Kuinka moottorin kampimekanismi toimii

Moottorin kampimekanismi muuttaa mäntien edestakaisen liikkeen (polttoaineseoksen palamisenergian vuoksi) kampiakselin pyörimiksi ja päinvastoin. Tämä on teknisesti monimutkainen mekanismi, joka muodostaa polttomoottorin perustan. Artikkelissa tarkastellaan yksityiskohtaisesti KShM:n laitetta ja ominaisuuksia.

Historia luomisen

Ensimmäiset todisteet kammen käytöstä löydettiin 3. vuosisadalla jKr., Rooman valtakunnasta ja Bysantista 6. vuosisadalla jKr. Täydellinen esimerkki on kampiakselia käyttävä Hierapoliksen saha. Roomalaisesta Augusta Raurican kaupungista nykyisen Sveitsin alueella löydettiin metallinen kampi. Joka tapauksessa eräs James Packard patentoi keksinnön vuonna 1780, vaikka todisteita hänen keksinnöstään löydettiin antiikissa.

KShM:n komponentit

KShM:n komponentit on perinteisesti jaettu liikkuviin ja kiinteisiin osiin. Liikkuvia osia ovat mm.

• männät ja männänrenkaat;
• kiertokanget;
• männän tapit;
• kampiakseli;
• vauhtipyörä.

KShM:n kiinteät osat toimivat alustana, kiinnikkeinä ja ohjaimina. Nämä sisältävät:

• sylinterilohko;
• Sylinterikansi;
• kampikammio;
• öljypannu;
• kiinnikkeet ja laakerit.

KShM:n kiinteät osat

Kampikammio ja öljypohja

Kampikammio on moottorin alaosa, joka sisältää kampiakselin laakerit ja öljykanavat. Kampikammiossa kiertokanget liikkuvat ja kampiakseli pyörii. Öljypohja on moottoriöljyn säiliö.

Kampikammion pohjaan kohdistuu käytön aikana jatkuvia lämpö- ja tehokuormia. Siksi tälle osalle on asetettu lujuutta ja jäykkyyttä koskevia erityisvaatimuksia. Sen valmistukseen käytetään alumiini- tai valurautaseoksia.

Kampikammio on kiinnitetty sylinterilohkoon. Yhdessä ne muodostavat moottorin rungon, sen rungon pääosan. Itse sylinterit ovat lohkossa. Moottorilohkon pää on asennettu päälle. Sylinterien ympärillä on onteloita nestejäähdytystä varten.

Sylinterien sijainti ja lukumäärä

Seuraavat tyypit ovat tällä hetkellä yleisimpiä:

• rivin neljän tai kuuden sylinterin asento;
• kuusisylinterinen 90° V-asento;
• VR-muotoinen asento pienemmässä kulmassa;
• vastakkainen asento (männät liikkuvat toisiaan kohti eri suunnista);
• W-asento 12 sylinterillä.

Yksinkertaisessa rivijärjestelyssä sylinterit ja männät on järjestetty kampiakseliin nähden kohtisuoraan riviin. Tämä järjestelmä on yksinkertaisin ja luotettavin.

Sylinterikansi

Pää on kiinnitetty lohkoon pulteilla tai pulteilla. Se peittää sylinterit männillä ylhäältä, muodostaen suljetun ontelon - polttokammion. Lohkon ja pään välissä on tiiviste. Sylinterinkannessa on myös venttiilisarja ja sytytystulpat.

sylintereitä

Männät liikkuvat suoraan moottorin sylintereissä. Niiden koko riippuu männän iskunpituudesta ja sen pituudesta. Sylinterit toimivat vaihtelevissa paineissa ja korkeissa lämpötiloissa. Käytön aikana seinät altistuvat jatkuvalle kitkalle ja lämpötilalle 2500 °C asti. Myös sylinterien materiaaleille ja käsittelylle asetetaan erityisiä vaatimuksia. Ne on valmistettu valuraudasta, teräksestä tai alumiiniseoksista. Osien pinnan tulee olla paitsi kestävä, myös helppo käsitellä.

Ulkoista työpintaa kutsutaan peiliksi. Se on kromattu ja kiillotettu peilipintaiseksi kitkan minimoimiseksi rajoitetuissa voiteluolosuhteissa. Sylinterit on valettu yhteen lohkon kanssa tai ne on valmistettu irrotettavista hihoista.

KShM:n liikkuvat osat

Mäntä

Männän liike sylinterissä johtuu ilma-polttoaineseoksen palamisesta. Syntyy painetta, joka vaikuttaa männän kruunuun. Sen muoto voi vaihdella erityyppisissä moottoreissa. Bensimoottoreissa pohja oli alun perin tasainen, sitten he alkoivat käyttää koveria rakenteita, joissa oli uria venttiileille. Dieselmoottoreissa ilmaa esipuristetaan palotilassa, ei polttoainetta. Siksi männän kruunulla on myös kovera muoto, joka on osa palotilaa.

Pohjan muodolla on suuri merkitys oikean liekin muodostumiselle ilma-polttoaineseoksen palamista varten.

Loput männän osasta kutsutaan helmaksi. Tämä on eräänlainen ohjain, joka liikkuu sylinterin sisällä. Männän tai helman alaosa on valmistettu siten, että se ei kosketa kiertokankea liikkeensä aikana.

