كيف تعمل آلية كرنك المحرك
محتوى
تعمل آلية الكرنك للمحرك على تحويل الحركة الترددية للمكابس (بسبب طاقة احتراق خليط الوقود) إلى دوران العمود المرفقي والعكس صحيح. هذه آلية معقدة تقنيًا تشكل أساس محرك الاحتراق الداخلي. في المقالة سننظر بالتفصيل في الجهاز وميزات تشغيل KShM.
تاريخ
تم العثور على أول دليل على استخدام الكرنك في القرن الثالث الميلادي ، في الإمبراطورية الرومانية والبيزنطة في القرن السادس الميلادي. وخير مثال على ذلك هو المنشرة من Hierapolis ، والتي تستخدم العمود المرفقي. تم العثور على كرنك معدني في مدينة أوغوستا روريكا الرومانية في ما يعرف الآن بسويسرا. على أي حال ، حصل جيمس باكارد على براءة اختراع في عام 3 ، على الرغم من العثور على أدلة على اختراعه في العصور القديمة.
الأجزاء المكونة لـ KShM
تنقسم مكونات KShM بشكل تقليدي إلى أجزاء متحركة وثابتة. الأجزاء المتحركة تشمل:
- المكابس وحلقات المكبس.
- قضبان التوصيل
- دبابيس المكبس
- العمود المرفقي.
- دولاب الموازنة.
تعمل الأجزاء الثابتة من KShM كقاعدة ومثبتات وأدلة. وتشمل هذه:
- حاجز الاسطوانة؛
- الاسطوانة؛
- علبة المرافق.
- مقلاة زيت؛
- السحابات والمحامل.
الأجزاء الثابتة من KShM
علبة المرافق وحوض الزيت
علبة المرافق هي الجزء السفلي من المحرك الذي يحتوي على محامل وممرات زيت العمود المرفقي. في علبة المرافق ، تتحرك قضبان التوصيل ويدور العمود المرفقي. وعاء الزيت عبارة عن خزان لزيت المحرك.
تخضع قاعدة علبة المرافق أثناء التشغيل لأحمال حرارية وطاقة ثابتة. لذلك ، يخضع هذا الجزء لمتطلبات خاصة للقوة والصلابة. لتصنيعها ، يتم استخدام سبائك الألومنيوم أو الحديد الزهر.
يتم توصيل علبة المرافق بكتلة الأسطوانة. يشكلون معًا إطار المحرك ، الجزء الرئيسي من جسمه. الاسطوانات نفسها في الكتلة. يتم تثبيت رأس كتلة المحرك في الأعلى. يوجد حول الأسطوانات تجاويف للتبريد السائل.
ترتيب وعدد الاسطوانات
الأنواع التالية هي الأكثر شيوعًا حاليًا:
- وضع مضمن من أربع أو ست أسطوانات ؛
- ست أسطوانات 90 درجة V الوضع ؛
- وضع على شكل VR بزاوية أصغر ؛
- الوضع المعاكس (تتحرك المكابس باتجاه بعضها البعض من اتجاهات مختلفة) ؛
- وضع W مع 12 اسطوانة.
في ترتيب بسيط على الخط ، يتم ترتيب الأسطوانات والمكابس في صف عموديًا على العمود المرفقي. هذا المخطط هو الأبسط والأكثر موثوقية.
الاسطوانة
يتم توصيل الرأس بالكتلة بمسامير أو مسامير. إنه يغطي الأسطوانات ذات المكابس من الأعلى ، وتشكل تجويفًا مختومًا - غرفة الاحتراق. يوجد حشية بين الكتلة والرأس. يحتوي رأس الأسطوانة أيضًا على مجموعة الصمامات وشمعات الإشعال.
