Mecanismo de manivela do motor: dispositivo, propósito, como funciona

Nos motores de combustión interna hai dous mecanismos que permiten mover vehículos. É distribución de gas e manivela. Centrémonos no propósito do KShM e a súa estrutura.

Cal é o mecanismo da manivela do motor

KShM significa un conxunto de pezas de reposición que forman unha única unidade. Nel, unha mestura de combustible e aire nunha certa proporción queima e libera enerxía. O mecanismo consta de dúas categorías de partes móbiles:

• Realización de movementos lineais: o pistón móvese cara arriba / abaixo no cilindro;
• Realización de movementos de rotación: o cigüeñal e as pezas instaladas nel.

Un nó que conecta ambos tipos de pezas é capaz de converter un tipo de enerxía noutro. Cando o motor funciona de forma autónoma, a distribución de forzas vai dende o motor de combustión interna ata o chasis. Algúns coches permiten que a enerxía se redirixa cara atrás desde as rodas ao motor. A necesidade disto pode xurdir, por exemplo, se é imposible arrancar o motor desde a batería. A transmisión mecánica permítelle arrancar o coche dende o empuxador.

Para que serve o mecanismo de manivela do motor?

KShM pon en marcha outros mecanismos, sen os cales sería imposible que saíse o coche. Nos vehículos eléctricos, o motor eléctrico, grazas á enerxía que recibe da batería, crea inmediatamente unha rotación que se dirixe ao eixe da transmisión.

A desvantaxe das unidades eléctricas é que teñen unha pequena reserva de potencia. Aínda que os principais fabricantes de vehículos eléctricos elevaron este listón a varios centos de quilómetros, a gran maioría dos motoristas non teñen acceso a estes vehículos debido ao seu alto custo.

A única solución barata, grazas á cal é posible percorrer longas distancias e a gran velocidade, é un coche equipado cun motor de combustión interna. Utiliza a enerxía da explosión (ou máis ben a expansión posterior) para poñer en movemento as partes do grupo cilindro-pistón.

O propósito do KShM é garantir unha rotación uniforme do cigüeñal durante o movemento rectilíneo dos pistóns. A rotación ideal aínda non se conseguiu, pero hai modificacións nos mecanismos que minimizan os sacudidas resultantes de sacudidas repentinas dos pistóns. Os motores de 12 cilindros son un exemplo diso. O ángulo de desprazamento das manivelas neles é mínimo e a actuación de todo o grupo de cilindros distribúese nun maior número de intervalos.

O principio de funcionamento do mecanismo de manivela

Se describe o principio de funcionamento deste mecanismo, entón pódese comparar co proceso que se produce mentres se anda en bicicleta. O ciclista presiona alternativamente os pedais, conducindo o piñón á rotación.

O movemento lineal do pistón é proporcionado pola combustión do BTC no cilindro. Durante unha microexplosión (o HTS está fortemente comprimido no momento en que se aplica a faísca, razón pola que se forma un forte empuxe), os gases expándense, empurrando a peza á posición máis baixa.

A biela está conectada a unha manivela separada no cigüeñal. A inercia, así como un proceso idéntico nos cilindros adxacentes, garante que o cigüeñal xire. O pistón non se conxela nos puntos extremo inferior e superior.

O cigüeñal xiratorio está conectado a un volante ao que está conectada a superficie de rozamento da transmisión.

Despois do remate da carreira de traballo, para a execución doutras carreiras do motor, o pistón xa está en movemento debido ás revolucións do eixe do mecanismo. É posible debido á execución da carreira de traballo en cilindros adxacentes. Para minimizar as sacudidas, as revistas de manivela están desprazadas entre si (hai modificacións coas revistas en liña).

Dispositivo KShM

O mecanismo de manivela inclúe un gran número de pezas. Convencionalmente pódense clasificar en dúas categorías: os que realizan o movemento e os que permanecen fixos nun lugar todo o tempo. Algúns realizan varios tipos de movementos (traslacionais ou rotacionais), mentres que outros serven como forma na que se garante a acumulación da enerxía ou soporte necesario para estes elementos.

Estas son as funcións que realizan todos os elementos do mecanismo da manivela.

