Kā darbojas dzinēja kloķa mehānisms

Dzinēja kloķa mehānisms pārvērš virzuļu kustību (kurināmā maisījuma sadegšanas enerģijas dēļ) par kloķvārpstas rotāciju un otrādi. Tas ir tehniski sarežģīts mehānisms, kas veido iekšdedzes dzinēja pamatu. Rakstā mēs detalizēti apsvērsim KShM ierīci un funkcijas.

Radīšanas vēsture

Pirmās liecības par kloķa izmantošanu tika atrastas mūsu ēras 3. gadsimtā, Romas impērijā un Bizantijā mūsu ēras VI gadsimtā. Lielisks piemērs ir Hierapoles kokzāģētava, kas izmanto kloķvārpstu. Metāla kloķis tika atrasts romiešu pilsētā Augusta Raurica tagadējās Šveices teritorijā. Jebkurā gadījumā kāds Džeimss Pakards izgudrojumu patentēja 6. gadā, lai gan viņa izgudrojuma pierādījumi tika atrasti senatnē.

KShM sastāvdaļas

KShM sastāvdaļas parasti tiek sadalītas kustīgās un fiksētās daļās. Kustīgās daļas ietver:

• virzuļi un virzuļu gredzeni;
• savienojošie stieņi;
• virzuļu tapas;
• kloķvārpsta;
• spararats.

KShM fiksētās daļas kalpo kā pamatne, stiprinājumi un vadotnes. Tie ietver:

• cilindru bloks;
• cilindra galva;
• karteris;
• eļļas panna;
• stiprinājumi un gultņi.

Fiksētās KShM daļas

Karteris un eļļas panna

Karteris ir dzinēja apakšējā daļa, kurā atrodas kloķvārpstas gultņi un eļļas kanāli. Karterī pārvietojas savienojošie stieņi un griežas kloķvārpsta. Eļļas tvertne ir motoreļļas rezervuārs.

Kartera pamatne darbības laikā tiek pakļauta pastāvīgām siltuma un jaudas slodzēm. Tāpēc uz šo daļu attiecas īpašas izturības un stingrības prasības. Tās ražošanai tiek izmantoti alumīnija vai čuguna sakausējumi.

Karteris ir piestiprināts pie cilindru bloka. Kopā tie veido dzinēja rāmi, tā korpusa galveno daļu. Paši cilindri atrodas blokā. Motora bloka galva ir uzstādīta uz augšu. Ap cilindriem ir iedobumi šķidruma dzesēšanai.

Cilindru atrašanās vieta un skaits

Pašlaik visizplatītākie ir šādi veidi:

• četru vai sešu cilindru rindas pozīcija;
• sešu cilindru 90° V pozīcija;
• VR formas pozīcija mazākā leņķī;
• pretējā pozīcija (virzuļi virzās viens pret otru no dažādiem virzieniem);
• W pozīcija ar 12 cilindriem.

Vienkāršā in-line izkārtojumā cilindri un virzuļi ir izvietoti rindā, kas ir perpendikulāra kloķvārpstai. Šī shēma ir vienkāršākā un uzticamākā.

Cilindra galva

Galva ir piestiprināta pie bloka ar tapām vai skrūvēm. Tas no augšas pārklāj cilindrus ar virzuļiem, veidojot noslēgtu dobumu - sadegšanas kameru. Starp bloku un galvu ir blīve. Cilindra galvā atrodas arī vārstu vilciens un aizdedzes sveces.

Cilindri

Virzuļi pārvietojas tieši dzinēja cilindros. To izmērs ir atkarīgs no virzuļa gājiena un tā garuma. Cilindri darbojas mainīgā spiedienā un augstā temperatūrā. Darbības laikā sienas tiek pakļautas pastāvīgai berzei un temperatūrai līdz 2500 ° C. Īpašas prasības tiek izvirzītas arī balonu materiāliem un apstrādei. Tie ir izgatavoti no čuguna, tērauda vai alumīnija sakausējumiem. Detaļu virsmai jābūt ne tikai izturīgai, bet arī viegli apstrādājamai.

Ārējo darba virsmu sauc par spoguli. Tas ir hromēts un pulēts līdz spoguļa apdarei, lai samazinātu berzi ierobežotos eļļošanas apstākļos. Cilindri ir izlieti kopā ar bloku vai izgatavoti noņemamu uzmavu veidā.

KShM kustīgās daļas

virzulis

Virzuļa kustība cilindrā notiek gaisa un degvielas maisījuma sadegšanas dēļ. Tiek radīts spiediens, kas iedarbojas uz virzuļa vainagu. Tas var atšķirties pēc formas dažāda veida dzinējos. Benzīna dzinējos dibens sākotnēji bija plakans, tad vārstiem sāka izmantot ieliektas konstrukcijas ar rievām. Dīzeļdzinējos sadegšanas kamerā tiek iepriekš saspiests gaiss, nevis degviela. Tāpēc virzuļa vainagam ir arī ieliekta forma, kas ir daļa no sadegšanas kameras.

Apakšdaļas formai ir liela nozīme, lai radītu pareizu liesmu gaisa un degvielas maisījuma sadegšanai.

Pārējo virzuļa daļu sauc par svārkiem. Tas ir sava veida vadotne, kas pārvietojas cilindra iekšpusē. Virzuļa vai apmales apakšējā daļa ir izgatavota tā, lai tā kustības laikā nesaskartos ar savienojošo stieni.

