آلية كرنك المحرك: الجهاز ، الغرض ، كيف يعمل
محتوى
في محركات الاحتراق الداخلي هناك آليتان تتيحان تحريك المركبات. إنه توزيع الغاز وكرنك. دعونا نركز على الغرض من KShM وهيكلها.
ما هي آلية كرنك المحرك
KShM تعني مجموعة من قطع الغيار تشكل وحدة واحدة. في ذلك ، يحرق مزيج من الوقود والهواء بنسبة معينة ويطلق الطاقة. تتكون الآلية من فئتين من الأجزاء المتحركة:
- أداء الحركات الخطية - يتحرك المكبس لأعلى / لأسفل في الأسطوانة ؛
- أداء الحركات الدورانية - العمود المرفقي والأجزاء المثبتة عليه.
العقدة التي تربط كلا النوعين من الأجزاء قادرة على تحويل نوع واحد من الطاقة إلى نوع آخر. عندما يعمل المحرك بشكل مستقل ، ينتقل توزيع القوى من محرك الاحتراق الداخلي إلى الهيكل. تسمح بعض السيارات بإعادة توجيه الطاقة من العجلات إلى المحرك. قد تنشأ الحاجة إلى ذلك ، على سبيل المثال ، إذا كان من المستحيل تشغيل المحرك من البطارية. يسمح لك ناقل الحركة الميكانيكي ببدء تشغيل السيارة من الدافع.
ما هي آلية كرنك المحرك؟
تعمل KShM على تشغيل آليات أخرى ، والتي بدونها سيكون من المستحيل على السيارة أن تذهب. في السيارات الكهربائية ، يقوم المحرك الكهربائي ، بفضل الطاقة التي يتلقاها من البطارية ، على الفور بإنشاء دوران يذهب إلى عمود النقل.
عيب الوحدات الكهربائية هو أن لديها احتياطي طاقة صغير. على الرغم من أن الشركات المصنعة الرائدة للسيارات الكهربائية قد رفعت هذا الحد إلى عدة مئات من الكيلومترات ، إلا أن الغالبية العظمى من سائقي السيارات لا يمكنهم الوصول إلى هذه المركبات بسبب تكلفتها العالية.
الحل الوحيد الرخيص ، والذي بفضله يمكن السفر لمسافات طويلة وبسرعة عالية ، هو سيارة مزودة بمحرك احتراق داخلي. يستخدم طاقة الانفجار (أو بالأحرى التمدد بعده) لتحريك أجزاء مجموعة مكبس الأسطوانة.
الغرض من KShM هو ضمان دوران موحد للعمود المرفقي أثناء الحركة المستقيمة للمكابس. لم يتم تحقيق الدوران المثالي بعد ، ولكن هناك تعديلات على الآليات التي تقلل الاهتزاز الناتج عن الاهتزازات المفاجئة للمكابس. المحركات ذات 12 أسطوانة هي مثال على ذلك. زاوية إزاحة السواعد فيها ضئيلة ، ويتم توزيع تشغيل مجموعة الأسطوانات بأكملها على عدد أكبر من الفواصل الزمنية.
مبدأ تشغيل آلية الكرنك
إذا وصفت مبدأ تشغيل هذه الآلية ، فيمكن مقارنتها بالعملية التي تحدث أثناء ركوب الدراجة. يضغط الدراج بالتناوب على الدواسات ، يقود ضرس القيادة إلى الدوران.
يتم توفير الحركة الخطية للمكبس عن طريق احتراق BTC في الأسطوانة. أثناء الانفجار المجهري (يتم ضغط HTS بقوة في اللحظة التي يتم فيها تطبيق الشرارة ، وبالتالي تتشكل دفعة حادة) ، تتوسع الغازات ، مما يدفع الجزء إلى أدنى موضع.
يتم توصيل قضيب التوصيل بعمود كرنك منفصل على العمود المرفقي. يضمن القصور الذاتي ، بالإضافة إلى عملية مماثلة في الأسطوانات المجاورة ، دوران العمود المرفقي. لا يتجمد المكبس عند أقصى النقاط السفلية والعلوية.
يتم توصيل العمود المرفقي الدوار بحذافة يتصل بها سطح احتكاك ناقل الحركة.