Bloque do carter

Un bloque fundido en metal duradeiro (nos coches económicos - fundición e nos coches máis caros - aluminio ou outra aliaxe). Nela fanse os buratos e canles necesarios. O refrixerante e o aceite do motor circulan polas canles. Os buratos técnicos permiten conectar os elementos clave do motor nunha estrutura.

Os buratos máis grandes son os propios cilindros. Colócanse pistóns neles. Ademais, o deseño do bloque ten soportes para os rodamentos de apoio do cigüeñal. Na culata está situado un mecanismo de distribución de gas.

O uso de fundición ou aliaxe de aluminio débese a que este elemento debe soportar cargas mecánicas e térmicas elevadas.

Na parte inferior do cárter hai un sumidoiro no que se acumula aceite despois da lubricación de todos os elementos. Para evitar que se acumule unha presión excesiva de gas na cavidade, a estrutura ten condutos de ventilación.

Hai coches con sumidoiro húmido ou seco. No primeiro caso, o aceite recóllese no sumidoiro e permanece nel. Este elemento é un depósito para a recollida e almacenamento de graxa. No segundo caso, o aceite flúe cara ao sumidoiro, pero a bomba bombéao nun tanque separado. Este deseño evitará unha completa perda de aceite en caso de avaría no sumidoiro; só unha pequena parte do lubricante sairá despois de apagar o motor.

Cilindro

O cilindro é outro elemento fixo do motor. De feito, trátase dun burato cunha xeometría estrita (o pistón debe encaixalo perfectamente). Tamén pertencen ao grupo cilindro-pistón. Non obstante, no mecanismo de manivela, os cilindros actúan como guías. Proporcionan un movemento estritamente verificado dos pistóns.

As dimensións deste elemento dependen das características do motor e do tamaño dos pistóns. As paredes na parte superior da estrutura enfróntanse á temperatura máxima que pode ocorrer no motor. Ademais, na chamada cámara de combustión (por riba do espazo do pistón), prodúcese unha forte expansión dos gases despois do acendido do VTS.

Para evitar un desgaste excesivo das paredes do cilindro a altas temperaturas (nalgúns casos pode subir bruscamente ata 2 graos) e a alta presión, están lubricados. Entre os aneis tóricos e o cilindro fórmase unha fina película de aceite para evitar o contacto de metal a metal. Para reducir a forza de rozamento, a superficie interna dos cilindros é tratada cun composto especial e pulida nun grao ideal (polo tanto, a superficie chámase espello).

Existen dous tipos de cilindros:

• Tipo seco. Estes cilindros úsanse principalmente en máquinas. Forman parte do bloque e semellan buratos feitos na funda. Para arrefriar o metal, prodúcense canles no exterior dos cilindros para a circulación do refrixerante (chaqueta do motor de combustión interna);
• Tipo mollado. Neste caso, os cilindros serán manguitos feitos por separado que se inserirán nos buratos do bloque. Están pechados de xeito fiable para que non se formen vibracións adicionais durante o funcionamento da unidade, debido a que as pezas KShM fallarán demasiado rápido. Estes forros están en contacto co refrixerante desde o exterior. Un deseño similar do motor é máis susceptible de reparación (por exemplo, cando se forman arañazos profundos, o manguito simplemente cambia e non se aburre e os buratos do bloque trituranse durante a capitalización do motor).

Nos motores en forma de V, os cilindros a miúdo non están posicionados simétricamente entre si. Isto débese a que unha biela serve un cilindro e ten un lugar separado no cigüeñal. Non obstante, tamén hai modificacións con dúas bielas nun diario de bielas.

Bloque de cilindros

Esta é a maior parte do deseño do motor. Na parte superior deste elemento, está instalada unha culata e entre eles hai unha xunta (por que é necesario e como determinar o seu mal funcionamento, lea nunha revisión separada).

Os recreos están feitos na culata, que forman unha cavidade especial. Nela acéndese a mestura de aire comprimido-combustible (moitas veces chamada cámara de combustión). As modificacións dos motores arrefriados por auga estarán equipadas cunha cabeza con canles para a circulación de fluídos.