Mäntien sivupinnalla on uria tai uria männänrenkaita varten. Yläpuolella on kaksi tai kolme puristusrengasta. Ne ovat välttämättömiä puristuksen luomiseksi, toisin sanoen ne estävät kaasun tunkeutumisen sylinterin seinämien ja männän väliin. Renkaat painetaan peiliä vasten, mikä pienentää rakoa. Pohjassa on ura öljynkaavinrenkaalle. Se on suunniteltu poistamaan ylimääräinen öljy sylinterin seinistä, jotta se ei pääse polttokammioon.

Männänrenkaat, erityisesti puristusrenkaat, toimivat jatkuvassa kuormituksessa ja korkeissa lämpötiloissa. Niiden valmistukseen käytetään erittäin lujia materiaaleja, kuten seostettua valurautaa, joka on päällystetty huokoisella kromilla.

Männän tappi ja kiertokanki

Yhdystanko kiinnitetään mäntään männän tapilla. Se on kiinteä tai ontto lieriömäinen osa. Tappi asennetaan männän reikään ja kiertokangen yläpäähän.

Liitteitä on kahdenlaisia:

• kiinteä istuvuus;
• kelluvalla laskulla.

Suosituin on niin kutsuttu "kelluva sormi". Sen kiinnittämiseen käytetään lukitusrenkaita. Kiinteä asennetaan häiriösovituksella. Yleensä käytetään lämpösovitusta.

Kiertoko puolestaan ​​yhdistää kampiakselin mäntään ja tuottaa pyörimisliikkeitä. Tässä tapauksessa kiertokangen edestakaiset liikkeet kuvaavat numeroa kahdeksan. Se koostuu useista elementeistä:

• sauva tai pohja;
• männän pää (ylempi);
• kampipää (alempi).

Männän päähän painetaan pronssinen holkki kitkan vähentämiseksi ja yhteenliittymien osien voitelemiseksi. Kampipää on kokoontaitettava mekanismin kokoamisen varmistamiseksi. Osat sopivat täydellisesti toisiinsa ja kiinnitetään pulteilla ja lukkomuttereilla. Kiertokangon laakerit on asennettu vähentämään kitkaa. Ne on valmistettu kahdesta teräsvuorauksesta, joissa on lukot. Öljy syötetään öljyurien kautta. Laakerit on sovitettu tarkasti nivelen kokoon.

Vastoin yleistä luuloa, vuoraukset estetään kääntymästä ei lukkojen, vaan niiden ulkopinnan ja kiertokangen pään välisen kitkavoiman takia. Siten holkkilaakerin ulkoosaa ei voida voidella asennuksen aikana.

Kampiakseli

Kampiakseli on monimutkainen osa sekä suunnittelun että tuotannon kannalta. Se kestää vääntömomenttia, painetta ja muita kuormia ja on siksi valmistettu erittäin lujasta teräksestä tai valuraudasta. Kampiakseli välittää pyörimisen männistä vaihteistoon ja muihin ajoneuvon osiin (kuten vetopyörään).

Kampiakseli koostuu useista pääkomponenteista:

• alkuperäiskansojen kaula;
• kiertokankien kaulat;
• vastapainot;
• posket;
• varsi;
• vauhtipyörän laippa.

Kampiakselin rakenne riippuu suurelta osin moottorin sylinterien lukumäärästä. Yksinkertaisessa nelisylinterisessä rivimoottorissa kampiakselissa on neljä kiertokangen tappia, joihin on asennettu männillä varustetut kiertokanget. Viisi päätappia on sijoitettu pitkin akselin keskiakselia. Ne asennetaan sylinterilohkon tai kampikammion laakereihin liukulaakereihin (vuorauksiin). Päätapit suljetaan ylhäältä pultatuilla kansilla. Liitos muodostaa U-muodon.

Erityisesti koneistettua tukipistettä laakeritapin asentamiseen kutsutaan sänky.

Pää- ja kiertokangen kaula on yhdistetty ns. poskilla. Vastapainot vaimentavat liiallista tärinää ja varmistavat kampiakselin tasaisen liikkeen.

Kampiakselin tapit on lämpökäsitelty ja kiillotettu korkean lujuuden ja tarkan istuvuuden takaamiseksi. Kampiakseli on myös erittäin tarkasti tasapainotettu ja keskitetty jakaakseen tasaisesti kaikki siihen vaikuttavat voimat. Juuren kaulan keskialueelle, tuen sivuille, on asennettu pysyvät puolirenkaat. Ne ovat välttämättömiä aksiaalisten liikkeiden kompensoimiseksi.

Jakopyörät ja moottorin lisävarusteen käyttöpyörä on kiinnitetty kampiakselin varteen.

Vauhtipyörä

Akselin takana on laippa, johon vauhtipyörä on kiinnitetty. Tämä on valurautaosa, joka on massiivinen levy. Massansa ansiosta vauhtipyörä luo kampiakselin toimintaan tarvittavan inertian ja tarjoaa myös tasaisen vääntömomentin siirron vaihteistoon. Vauhtipyörän reunassa on hammaspyörä (kruunu) käynnistimeen kytkemistä varten. Tämä vauhtipyörä pyörittää kampiakselia ja käyttää mäntiä, kun moottori käynnistyy.

Kampimekanismi, kampiakselin muotoilu ja muoto ovat pysyneet muuttumattomina useiden vuosien ajan. Pääsääntöisesti vain pieniä rakenteellisia muutoksia tehdään painon, hitauden ja kitkan vähentämiseksi.