a acestora pentru rotație (de exemplu, rulmenții principali).