بعد نهاية شوط العمل ، من أجل تنفيذ السكتات الدماغية الأخرى للمحرك ، يتم تشغيل المكبس بالفعل بسبب ثورات عمود الآلية. من الممكن بسبب تنفيذ ضربة العمل في الأسطوانات المجاورة. لتقليل الرجيج ، يتم إزاحة مجلات الكرنك عن بعضها البعض (هناك تعديلات في المجلات المضمنة).
جهاز KShM
تتضمن آلية الكرنك عددًا كبيرًا من الأجزاء. تقليديا ، يمكن تصنيفها إلى فئتين: أولئك الذين يؤدون الحركة وأولئك الذين يظلون ثابتون في مكان واحد طوال الوقت. يؤدي البعض أنواعًا مختلفة من الحركات (انتقالية أو دورانية) ، بينما يعمل البعض الآخر كشكل يتم فيه ضمان تراكم الطاقة اللازمة أو الدعم لهذه العناصر.
هذه هي الوظائف التي تؤديها جميع عناصر آلية الكرنك.
علبة المرافق بلوك
كتلة مصبوبة من معدن متين (في سيارات الميزانية - الحديد الزهر ، وفي السيارات الأكثر تكلفة - الألمنيوم أو سبائك أخرى). يتم عمل الثقوب والقنوات اللازمة فيه. سائل التبريد وزيت المحرك يدوران عبر القنوات. تسمح الثقوب الفنية بتوصيل العناصر الرئيسية للمحرك في هيكل واحد.
أكبر الثقوب هي الاسطوانات نفسها. يتم وضع المكابس فيها. أيضًا ، يحتوي تصميم الكتلة على دعامات لمحامل دعم العمود المرفقي. توجد آلية لتوزيع الغاز في رأس الأسطوانة.
يرجع استخدام الحديد الزهر أو سبائك الألومنيوم إلى حقيقة أن هذا العنصر يجب أن يتحمل الأحمال الميكانيكية والحرارية العالية.
يوجد في الجزء السفلي من علبة المرافق حوض يتراكم فيه الزيت بعد تشحيم جميع العناصر. لمنع تراكم ضغط الغاز الزائد في التجويف ، يحتوي الهيكل على قنوات تهوية.
هناك سيارات ذات حوض جاف أو مبلل. في الحالة الأولى ، يتم جمع الزيت في الحوض ويبقى فيه. هذا العنصر هو خزان لتجميع وتخزين الشحوم. في الحالة الثانية ، يتدفق الزيت إلى الحوض ، لكن المضخة تضخه في خزان منفصل. سيمنع هذا التصميم الفقد الكامل للزيت أثناء تعطل الحوض - لن يتسرب سوى جزء صغير من مادة التشحيم بعد إيقاف تشغيل المحرك.
أسطوانة
الاسطوانة هي عنصر ثابت آخر للمحرك. في الواقع ، هذا ثقب بهندسة صارمة (يجب أن يتناسب المكبس تمامًا معه). كما أنها تنتمي إلى مجموعة الأسطوانات المكبس. ومع ذلك ، في آلية الكرنك ، تعمل الأسطوانات كدليل. أنها توفر حركة تم التحقق منها بدقة للمكابس.
أبعاد هذا العنصر تعتمد على خصائص المحرك وحجم المكابس. تواجه الجدران الموجودة في الجزء العلوي من الهيكل درجة الحرارة القصوى التي يمكن أن تحدث في المحرك. أيضًا ، في ما يسمى بغرفة الاحتراق (فوق مساحة المكبس) ، يحدث تمدد حاد للغازات بعد اشتعال VTS.
