نحوه عملکرد مکانیسم میل لنگ موتور
مقدار
مکانیسم میل لنگ موتور، حرکت رفت و برگشتی پیستون ها (به دلیل انرژی احتراق مخلوط سوخت) را به چرخش میل لنگ و بالعکس تبدیل می کند. این یک مکانیسم فنی پیچیده است که اساس یک موتور احتراق داخلی را تشکیل می دهد. در مقاله ما به طور مفصل دستگاه و ویژگی های عملکرد KShM را در نظر خواهیم گرفت.
تاریخ ایجاد
اولین شواهد استفاده از میل لنگ در قرن سوم پس از میلاد، در امپراتوری روم و بیزانس در قرن ششم پس از میلاد یافت شد. نمونه کامل آن کارخانه چوب بری هیراپولیس است که از میل لنگ استفاده می کند. یک میل لنگ فلزی در شهر رومی آگوستا راوریکا در سوئیس کنونی پیدا شد. در هر صورت، جیمز پاکارد خاصی این اختراع را در سال 3 به ثبت رساند، اگرچه شواهدی از اختراع او در دوران باستان یافت شد.
اجزای KShM
اجزای KShM به طور معمول به قطعات متحرک و ثابت تقسیم می شوند. قطعات متحرک شامل:
- پیستون و رینگ پیستون؛
- میله های اتصال
- پین های پیستون؛
- میل لنگ ؛
- چرخ طیار
قطعات ثابت KShM به عنوان پایه، اتصال دهنده ها و راهنماها عمل می کنند. این شامل:
- بلوک سیلندر
- سرسیلندر؛
- میل لنگ؛
- تابه روغن؛
- اتصال دهنده ها و بلبرینگ ها.
قطعات ثابت KShM
میل لنگ و ماهیتابه روغن
میل لنگ قسمت پایینی موتور است که شامل یاتاقان ها و مسیرهای روغن میل لنگ است. در میل لنگ میله های اتصال حرکت می کنند و میل لنگ می چرخد. تابه روغن مخزن روغن موتور است.
پایه میل لنگ در حین کار تحت بارهای حرارتی و قدرت ثابت قرار می گیرد. بنابراین، این قطعه دارای الزامات خاصی برای استحکام و استحکام است. برای ساخت آن از آلیاژهای آلومینیوم یا چدن استفاده می شود.
میل لنگ به بلوک سیلندر متصل است. آنها با هم چارچوب موتور را تشکیل می دهند که بخش اصلی بدنه آن است. خود سیلندرها در بلوک هستند. سر بلوک موتور در بالا نصب شده است. در اطراف سیلندرها حفره هایی برای خنک سازی مایع وجود دارد.
محل و تعداد سیلندرها
انواع زیر در حال حاضر رایج ترین هستند:
- موقعیت چهار یا شش سیلندر خطی؛
- موقعیت شش سیلندر 90 درجه V;
- موقعیت VR شکل در یک زاویه کوچکتر؛
- موقعیت مخالف (پیستون ها از جهات مختلف به سمت یکدیگر حرکت می کنند).
- موقعیت W با 12 سیلندر.
در یک آرایش ساده در خط، سیلندرها و پیستون ها در یک ردیف عمود بر میل لنگ قرار گرفته اند. این طرح ساده ترین و قابل اعتمادترین است.
سرسیلندر
سر با گل میخ یا پیچ و مهره به بلوک متصل می شود. از بالا سیلندرها را با پیستون می پوشاند و یک حفره مهر و موم شده - محفظه احتراق را تشکیل می دهد. یک واشر بین بلوک و سر وجود دارد. سر سیلندر همچنین محل قرارگیری قطار سوپاپ و شمع ها است.
