Mechanizmus kľuky motora: zariadenie, účel, ako to funguje

V spaľovacích motoroch existujú dva mechanizmy, ktoré umožňujú pohyb vozidiel. Je to rozvod plynu a kľuka. Zamerajme sa na účel KShM a jeho štruktúru.

Čo je to kľukový mechanizmus motora

KShM znamená súpravu náhradných dielov, ktoré tvoria jeden celok. V ňom zmes paliva a vzduchu v určitom pomere spaľuje a uvoľňuje energiu. Mechanizmus sa skladá z dvoch kategórií pohyblivých častí:

• Vykonávanie lineárnych pohybov - piest sa pohybuje hore / dole vo valci;
• Vykonávanie rotačných pohybov - kľukový hriadeľ a na ňom nainštalované časti.

Uzol, ktorý spája oba typy častí, je schopný premieňať jeden druh energie na druhý. Keď motor pracuje autonómne, distribúcia síl ide zo spaľovacieho motora na podvozok. Niektoré autá umožňujú presmerovanie energie späť z kolies na motor. Táto potreba môže vzniknúť napríklad v prípade, že nie je možné naštartovať motor z akumulátora. Mechanická prevodovka umožňuje naštartovať auto z posúvača.

Na čo slúži kľukový mechanizmus motora?

KShM uvádza do pohybu ďalšie mechanizmy, bez ktorých by auto nemohlo ísť. V elektrických vozidlách elektrický motor vďaka energii prijatej z batérie okamžite vytvára rotáciu, ktorá smeruje k prevodovému hriadeľu.

Nevýhodou elektrických jednotiek je, že majú malú výkonovú rezervu. Aj keď poprední výrobcovia elektrických vozidiel zvýšili túto latku na niekoľko stoviek kilometrov, drvivá väčšina motoristov nemá prístup k týmto vozidlám kvôli ich vysokým nákladom.

Jediným lacným riešením, vďaka ktorému je možné cestovať na veľké vzdialenosti a pri vysokej rýchlosti, je automobil vybavený spaľovacím motorom. Využíva energiu výbuchu (alebo skôr expanziu po ňom) na uvedenie do pohybu častí skupiny valec-piest.

Účelom KShM je zabezpečiť rovnomerné otáčanie kľukového hriadeľa pri priamom pohybe piestov. Ideálne natočenie ešte nebolo dosiahnuté, existujú však úpravy mechanizmov, ktoré minimalizujú trhanie spôsobené náhlymi nárazmi piestov. Príkladom toho sú 12-valce. Uhol posunutia kľuiek v nich je minimálny a aktivácia celej skupiny valcov je rozložená do väčšieho počtu intervalov.

Princíp činnosti kľukového mechanizmu

Ak popíšete princíp fungovania tohto mechanizmu, možno ho porovnať s procesom, ktorý nastáva pri jazde na bicykli. Cyklista striedavo stláča pedále, čím poháňa ozubené koleso do rotácie.

Lineárny pohyb piestu je zabezpečený spaľovaním BTC vo valci. Počas mikroexplózie (HTS je v okamihu pôsobenia iskry silne stlačený, preto sa vytvorí ostrý tlak), plyny expandujú a časť tlačia do najnižšej polohy.

Ojnica je spojená so samostatnou kľukou na kľukovom hriadeli. Zotrvačnosť, rovnako ako identický proces v susedných valcoch, zaisťuje, že sa kľukový hriadeľ otáča. Piest nemrzne v krajných dolných a horných bodoch.

Otočný kľukový hriadeľ je spojený so zotrvačníkom, ku ktorému je pripojená trecia plocha prevodovky.

Po ukončení zdvihu pracovného zdvihu, na vykonanie ďalších zdvihov motora, je už piest uvedený do pohybu v dôsledku otáčok hriadeľa mechanizmu. Je to možné vďaka zdvihu pracovného zdvihu v susedných valcoch. Aby sa minimalizovalo trhanie, čapy kľuky sú navzájom posunuté (existujú úpravy s radovými čapmi).

Zariadenie KShM

Kľukový mechanizmus obsahuje veľké množstvo dielov. Obvykle je možné ich rozdeliť do dvoch kategórií: tí, ktorí vykonávajú pohyb, a tí, ktorí zostávajú stále na jednom mieste. Niektoré vykonávajú rôzne druhy pohybov (translačné alebo rotačné), iné slúžia ako forma, v ktorej je zabezpečené nahromadenie potrebnej energie alebo podpora týchto prvkov.

Toto sú funkcie vykonávané všetkými prvkami kľukového mechanizmu.