اسطوانات
تتحرك المكابس مباشرة في أسطوانات المحرك. يعتمد حجمها على ضربة المكبس وطولها. تعمل الأسطوانات في ضغوط متفاوتة ودرجات حرارة عالية. أثناء التشغيل ، تتعرض الجدران للاحتكاك المستمر ودرجات حرارة تصل إلى 2500 درجة مئوية ، كما يتم وضع متطلبات خاصة على المواد ومعالجة الأسطوانات. وهي مصنوعة من الحديد الزهر أو الفولاذ أو سبائك الألومنيوم. يجب ألا يكون سطح الأجزاء متينًا فحسب ، بل يجب أيضًا أن يكون سهل المعالجة.
يسمى سطح العمل الخارجي بالمرآة. إنه مطلي بالكروم ومصقول حتى النهاية المرآة لتقليل الاحتكاك في ظروف التشحيم المحدودة. تصب الأسطوانات مع الكتلة أو تصنع على شكل أكمام قابلة للإزالة.
الأجزاء المتحركة من KShM
مكبس
تحدث حركة المكبس في الأسطوانة بسبب احتراق خليط الوقود والهواء. ينشأ ضغط يعمل على تاج المكبس. قد يختلف شكله باختلاف أنواع المحركات. في محركات البنزين ، كان الجزء السفلي مسطحًا في البداية ، ثم بدأوا في استخدام هياكل مقعرة مع أخاديد للصمامات. في محركات الديزل ، يتم ضغط الهواء مسبقًا في غرفة الاحتراق ، وليس الوقود. لذلك ، فإن تاج المكبس له أيضًا شكل مقعر ، وهو جزء من غرفة الاحتراق.
شكل القاع له أهمية كبيرة لخلق اللهب الصحيح لاحتراق خليط الوقود والهواء.
ما تبقى من المكبس يسمى التنورة. هذا نوع من التوجيه يتحرك داخل الاسطوانة. الجزء السفلي من المكبس أو التنورة مصنوع بطريقة لا تتلامس مع قضيب التوصيل أثناء حركته.
على السطح الجانبي للمكابس توجد أخاديد أو أخاديد لحلقات المكبس. توجد حلقتان أو ثلاث حلقات ضغط في الأعلى. إنها ضرورية لإنشاء ضغط ، أي أنها تمنع تغلغل الغاز بين جدران الأسطوانة والمكبس. يتم ضغط الحلقات على المرآة لتقليل الفجوة. يوجد في الجزء السفلي أخدود لحلقة مكشطة الزيت. إنه مصمم لإزالة الزيت الزائد من جدران الأسطوانة بحيث لا يدخل غرفة الاحتراق.
تعمل حلقات المكبس ، وخاصة حلقات الضغط ، في ظل أحمال ثابتة ودرجات حرارة عالية. لإنتاجها ، يتم استخدام مواد عالية القوة ، مثل سبائك الحديد المطلي بالكروم المسامي.
دبوس المكبس وقضيب التوصيل
يتم توصيل قضيب التوصيل بالمكبس بواسطة دبوس مكبس. إنه جزء أسطواني صلب أو مجوف. يتم تثبيت الدبوس في الفتحة الموجودة في المكبس وفي الرأس العلوي لقضيب التوصيل.
هناك نوعان من المرفقات:
- تناسب ثابت
- مع هبوط عائم.
الأكثر شعبية هو ما يسمى ب "الإصبع العائم". تستخدم حلقات القفل في التثبيت. ثابت مثبت مع نوبة تداخل. عادة ما يتم استخدام تناسب الحرارة.
يقوم قضيب التوصيل بدوره بتوصيل العمود المرفقي بالمكبس وينتج حركات دورانية. في هذه الحالة ، تصف الحركات الترددية لقضيب التوصيل الرقم ثمانية. يتكون من عدة عناصر:
- قضيب أو قاعدة
- رأس المكبس (علوي) ؛
- رأس كرنك (سفلي).