سیلندرها
پیستون ها مستقیماً در سیلندرهای موتور حرکت می کنند. اندازه آنها به حرکت پیستون و طول آن بستگی دارد. سیلندرها در فشارهای مختلف و دماهای بالا کار می کنند. در حین کار، دیوارها در معرض اصطکاک ثابت و درجه حرارت تا 2500 درجه سانتیگراد قرار می گیرند. الزامات خاصی نیز بر روی مواد و پردازش سیلندرها اعمال می شود. آنها از چدن، فولاد یا آلیاژهای آلومینیوم ساخته می شوند. سطح قطعات باید نه تنها بادوام باشد، بلکه پردازش آن نیز آسان باشد.
سطح کار بیرونی را آینه می نامند. برای به حداقل رساندن اصطکاک در شرایط روغن کاری محدود، روکش کروم و صیقل داده شده تا به صورت آینه ای پرداخت شود. سیلندرها همراه با بلوک ریخته می شوند یا به صورت آستین های متحرک ساخته می شوند.
قطعات متحرک KShM
پیستون
حرکت پیستون در سیلندر به دلیل احتراق مخلوط هوا و سوخت اتفاق می افتد. فشاری ایجاد می شود که روی تاج پیستون عمل می کند. ممکن است در انواع موتورها از نظر شکل متفاوت باشد. در موتورهای بنزینی، کف در ابتدا مسطح بود، سپس آنها شروع به استفاده از ساختارهای مقعر با شیار برای سوپاپ کردند. در موتورهای دیزل، هوا در محفظه احتراق از قبل فشرده می شود، نه سوخت. بنابراین، تاج پیستون نیز دارای شکل مقعر است که بخشی از محفظه احتراق است.
شکل کف برای ایجاد شعله صحیح برای احتراق مخلوط هوا و سوخت اهمیت زیادی دارد.
بقیه پیستون را دامن می گویند. این یک نوع راهنما است که در داخل سیلندر حرکت می کند. قسمت زیرین پیستون یا دامن به گونه ای ساخته شده است که در حین حرکت با شاتون تماس نداشته باشد.
در سطح جانبی پیستون ها شیارها یا شیارهایی برای رینگ های پیستون وجود دارد. دو یا سه حلقه فشاری در بالا وجود دارد. آنها برای ایجاد فشرده سازی ضروری هستند، یعنی از نفوذ گاز بین دیواره های سیلندر و پیستون جلوگیری می کنند. حلقه ها به آینه فشار داده می شوند و شکاف را کاهش می دهند. در قسمت پایین یک شیار برای حلقه خراش روغن وجود دارد. این به گونه ای طراحی شده است که روغن اضافی را از دیواره سیلندر خارج کند تا وارد محفظه احتراق نشود.
رینگ های پیستون، به ویژه رینگ های فشاری، تحت بارهای ثابت و دمای بالا کار می کنند. برای تولید آنها از مواد با مقاومت بالا مانند چدن آلیاژی با روکش کروم متخلخل استفاده می شود.
پین پیستون و شاتون
شاتون با یک پین پیستون به پیستون متصل می شود. یک قسمت استوانه ای توپر یا توخالی است. پین در سوراخ پیستون و در سر بالایی شاتون نصب می شود.
دو نوع دلبستگی وجود دارد:
- تناسب ثابت؛
- با فرود شناور
محبوب ترین آنها به اصطلاح "انگشت شناور" است. برای بستن آن از حلقه های قفل استفاده می شود. ثابت با تداخل مناسب نصب شده است. معمولاً از یک گرما فیت استفاده می شود.
شاتون به نوبه خود میل لنگ را به پیستون متصل می کند و حرکات چرخشی ایجاد می کند. در این حالت حرکات رفت و برگشتی شاتون عدد هشت را توصیف می کند. از چندین عنصر تشکیل شده است:
- میله یا پایه؛
- سر پیستون (بالا)؛
- سر میل لنگ (پایین تر).