Blokovať kľukovú skriňu

Blok je odliaty z odolného kovu (v lacných automobiloch - liatina a v drahších automobiloch - hliník alebo iná zliatina). V ňom sú vytvorené potrebné otvory a kanály. Chladiaca kvapalina a motorový olej cirkulujú cez kanály. Technické otvory umožňujú spojenie kľúčových prvkov motora do jednej konštrukcie.

Najväčšími otvormi sú samotné valce. V nich sú umiestnené piesty. Bloková konštrukcia má tiež podpery pre oporné ložiská kľukového hriadeľa. Mechanizmus distribúcie plynu je umiestnený v hlave valcov.

Použitie liatiny alebo zliatiny hliníka je spôsobené skutočnosťou, že tento prvok musí odolávať vysokému mechanickému a tepelnému zaťaženiu.

V spodnej časti kľukovej skrine je jímka, v ktorej sa po namazaní všetkých prvkov hromadí olej. Aby sa zabránilo nadmernému tlaku plynu v dutine, má konštrukcia ventilačné kanály.

Existujú autá s mokrou alebo suchou žumpou. V prvom prípade sa olej zhromažďuje v jímke a zostáva v nej. Tento prvok je zásobníkom na zhromažďovanie a skladovanie tuku. V druhom prípade olej tečie do jímky, ale čerpadlo ho odčerpá do samostatnej nádrže. Táto konštrukcia zabráni úplnej strate oleja v prípade poruchy nádrže - po vypnutí motora vytečie iba malá časť maziva.

valec

Valec je ďalším pevným prvkom motora. V skutočnosti ide o otvor s prísnou geometriou (piest do neho musí dokonale zapadnúť). Patria tiež do skupiny valec-piest. V kľukovom mechanizme však valce fungujú ako vodiace prvky. Poskytujú prísne overený pohyb piestov.

Rozmery tohto prvku závisia od charakteristík motora a veľkosti piestov. Steny v hornej časti konštrukcie smerujú k maximálnej teplote, ktorá sa môže v motore vyskytnúť. Taktiež v takzvanej spaľovacej komore (nad priestorom piestu) nastáva po zapálení VTS prudká expanzia plynov.

Aby sa zabránilo nadmernému opotrebovaniu stien valcov pri vysokých teplotách (v niektorých prípadoch môže dôjsť k prudkému nárastu na 2 500 stupňov) a vysokom tlaku, sú mazané. Medzi O-krúžkami a valcom sa vytvára tenký film oleja, ktorý zabraňuje kontaktu kov-kov. Na zníženie trecej sily je vnútorný povrch valcov ošetrený špeciálnou zmesou a v ideálnej miere vyleštený (preto sa povrch nazýva zrkadlo).

Existujú dva typy valcov:

• Suchý typ. Tieto valce sa používajú hlavne v strojoch. Sú súčasťou bloku a vyzerajú ako otvory urobené v puzdre. Na ochladenie kovu sú na vonkajšej strane valcov vytvorené kanály na cirkuláciu chladiacej kvapaliny (plášť s vnútorným spaľovacím motorom);
• Mokrý typ. V tomto prípade budú valce samostatne vyrobené rukávy, ktoré sú vložené do otvorov bloku. Sú spoľahlivo utesnené, aby pri prevádzke jednotky nevznikali ďalšie vibrácie, kvôli ktorým príliš rýchlo zlyhajú časti KShM. Takéto vložky sú zvonku v kontakte s chladiacou kvapalinou. Podobná konštrukcia motora je náchylnejšia na opravu (napríklad keď sa vytvoria hlboké škrabance, objímka sa jednoducho zmení a nenudí sa a otvory bloku sa zabrúsia počas písania veľkého písmena v motore).

V motoroch v tvare V nie sú valce často navzájom symetricky umiestnené. Je to spôsobené tým, že jedna ojnica slúži pre jeden valec a má samostatné miesto na kľukovom hriadeli. Existujú však aj úpravy s dvoma ojnicami na jednom čape ojnice.

Blok valca

Toto je najväčšia časť konštrukcie motora. V hornej časti tohto prvku je nainštalovaná hlava valca a medzi nimi je tesnenie (prečo je to potrebné a ako zistiť jeho poruchu, prečítajte si v samostatnej recenzii).

V hlave valcov sú vytvorené vybrania, ktoré tvoria zvláštnu dutinu. V ňom sa zapáli zmes stlačeného vzduchu a paliva (často sa nazýva spaľovacia komora). Úpravy vodou chladených motorov budú vybavené hlavou s kanálmi na cirkuláciu kvapaliny.