Esqueleto do motor

Todas as partes fixas do KShM, conectadas nunha estrutura, chámanse esqueleto. Esta parte percibe a carga de potencia principal durante o funcionamento das partes móbiles do mecanismo. Dependendo de como se monte o motor no compartimento do motor, o esqueleto tamén absorbe cargas do corpo ou do cadro. No proceso de movemento, esta parte tamén choca coa influencia da transmisión e do chasis da máquina.

Para evitar que o motor de combustión interna se mova durante a aceleración, a freada ou a manobra, o cadro está firmemente atornillado á parte de apoio do vehículo. Para eliminar as vibracións na articulación utilízanse soportes de motor feitos de goma. A súa forma depende da modificación do motor.

Cando a máquina circula por unha estrada irregular, o corpo está sometido a tensións torsionais. Para evitar que o motor leve estas cargas, adoita estar suxeito en tres puntos.

Todas as outras partes do mecanismo son móbiles.

Pistón

Forma parte do grupo de pistóns KShM. A forma dos pistóns tamén pode variar, pero o punto clave é que están feitos en forma de vaso. A parte superior do pistón chámase cabeza e a parte inferior chámase saia.

A cabeza do pistón é a parte máis grosa, xa que asume a tensión térmica e mecánica cando se acende o combustible. O extremo dese elemento (parte inferior) pode ter diferentes formas: planas, convexas ou cóncavas. Esta parte forma as dimensións da cámara de combustión. A miúdo atópanse modificacións con depresións de varias formas. Todos estes tipos de pezas dependen do modelo ICE, do principio de subministración de combustible, etc.

As ranuras están feitas nos lados do pistón para a instalación de aneis tóricos. Debaixo destas ranuras hai ocos para a drenaxe de aceite da peza. A saia adoita ser de forma oval e a súa parte principal é unha guía que impide a cuña do pistón como consecuencia da expansión térmica.

Para compensar a forza de inercia, os pistóns están feitos de materiais de aliaxe lixeira. Grazas a isto, son lixeiros. O fondo da peza, así como as paredes da cámara de combustión, atopan temperaturas máximas. Non obstante, esta parte non se arrefría circulando o refrixerante na chaqueta. Debido a isto, o elemento de aluminio está suxeito a unha forte expansión.

O pistón está arrefriado con aceite para evitar a aprehensión. En moitos modelos de automóbiles, a lubricación fornécese de forma natural: a néboa de aceite instálase na superficie e volve ao sumidoiro. Non obstante, hai motores nos que se subministra aceite a presión, proporcionando unha mellor disipación de calor da superficie quentada.

Pistóns

O anel do pistón realiza a súa función dependendo de en que parte do cabezal do pistón estea instalado:

• Compresión: a máis alta. Proporcionan un selado entre as paredes do cilindro e do pistón. O seu propósito é evitar que os gases do espazo do pistón entren no cárter. Para facilitar a instalación da peza, faise un corte nela;
• Rascador de aceite: asegura a eliminación do exceso de aceite das paredes do cilindro e tamén evita a penetración do lubricante no espazo do pistón. Estes aneis teñen ranuras especiais para facilitar a drenaxe de aceite ás ranuras de drenaxe do pistón.

O diámetro dos aneis sempre é maior que o diámetro do cilindro. Debido a isto, proporcionan un selado no grupo cilindro-pistón. Para que nin os gases nin o petróleo se filtren polas pechaduras, os aneis colócanse no seu lugar coas ranuras desprazadas entre si.

O material empregado para facer os aneis depende da súa aplicación. Así, os elementos de compresión son máis a miúdo feitos de fundición de alta resistencia e un contido mínimo de impurezas, e os elementos de rasqueta de aceiro son de aceiro de alta aliaxe.

Perno de pistón

Esta parte permite unir o pistón á biela. Parece un tubo oco, que se coloca baixo a cabeza do pistón nos soportes e ao mesmo tempo a través do burato da cabeza da biela. Para evitar que o dedo se mova, fíxase con aneis de suxeición polos dous lados.