یک بوش برنزی به سر پیستون فشار داده می شود تا اصطکاک را کاهش دهد و قطعات جفت را روغن کاری کند. سر میل لنگ برای اطمینان از مونتاژ مکانیسم قابل جمع شدن است. قطعات کاملاً با یکدیگر مطابقت دارند و با پیچ و مهره ثابت می شوند. بلبرینگ های شاتون برای کاهش اصطکاک نصب می شوند. آنها به صورت دو آستر فولادی با قفل ساخته می شوند. روغن از طریق شیارهای روغن تامین می شود. بلبرینگ ها دقیقاً با اندازه اتصال تطبیق داده شده اند.
بر خلاف تصور رایج، آسترها نه به دلیل قفل شدن، بلکه به دلیل نیروی اصطکاک بین سطح بیرونی آنها و سر شاتون از چرخش جلوگیری می کنند. بنابراین، قسمت بیرونی یاتاقان آستین را نمی توان در هنگام مونتاژ روغن کاری کرد.
میل لنگ
میل لنگ هم از نظر طراحی و هم از نظر تولید یک قطعه پیچیده است. گشتاور، فشار و بارهای دیگر را می گیرد و بنابراین از فولاد یا چدن با استحکام بالا ساخته می شود. میل لنگ چرخش را از پیستون ها به گیربکس و سایر اجزای خودرو (مانند قرقره محرک) منتقل می کند.
میل لنگ از چند جزء اصلی تشکیل شده است:
- گردن بومی؛
- گردن شاتون؛
- وزنه های تعادل؛
- گونه ها؛
- ساق پا
- فلنج فلایویل.
طراحی میل لنگ تا حد زیادی به تعداد سیلندرهای موتور بستگی دارد. در یک موتور خطی چهار سیلندر ساده، چهار ژورنال شاتون روی میل لنگ وجود دارد که میله های اتصال با پیستون روی آن ها سوار می شوند. پنج ژورنال اصلی در امتداد محور مرکزی شفت قرار دارند. آنها در یاتاقان های بلوک سیلندر یا میل لنگ بر روی یاتاقان های ساده (لاینر) نصب می شوند. ژورنال های اصلی از بالا با روکش های پیچ و مهره ای بسته می شوند. اتصال یک U شکل را تشکیل می دهد.
تکیه گاه مخصوص ماشینکاری شده برای نصب ژورنال بلبرینگ نامیده می شود بستر.
گردن های اصلی و شاتون به اصطلاح توسط گونه ها به هم متصل می شوند. وزنه های ضد ارتعاشات بیش از حد را کاهش می دهند و حرکت صاف میل لنگ را تضمین می کنند.
ژورنال های میل لنگ برای استحکام بالا و تناسب دقیق، عملیات حرارتی و صیقل داده می شوند. میل لنگ نیز بسیار دقیق متعادل و در مرکز قرار دارد تا تمام نیروهای وارد بر آن به طور مساوی توزیع شود. در ناحیه مرکزی گردن ریشه، در طرفین تکیه گاه، نیم حلقه های ثابت نصب شده است. آنها برای جبران حرکات محوری ضروری هستند.
چرخ دنده های زمان بندی و قرقره محرک لوازم جانبی موتور به میل لنگ متصل می شوند.
چرخ دنده
در پشت محور فلنجی وجود دارد که فلایویل به آن وصل شده است. این یک قطعه چدنی است که یک دیسک عظیم است. فلایویل به دلیل جرم خود، اینرسی لازم برای عملکرد میل لنگ را ایجاد می کند و همچنین انتقال یکنواخت گشتاور به گیربکس را فراهم می کند. روی لبه فلایویل یک حلقه دنده (تاج) برای اتصال با استارت تعبیه شده است. این فلایویل میل لنگ را می چرخاند و با روشن شدن موتور پیستون ها را به حرکت در می آورد.
مکانیسم میل لنگ، طراحی و شکل میل لنگ سال ها بدون تغییر باقی مانده است. به عنوان یک قاعده، فقط تغییرات ساختاری جزئی برای کاهش وزن، اینرسی و اصطکاک ایجاد می شود.