Kostra motora

Všetky pevné časti KShM, spojené v jednej konštrukcii, sa nazývajú kostra. Táto časť vníma hlavné silové zaťaženie počas činnosti pohyblivých častí mechanizmu. Podľa toho, ako je motor namontovaný v motorovom priestore, absorbuje kostra aj zaťaženie z karosérie alebo rámu. V procese pohybu táto časť koliduje aj s vplyvom prevodovky a podvozku stroja.

Aby sa zabránilo pohybu spaľovacieho motora počas akcelerácie, brzdenia alebo manévrovania, je skelet pevne priskrutkovaný k nosnej časti vozidla. Na elimináciu vibrácií v kĺbe sa používajú gumové uloženia motora. Ich tvar závisí od úpravy motora.

Pri jazde so strojom na nerovnej ceste je telo vystavené torznému namáhaniu. Aby sa zabránilo takémuto zaťaženiu motorom, je obvykle pripevnený v troch bodoch.

Všetky ostatné časti mechanizmu sú pohyblivé.

piest

Je súčasťou skupiny piestov KShM. Tvar piestov sa tiež môže líšiť, ale kľúčovým bodom je, že sú vyrobené vo forme skla. Horná časť piestu sa nazýva hlava a spodná časť sa nazýva sukňa.

Hlava piestu je najhrubšia časť, pretože pri zapálení paliva zaberá tepelné a mechanické namáhanie. Koncová plocha tohto prvku (dole) môže mať iný tvar - plochý, konvexný alebo konkávny. Táto časť tvorí rozmery spaľovacej komory. Často sa vyskytujú úpravy s priehlbinami rôznych tvarov. Všetky tieto typy dielov závisia od modelu ICE, princípu dodávky paliva atď.

Na bokoch piestu sú vytvorené drážky pre inštaláciu O-krúžkov. Pod týmito drážkami sú vybrania na odtok oleja z časti. Sukňa má najčastejšie oválny tvar a jej hlavnou časťou je vedenie, ktoré zabraňuje klinovému piestu v dôsledku tepelnej rozťažnosti.

Na vyrovnanie zotrvačnej sily sú piesty vyrobené z ľahkých zliatinových materiálov. Vďaka tomu sú ľahké. Spodok časti, ako aj steny spaľovacej komory, narážajú na maximálne teploty. Táto časť však nie je chladená cirkulujúcou chladiacou kvapalinou v plášti. Z tohto dôvodu je hliníkový prvok predmetom veľkej expanzie.

Piest je chladený olejom, aby sa zabránilo zadretiu. V mnohých modeloch automobilov je mazanie dodávané prirodzene - olejová hmla sa usadzuje na povrchu a prúdi späť do nádrže. Existujú však motory, v ktorých je olej dodávaný pod tlakom, ktorý zaisťuje lepší odvod tepla z ohriateho povrchu.

Piestne krúžky

Piestny krúžok plní svoju funkciu v závislosti od toho, v ktorej časti hlavy piestu je namontovaný:

• Kompresia - najvyššia. Poskytujú tesnenie medzi stenami valca a piestu. Ich účelom je zabrániť, aby sa plyny z priestoru piestu dostali do kľukovej skrine. Na uľahčenie inštalácie časti je v nej urobený rez;
• Škrabka na olej - zabezpečte odstránenie prebytočného oleja zo stien valca a zabráňte tiež prieniku tuku do priestoru piestu. Tieto krúžky majú špeciálne drážky, ktoré uľahčujú odtok oleja do odtokových drážok piestu.

Priemer krúžkov je vždy väčší ako priemer valca. Vďaka tomu poskytujú utesnenie v skupine piest-valec. Aby krúžky neprenikli ani plyny, ani olej, sú krúžky umiestnené na svojich miestach so štrbinami vzájomne odsadenými.

Materiál použitý na výrobu krúžkov závisí od ich použitia. Takže kompresné prvky sú najčastejšie vyrobené z vysoko pevnej liatiny a s minimálnym obsahom nečistôt a prvky ropného škrabáka sú vyrobené z vysoko legovanej ocele.

Piestny čap

Táto časť umožňuje pripevnenie piestu k ojnici. Vyzerá to ako dutá trubica, ktorá je umiestnená pod hlavou piestu v čapoch a súčasne cez otvor v hlave ojnice. Aby sa zabránilo pohybu prsta, je zafixovaný poistnými krúžkami na oboch stranách.

Toto upevnenie umožňuje voľnému otáčaniu čapu, čo znižuje odpor proti pohybu piestu. Tým sa tiež zabráni vytvoreniu povlaku iba v bode pripojenia v pieste alebo ojnici, čo výrazne predlžuje životnosť dielu.