Esta fixación permite que o pasador xire libremente, o que reduce a resistencia ao movemento do pistón. Isto tamén impide a formación dun traballo só no punto de fixación do pistón ou biela, o que amplía significativamente a vida útil da peza.

Para evitar o desgaste debido á forza de rozamento, a peza é de aceiro. E para unha maior resistencia á tensión térmica, inicialmente endurécese.

Biela

A biela é unha varilla grosa con costelas endurecedoras. Por unha banda, ten unha cabeza de pistón (o burato no que se insire o pasador de pistón) e, por outra, unha cabeza de punto. O segundo elemento é plegable para que a peza poida ser retirada ou instalada no diario da manivela do cigüeñal. Ten unha tapa que está unida á cabeza con parafusos e, para evitar o desgaste prematuro das pezas, instálase nel un inserto con buratos para a lubricación.

O casquillo de cabeza inferior chámase rodamento de biela. Está feito de dúas placas de aceiro con zarcillos curvados para a fixación na cabeza.

Para reducir a forza de rozamento da parte interna da cabeza superior, presiónase un casquillo de bronce. Se está desgastado, non será necesario substituír toda a biela. O casquillo ten buratos para o subministro de aceite ao pasador.

Hai varias modificacións das bielas:

• Os motores de gasolina adoitan estar equipados con bielas cun conector de cabeza en ángulo recto ao eixo da biela;
• Os motores de combustión interna diésel teñen bielas cun conector de cabeza oblicua;
• Os motores en V adoitan estar equipados con bielas dobres. A biela secundaria da segunda fila está fixada á principal cun pasador segundo o mesmo principio que o pistón.

Cigüeñal

Este elemento consta de varias manivelas cunha disposición en offset dos diarios de biela en relación ao eixo dos diarios principais. Xa hai diferentes tipos de cigüeñais e as súas características revisión por separado.

O propósito desta parte é converter o movemento de translación do pistón en rotativo. O pasador de manivela está conectado á cabeza inferior da biela. Hai rodamentos principais en dous ou máis lugares do cigüeñal para evitar vibracións causadas pola rotación desequilibrada das manivelas.

A maioría dos árbores de cigüeñal están equipados con contrapesos para absorber as forzas centrífugas nos principais rodamentos. A peza está feita por fundición ou xirada desde un único espazo en branco sobre tornos.

Unha polea está unida á punta do cigüeñal, que acciona o mecanismo de distribución de gas e outros equipos, como unha bomba, xerador e accionamento de aire acondicionado. Hai unha brida no vástago. Un volante está unido a el.

Volante

Parte en forma de disco. Tamén se dedican ás formas e tipos de diferentes volantes e ás súas diferenzas artigo separado... É necesario superar a resistencia á compresión nos cilindros cando o pistón está na carreira de compresión. Isto débese á inercia do disco de ferro fundido que xira.

Un bordo de engrenaxe está fixado ao final da peza. A engrenaxe de arranque bendix está conectada a ela no momento en que arranca o motor. No lado oposto á brida, a superficie do volante está en contacto coa placa de embrague da cesta de transmisión. A forza de rozamento máxima entre estes elementos garante a transmisión do par ao eixe da caixa de cambios.

Como podes ver, o mecanismo da manivela ten unha estrutura complexa, debido a que a reparación da unidade debe ser realizada exclusivamente por profesionais. Para prolongar a vida do motor, é moi importante unirse ao mantemento rutinario do coche.

Ademais, mire un vídeo sobre KShM:

Mecanismo de manivela (KShM). O básico

Preguntas e respostas:

Que pezas se inclúen no mecanismo de manivela? Pezas estacionarias: bloque de cilindros, culata, camisas de cilindros, camisas e rodamentos principais. Pezas móbiles: pistón con aneis, pasador, biela, cigüeñal e volante.

Como se chama esta parte KShM? Este é un mecanismo de manivela. Converte os movementos alternativos dos pistóns nos cilindros en movementos de rotación do cigüeñal.

Cal é a función das partes fixas do KShM? Estas pezas son responsables de guiar con precisión as pezas móbiles (por exemplo, o movemento vertical dos pistóns) e fixalas de forma segura para a rotación (por exemplo, os rodamentos principais).