لمنع التآكل المفرط لجدران الأسطوانة في درجات حرارة عالية (في بعض الحالات يمكن أن ترتفع بشكل حاد إلى 2 درجة) والضغط العالي ، يتم تشحيمها. يتشكل غشاء رقيق من الزيت بين الحلقات O والأسطوانة لمنع التلامس بين المعدن. لتقليل قوة الاحتكاك ، يتم معالجة السطح الداخلي للأسطوانات بمركب خاص ويتم صقله بدرجة مثالية (لذلك ، يُطلق على السطح اسم مرآة)
هناك نوعان من الاسطوانات:
- نوع جاف. تستخدم هذه الاسطوانات بشكل رئيسي في الآلات. إنها جزء من الكتلة وتبدو مثل الثقوب المصنوعة في العلبة. لتبريد المعدن ، يتم عمل قنوات على الأسطوانات الخارجية لتدوير سائل التبريد (سترة محرك الاحتراق الداخلي) ؛
- نوع مبلل. في هذه الحالة ، سيتم تصنيع الاسطوانات بشكل منفصل عن الأكمام التي يتم إدخالها في فتحات الكتلة. يتم إغلاقها بشكل موثوق بحيث لا تتشكل اهتزازات إضافية أثناء تشغيل الوحدة ، مما يؤدي إلى فشل أجزاء KShM بسرعة كبيرة. هذه البطانات على اتصال مع المبرد من الخارج. يكون التصميم المماثل للمحرك أكثر عرضة للإصلاح (على سبيل المثال ، عند تكوين خدوش عميقة ، يتم تغيير الغلاف ببساطة ، وليس الملل ويتم سحق ثقوب الكتلة أثناء رسملة المحرك).
في المحركات ذات الشكل V ، غالبًا ما لا يتم وضع الأسطوانات بشكل متماثل بالنسبة لبعضها البعض. هذا لأن قضيب التوصيل يخدم أسطوانة واحدة ، وله مكان منفصل على العمود المرفقي. ومع ذلك ، هناك أيضًا تعديلات مع قضبان توصيل على مجلة قضيب توصيل واحدة.
كتلة اسطوانة
هذا هو الجزء الأكبر من تصميم المحرك. في الجزء العلوي من هذا العنصر ، يتم تثبيت رأس الأسطوانة ، وبينهما يوجد حشية (لماذا هناك حاجة إليه وكيفية تحديد عطله ، اقرأ في مراجعة منفصلة).
تصنع التجاويف في رأس الأسطوانة ، والتي تشكل تجويفًا خاصًا. في ذلك ، يتم إشعال خليط الوقود والهواء المضغوط (غالبًا ما يسمى غرفة الاحتراق). سيتم تزويد التعديلات على المحركات المبردة بالماء برأس بقنوات لتدوير السوائل.
هيكل المحرك
جميع الأجزاء الثابتة من KShM ، المتصلة في هيكل واحد ، تسمى الهيكل العظمي. يدرك هذا الجزء حمل الطاقة الرئيسي أثناء تشغيل الأجزاء المتحركة للآلية. اعتمادًا على كيفية تثبيت المحرك في حجرة المحرك ، يمتص الهيكل العظمي أيضًا الأحمال من الجسم أو الإطار. في عملية الحركة ، يصطدم هذا الجزء أيضًا بتأثير ناقل الحركة وهيكل الماكينة.
لمنع محرك الاحتراق الداخلي من التحرك أثناء التسارع أو الكبح أو المناورة ، يتم تثبيت الإطار بإحكام في الجزء الداعم من السيارة. للتخلص من الاهتزازات عند المفصل ، يتم استخدام حوامل المحرك المصنوعة من المطاط. شكلها يعتمد على تعديل المحرك.
عندما يتم قيادة الآلة على طريق غير مستوي ، يتعرض الجسم لضغط الالتواء. لمنع المحرك من تحمل مثل هذه الأحمال ، يتم توصيله عادةً بثلاث نقاط.
جميع الأجزاء الأخرى من الآلية متحركة.
مكبس
إنه جزء من مجموعة المكبس KShM. يمكن أن يختلف شكل المكابس أيضًا ، لكن النقطة الأساسية هي أنها مصنوعة على شكل زجاج. يسمى الجزء العلوي من المكبس بالرأس والجزء السفلي يسمى التنورة.
رأس المكبس هو أثخن جزء ، حيث إنه يتحمل الضغط الحراري والميكانيكي عند اشتعال الوقود. يمكن أن يكون لنهاية هذا العنصر (أسفل) أشكال مختلفة - مسطحة أو محدبة أو مقعرة. يشكل هذا الجزء أبعاد غرفة الاحتراق. غالبًا ما يتم مواجهة تعديلات مع انخفاضات من مختلف الأشكال. تعتمد كل هذه الأنواع من الأجزاء على نموذج ICE ومبدأ تزويد الوقود وما إلى ذلك.