Aby sa zabránilo opotrebovaniu trecou silou, je diel vyrobený z ocele. A kvôli väčšej odolnosti proti tepelnému namáhaniu je pôvodne kalené.

Ojnica

Ojnica je hrubá tyč s výstužnými rebrami. Na jednej strane má piestovú hlavu (otvor, do ktorého je vložený piestny čap), a na druhej strane pletenú hlavu. Druhý prvok je zložiteľný, takže je možné diel demontovať alebo namontovať na čap kľukového hriadeľa. Má kryt, ktorý je pripevnený k hlave skrutkami a aby sa zabránilo predčasnému opotrebovaniu častí, je v ňom nainštalovaná vložka s otvormi na mazanie.

Dolné puzdro hlavy sa nazýva ojničné ložisko. Je vyrobený z dvoch oceľových platní so zakrivenými úponkami pre fixáciu v hlave.

Na zníženie trecej sily vnútornej časti hornej hlavy je do nej vtlačené bronzové puzdro. Ak je opotrebovaná, nebude treba vymieňať celú ojnicu. Puzdro má otvory pre prívod oleja do čapu.

Existuje niekoľko modifikácií ojníc:

• Benzínové motory sú najčastejšie vybavené ojnicami s hlavovým konektorom kolmým na os ojnice;
• Naftové motory s vnútorným spaľovaním majú ojnice so šikmým konektorom hlavy;
• V-motory sú často vybavené dvojitými ojnicami. Sekundárna ojnica druhého radu je pripevnená k hlavnému pomocou čapu podľa rovnakého princípu ako piest.

Kľukový hriadeľ

Tento prvok pozostáva z niekoľkých kľuiek s odsadeným usporiadaním čapov ojnice voči osi hlavných čapov. Už existujú rôzne typy kľukových hriadeľov a ich vlastnosti samostatná kontrola.

Účelom tejto časti je previesť translačný pohyb z piestu na rotačný. Kľukový čap je spojený s dolnou hlavou ojnice. Na dvoch alebo viacerých miestach kľukového hriadeľa sú hlavné ložiská, ktoré zabraňujú vibráciám v dôsledku nevyváženého otáčania kľuiek.

Väčšina kľukových hriadeľov je vybavená protizávažiami na absorbovanie odstredivých síl pôsobiacich na hlavné ložiská. Diel je vyrobený odlievaním alebo sústružením z jedného polotovaru na sústruhoch.

K špičke kľukového hriadeľa je pripevnená remenica, ktorá poháňa mechanizmus na distribúciu plynu a ďalšie zariadenia, napríklad čerpadlo, generátor a pohon klimatizácie. Na stopke je príruba. Je k nej pripevnený zotrvačník.

Zotrvačník

Časť v tvare disku. Venuje sa tiež formám a typom rôznych zotrvačníkov a ich rozdielom samostatný článok... Keď piest vykonáva kompresný zdvih, je potrebné prekonať kompresný odpor vo valcoch. Je to spôsobené zotrvačnosťou rotujúceho liatinového disku.

Na konci dielu je pripevnený ráfik prevodovky. Ozubené koleso štartéra je k nemu pripojené v okamihu spustenia motora. Na strane protiľahlej k prírube je povrch zotrvačníka v kontakte so spojkovou lamelou prevodového koša. Maximálna trecia sila medzi týmito prvkami zaisťuje prenos krútiaceho momentu na hriadeľ prevodovky.

Ako vidíte, kľukový mechanizmus má zložitú štruktúru, kvôli ktorej musí opravu jednotky vykonávať výlučne odborníci. Pre predĺženie životnosti motora je nesmierne dôležité dodržiavať bežnú údržbu automobilu.

Ďalej si pozrite videorecenziu o KShM:

Kľukový mechanizmus (KShM). Základy

Otázky a odpovede:

Aké časti sú súčasťou kľukového mechanizmu? Stacionárne časti: blok valcov, hlava bloku, vložky valcov, vložky a hlavné ložiská. Pohyblivé časti: piest s krúžkami, piestny čap, ojnica, kľukový hriadeľ a zotrvačník.

Ako sa volá táto časť KShM? Toto je kľukový mechanizmus. Premieňa vratné pohyby piestov vo valcoch na rotačné pohyby kľukového hriadeľa.

Akú funkciu plnia pevné časti KShM? Tieto časti sú zodpovedné za presné vedenie pohyblivých častí (napríklad vertikálny pohyb piestov) a ich bezpečné upevnenie pre otáčanie (napríklad hlavné ložiská).