يتم ضغط جلبة من البرونز في رأس المكبس لتقليل الاحتكاك وتليين أجزاء التزاوج. رأس الكرنك قابل للطي لضمان تجميع الآلية. الأجزاء متطابقة تمامًا مع بعضها البعض ومثبتة بالمسامير والصواميل. يتم تثبيت محامل قضيب التوصيل لتقليل الاحتكاك. إنها مصنوعة على شكل بطانتين من الصلب مع أقفال. يتم توفير الزيت من خلال فتحات الزيت. يتم تكييف المحامل بدقة مع حجم الاتصال.
خلافًا للاعتقاد الشائع ، يتم منع البطانات من الدوران ليس بسبب الأقفال ، ولكن بسبب قوة الاحتكاك بين سطحها الخارجي ورأس قضيب التوصيل. وبالتالي ، لا يمكن تشحيم الجزء الخارجي من محمل الجلبة أثناء التجميع.
العمود المرفقي
يعتبر العمود المرفقي جزءًا معقدًا ، سواء من حيث التصميم أو الإنتاج. إنه يتحمل عزم الدوران والضغط والأحمال الأخرى ، وبالتالي فهو مصنوع من الفولاذ عالي القوة أو الحديد الزهر. ينقل العمود المرفقي الدوران من المكابس إلى ناقل الحركة ومكونات السيارة الأخرى (مثل بكرة القيادة).
يتكون العمود المرفقي من عدة مكونات رئيسية:
- أعناق السكان الأصليين
- ربط رقاب القضبان
- الأثقال.
- الخدين.
- عرقوب؛
- شفة دولاب الموازنة.
يعتمد تصميم العمود المرفقي إلى حد كبير على عدد الأسطوانات في المحرك. في محرك مستقيم بسيط رباعي الأسطوانات ، توجد أربع مجلات قضبان متصلة على العمود المرفقي ، حيث يتم تثبيت قضبان التوصيل مع المكابس. توجد خمس مجلات رئيسية على طول المحور المركزي للعمود. يتم تثبيتها في محامل كتلة الأسطوانة أو علبة المرافق على محامل عادية (بطانات). يتم إغلاق المجلات الرئيسية من الأعلى بأغطية مثبتة بمسامير. يشكل الاتصال شكل حرف U.
يتم استدعاء نقطة ارتكاز آلية خاصة لتركيب مجلة تحمل سرير.
ترتبط أعناق القضيب الرئيسية والمتصلة بما يسمى بالخدين. تعمل الأثقال الموازنة على تخفيف الاهتزازات المفرطة وتضمن حركة سلسة للعمود المرفقي.
يتم معالجة مجلات العمود المرفقي بالحرارة وصقلها للحصول على قوة عالية وملاءمة دقيقة. كما أن العمود المرفقي متوازن بدقة شديدة ويتم توسيطه لتوزيع جميع القوى المؤثرة عليه بالتساوي. في المنطقة الوسطى من عنق الجذر ، على جانبي الدعم ، يتم تثبيت حلقات نصف دائرية. فهي ضرورية للتعويض عن الحركات المحورية.
يتم توصيل تروس التوقيت وبكرة محرك ملحقات المحرك بساق العمود المرفقي.
دولاب الموازنة
يوجد على الجزء الخلفي من العمود شفة متصلة بها دولاب الموازنة. هذا جزء من الحديد الزهر ، وهو قرص ضخم. نظرًا لكتلته ، فإن دولاب الموازنة تخلق القصور الذاتي اللازم لتشغيل العمود المرفقي ، كما توفر نقلًا موحدًا لعزم الدوران إلى ناقل الحركة. يوجد على حافة دولاب الموازنة حلقة تروس (تاج) للتوصيل مع المبدئ. تقوم هذه الحذافة بتدوير العمود المرفقي وتدفع المكابس عند بدء تشغيل المحرك.
ظلت آلية العمود المرفقي وتصميمه وشكله دون تغيير لسنوات عديدة. كقاعدة عامة ، يتم إجراء تغييرات هيكلية طفيفة فقط لتقليل الوزن والقصور الذاتي والاحتكاك.