تصنع الأخاديد على جانبي المكبس لتركيب الحلقات على شكل حرف O. تحت هذه الأخاديد توجد فترات استراحة لتصريف الزيت من الجزء. غالبًا ما يكون التنورة بيضاوية الشكل ، والجزء الرئيسي منها عبارة عن دليل يمنع إسفين المكبس نتيجة للتمدد الحراري.
للتعويض عن قوة القصور الذاتي ، تصنع المكابس من مواد سبائك خفيفة. بفضل هذا ، فهي خفيفة الوزن. يواجه الجزء السفلي من الجزء ، وكذلك جدران غرفة الاحتراق ، درجات حرارة قصوى. ومع ذلك ، لا يتم تبريد هذا الجزء عن طريق تدوير المبرد في الغلاف. وبسبب هذا ، فإن عنصر الألومنيوم يخضع لتمدد قوي.
يتم تبريد المكبس بالزيت لمنع النوبة. في العديد من طرازات السيارات ، يتم توفير التزييت بشكل طبيعي - يستقر رذاذ الزيت على السطح ويتدفق مرة أخرى في الحوض. ومع ذلك ، هناك محركات يتم فيها إمداد الزيت تحت الضغط ، مما يوفر تبديدًا أفضل للحرارة من السطح الساخن.
حلقات المكبس
تؤدي حلقة المكبس وظيفتها وفقًا لأي جزء من رأس المكبس يتم تثبيته فيه:
- ضغط - في الأعلى. أنها توفر ختم بين الأسطوانة وجدران المكبس. والغرض منها هو منع الغازات من حيز المكبس من دخول علبة المرافق. لتسهيل تركيب الجزء ، يتم إجراء قطع فيه ؛
- مكشطة الزيت - تضمن إزالة الزيت الزائد من جدران الأسطوانة ، بالإضافة إلى منع تغلغل مادة التشحيم في مساحة الكباس أعلاه. تحتوي هذه الحلقات على أخاديد خاصة لتسهيل تصريف الزيت إلى أخاديد تصريف المكبس.
دائمًا ما يكون قطر الحلقات أكبر من قطر الأسطوانة. نتيجة لذلك ، فإنها توفر ختمًا في مجموعة مكبس الأسطوانة. حتى لا تتسرب الغازات أو الزيت عبر الأقفال ، توضع الحلقات في أماكنها مع إزاحة الفتحات بالنسبة لبعضها البعض.
تعتمد المواد المستخدمة في صنع الحلقات على تطبيقها. لذلك ، غالبًا ما تكون عناصر الانضغاط مصنوعة من الحديد الزهر عالي القوة وأقل محتوى من الشوائب ، وعناصر مكشطة الزيت مصنوعة من الفولاذ عالي السبائك.
دبوس المكبس
يسمح هذا الجزء بتوصيل المكبس بقضيب التوصيل. يبدو وكأنه أنبوب مجوف ، يتم وضعه تحت رأس المكبس في الرؤوس وفي نفس الوقت من خلال الفتحة الموجودة في رأس قضيب التوصيل. لمنع الإصبع من التحرك ، يتم تثبيته بحلقات الاحتفاظ على كلا الجانبين.
يسمح هذا التثبيت للمسمار بالدوران بحرية ، مما يقلل من مقاومة حركة المكبس. يمنع هذا أيضًا تكوين عمل فقط عند نقطة التعلق في المكبس أو قضيب التوصيل ، مما يؤدي إلى إطالة العمر التشغيلي للجزء بشكل كبير.
لمنع التآكل بسبب قوة الاحتكاك ، الجزء مصنوع من الفولاذ. ولمقاومة أكبر للإجهاد الحراري ، يتم تقويتها في البداية.
ربط قضيب
قضيب التوصيل عبارة عن قضيب سميك ذو أضلاع صلبة. من ناحية ، يحتوي على رأس مكبس (الفتحة التي يتم إدخال دبوس المكبس فيها) ، ومن ناحية أخرى ، رأس متماسك. العنصر الثاني قابل للطي بحيث يمكن إزالة الجزء أو تثبيته على مجلة العمود المرفقي. يحتوي على غطاء متصل بالرأس بمسامير ، ولمنع التآكل المبكر للأجزاء ، يتم تثبيت ملحق به فتحات للتزييت.
يسمى جلبة الرأس السفلية بمحمل قضيب التوصيل. وهي مصنوعة من لوحين من الصلب مع محلاق منحني للتثبيت في الرأس.