Virzuļu sānu virsmā ir rievas vai rievas virzuļa gredzeniem. Uz augšu ir divi vai trīs kompresijas gredzeni. Tie ir nepieciešami, lai radītu kompresiju, tas ir, tie novērš gāzes iekļūšanu starp cilindra sienām un virzuli. Gredzeni tiek piespiesti pie spoguļa, samazinot atstarpi. Apakšā ir rieva eļļas skrāpja gredzenam. Tas ir paredzēts liekās eļļas noņemšanai no cilindra sienām, lai tā neiekļūtu sadegšanas kamerā.

Virzuļa gredzeni, īpaši kompresijas gredzeni, darbojas pastāvīgās slodzēs un augstās temperatūrās. To ražošanai tiek izmantoti augstas stiprības materiāli, piemēram, leģēts čuguns, kas pārklāts ar porainu hromu.

Virzuļa tapa un savienojošais stienis

Savienojošais stienis ir piestiprināts pie virzuļa ar virzuļa tapu. Tā ir cieta vai doba cilindriska daļa. Tapa ir uzstādīta virzuļa atverē un savienojošā stieņa augšējā galviņā.

Ir divu veidu pielikumi:

• fiksēts pieguļošs;
• ar peldošu nosēšanos.

Vispopulārākais ir tā sauktais "peldošais pirksts". Tās stiprināšanai tiek izmantoti bloķēšanas gredzeni. Fiksēta ir uzstādīta ar traucējumu fit. Parasti izmanto siltuma fit.

Savienojuma stienis savukārt savieno kloķvārpstu ar virzuli un rada rotācijas kustības. Šajā gadījumā savienojošā stieņa turp un atpakaļ kustības raksturo skaitli astoņi. Tas sastāv no vairākiem elementiem:

• stienis vai pamatne;
• virzuļa galva (augšējā);
• kloķa galva (apakšējā).

Virzuļa galvā tiek iespiesta bronzas bukse, lai samazinātu berzi un ieeļļotu savienojošās daļas. Kloķa galva ir saliekama, lai nodrošinātu mehānisma montāžu. Detaļas ir ideāli saskaņotas viena ar otru un ir piestiprinātas ar skrūvēm un bloķēšanas uzgriežņiem. Lai samazinātu berzi, ir uzstādīti savienojošo stieņu gultņi. Tie ir izgatavoti divu tērauda oderējumu veidā ar slēdzenēm. Eļļa tiek piegādāta caur eļļas rievām. Gultņi ir precīzi pielāgoti savienojuma izmēram.

Pretēji izplatītajam uzskatam, starplikas tiek pasargātas no griešanās nevis slēdzeņu dēļ, bet gan berzes spēka dēļ starp to ārējo virsmu un savienojošā stieņa galvu. Tādējādi montāžas laikā uzmavas gultņa ārējo daļu nevar ieeļļot.

Kloķvārpsta

Kloķvārpsta ir sarežģīta sastāvdaļa gan dizaina, gan ražošanas ziņā. Tas uzņemas griezes momentu, spiedienu un citas slodzes, tāpēc ir izgatavots no augstas stiprības tērauda vai čuguna. Kloķvārpsta pārraida rotāciju no virzuļiem uz transmisiju un citām transportlīdzekļa sastāvdaļām (piemēram, piedziņas skriemeli).

Kloķvārpsta sastāv no vairākām galvenajām sastāvdaļām:

• vietējie kakli;
• savienojošo stieņu kakliņi;
• pretsvari;
• vaigiem;
• kāts;
• spararata atloka.

Kloķvārpstas konstrukcija lielā mērā ir atkarīga no cilindru skaita dzinējā. Vienkāršā četrcilindru rindas dzinējā uz kloķvārpstas ir četri klaņi, uz kuriem ir uzstādīti klaņi ar virzuļiem. Pieci galvenie žurnāli atrodas gar vārpstas centrālo asi. Tie ir uzstādīti cilindru bloka vai kartera gultņos uz slīdgultņiem (čaulas). Galvenie žurnāli ir aizvērti no augšas ar skrūvējamiem vākiem. Savienojums veido U formu.

Tiek saukts speciāli apstrādāts balstpunkts gultņa kakta uzstādīšanai gulta.

Galveno un savienojošo stieņu kakliņus savieno tā sauktie vaigi. Pretsvari slāpē pārmērīgas vibrācijas un nodrošina vienmērīgu kloķvārpstas kustību.

Kloķvārpstas tapas ir termiski apstrādātas un pulētas, lai nodrošinātu augstu izturību un precīzu piegulšanu. Kloķvārpsta ir arī ļoti precīzi līdzsvarota un centrēta, lai vienmērīgi sadalītu visus spēkus, kas uz to iedarbojas. Saknes kakla centrālajā daļā balsta sānos ir uzstādīti noturīgi pusgredzeni. Tie ir nepieciešami, lai kompensētu aksiālās kustības.

Laika zobrati un dzinēja piederumu piedziņas skriemelis ir piestiprināti pie kloķvārpstas kāta.

Spararats

Vārpstas aizmugurē ir atloka, pie kuras ir piestiprināts spararats. Šī ir čuguna daļa, kas ir masīvs disks. Pateicoties tā masai, spararats rada kloķvārpstas darbībai nepieciešamo inerci, kā arī nodrošina vienmērīgu griezes momenta pārvadi uz transmisiju. Uz spararata malas ir zobrata gredzens (vainags) savienošanai ar starteri. Šis spararats griež kloķvārpstu un dzen virzuļus, kad dzinējs ieslēdzas.

Kloķa mehānisms, dizains un kloķvārpstas forma ir palikusi nemainīga daudzus gadus. Parasti tiek veiktas tikai nelielas struktūras izmaiņas, lai samazinātu svaru, inerci un berzi.