لتقليل قوة الاحتكاك للجزء الداخلي من الرأس العلوي ، يتم الضغط على جلبة من البرونز. إذا كانت مهترئة ، فلن تحتاج إلى استبدال قضيب التوصيل بالكامل. تحتوي الجلبة على فتحات لتزويد المسمار بالزيت.
هناك عدة تعديلات على قضبان التوصيل:
- غالبًا ما تكون محركات البنزين مزودة بقضبان توصيل بموصل رأس بزاوية قائمة على محور قضيب التوصيل ؛
- تحتوي محركات الاحتراق الداخلي للديزل على قضبان توصيل بموصل رأس مائل ؛
- غالبًا ما تكون محركات V مزودة بقضبان توصيل مزدوجة. يتم تثبيت قضيب التوصيل الثانوي للصف الثاني بالقضيب الرئيسي باستخدام دبوس وفقًا لنفس مبدأ المكبس.
العمود المرفقي
يتكون هذا العنصر من عدة أذرع ذات ترتيب تعويض لمجلات قضيب التوصيل بالنسبة لمحور المجلات الرئيسية. توجد بالفعل أنواع مختلفة من أعمدة الكرنك وخصائصها مراجعة منفصلة.
الغرض من هذا الجزء هو تحويل الحركة الانتقالية من المكبس إلى الدوران. يتم توصيل دبوس الكرنك برأس قضيب التوصيل السفلي. توجد محامل رئيسية في مكانين أو أكثر على العمود المرفقي لمنع الاهتزاز الناجم عن الدوران غير المتوازن للأذرع.
تم تجهيز معظم أعمدة الكرنك بأثقال موازنة لامتصاص قوى الطرد المركزي التي تعمل على المحامل الرئيسية. يتكون الجزء عن طريق الصب أو تشغيل المخارط من فراغ واحد.
يتم توصيل بكرة بإصبع العمود المرفقي ، والتي تعمل على تشغيل آلية توزيع الغاز وغيرها من المعدات ، مثل المضخة والمولد ومحرك تكييف الهواء. هناك شفة على الساق. يتم إرفاق دولاب الموازنة به.
دولاب الموازنة
جزء على شكل قرص. يتم أيضًا تخصيص أشكال وأنواع الحذافات المختلفة واختلافها المادة منفصلة... من الضروري التغلب على مقاومة الانضغاط في الأسطوانات عندما يكون المكبس في شوط الانضغاط. هذا بسبب القصور الذاتي لقرص الحديد الزهر الدوار.
يتم تثبيت حافة التروس في نهاية الجزء. يتم توصيل ترس بداية بنديكس به في اللحظة التي يبدأ فيها المحرك. على الجانب المقابل للشفة ، يكون سطح دولاب الموازنة على اتصال بقرص القابض في سلة النقل. تضمن أقصى قوة احتكاك بين هذه العناصر نقل عزم الدوران إلى عمود علبة التروس.
كما ترون ، فإن آلية الكرنك لها هيكل معقد ، ولهذا السبب يجب أن يتم إصلاح الوحدة حصريًا بواسطة محترفين. لإطالة عمر المحرك ، من المهم للغاية الالتزام بالصيانة الروتينية للسيارة.
بالإضافة إلى ذلك ، شاهد فيديو مراجعة حول KShM:
أسئلة وأجوبة:
ما هي الأجزاء المضمنة في آلية الكرنك؟ الأجزاء الثابتة: كتلة الأسطوانة ، رأس الكتلة ، بطانات الأسطوانات ، البطانات والمحامل الرئيسية. الأجزاء المتحركة: مكبس بحلقات ، دبوس كباس ، قضيب توصيل ، عمود مرفقي ودولاب الموازنة.
ما هو اسم جزء KShM هذا؟ هذه آلية كرنك. إنه يحول الحركات الترددية للمكابس في الأسطوانات إلى حركات دورانية للعمود المرفقي.
ما هي وظيفة الأجزاء الثابتة من KShM؟ هذه الأجزاء مسؤولة عن توجيه الأجزاء المتحركة بدقة (على سبيل المثال ، الحركة العمودية للمكابس) وتثبيتها بشكل آمن للدوران (على سبيل المثال ، المحامل الرئيسية).
