Princip rada klipa. Kako radi klip u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem? Namjena i vrste klipova

• osigurava prijenos mehaničkih sila na klipnjaču;
• odgovoran je za zaptivanje komore za sagorevanje goriva;
• osigurava pravovremeno odvođenje viška topline iz komore za sagorijevanje

Rad klipa odvija se u teškim i po mnogo čemu opasnim uslovima - na povišenim temperaturama i povećanim opterećenjima, stoga je posebno važno da se klipovi za motore odlikuju efikasnošću, pouzdanošću i otpornošću na habanje. Zato se za njihovu proizvodnju koriste lagani, ali teški materijali - aluminijske ili čelične legure otporne na toplinu. Klipovi se izrađuju na dva načina - livenjem ili štancanjem.

Dizajn klipa

Klip motora ima prilično jednostavan dizajn, koji se sastoji od sljedećih dijelova:

Volkswagen AG

1. ICE glava klipa
2. klipni klip
3. Potporni prsten
4. Šef
5. klipnjača
6. Čelični umetak
7. Kompresijski prsten jedan
8. Drugi kompresijski prsten
9. Prsten za struganje ulja

Dizajnerske karakteristike klipa u većini slučajeva ovise o vrsti motora, obliku njegove komore za izgaranje i vrsti goriva koje se koristi.

Dno

Dno možda ima različit oblik ovisno o funkcijama koje obavlja - ravna, konkavna i konveksna. Konkavni oblik dna omogućava efikasniji rad komore za sagorevanje, međutim, to doprinosi većem broju naslaga tokom sagorevanja goriva. Konveksni oblik dna poboljšava performanse klipa, ali u isto vrijeme smanjuje efikasnost procesa sagorijevanja mješavine goriva u komori.

Klipni prstenovi

Ispod dna su posebni žljebovi (žljebovi) za ugradnju klipnih prstenova. Udaljenost od dna do prvog kompresijskog prstena naziva se zona pečenja.

Klipni prstenovi su odgovorni za pouzdanu vezu između cilindra i klipa. Pružaju pouzdanu nepropusnost zbog čvrstog prianjanja na zidove cilindra, što je praćeno intenzivnim procesom trenja. Motorno ulje se koristi za smanjenje trenja. Klipni prstenovi su izrađeni od livenog gvožđa.

Broj klipnih prstenova koji se mogu ugraditi u klip ovisi o vrsti motora koji se koristi i njegovoj namjeni. Često se ugrađuju sistemi sa jednim prstenom za struganje ulja i dva kompresiona prstena (prvi i drugi).

Prsten za struganje ulja i kompresioni prstenovi

Prsten za struganje ulja osigurava pravovremeno uklanjanje viška ulja sa unutrašnjih stijenki cilindra, a kompresijski prstenovi sprječavaju ulazak plinova u kućište radilice.

Kompresijski prsten, koji se nalazi prvi, prima većinu inercijskih opterećenja tokom rada klipa.

Za smanjenje opterećenja u mnogim motorima, čelični umetak je ugrađen u prstenasti žlijeb, što povećava čvrstoću i stupanj kompresije prstena. Prstenovi tipa kompresije mogu se napraviti u obliku trapeza, cijevi, konusa, s izrezom.

Prsten za struganje ulja je u većini slučajeva opremljen sa mnoštvom otvora za odvod ulja, ponekad i sa opružnim ekspanderom.

klipni klip

Ovo je cijevni dio koji je odgovoran za pouzdano spajanje klipa na klipnjaču. Izrađen od legure čelika. Prilikom ugradnje klipnog zatika u otvore, on je čvrsto pričvršćen posebnim pričvrsnim prstenovima.

Klip, klipni klip i prstenovi zajedno čine takozvanu grupu klipova motora.

Suknja

Vodeći dio klipnog uređaja, koji se može napraviti u obliku konusa ili cijevi. Suknja klipa je opremljena sa dva izbočina za spajanje sa klipom.

Da bi se smanjili gubici trenja, tanak sloj antifrikcionog sredstva nanosi se na površinu suknje (često se koristi grafit ili molibden disulfid). Donji dio suknje je opremljen prstenom za struganje ulja.

Obvezni proces za rad klipnog uređaja je njegovo hlađenje, koje se može izvesti na sljedeće metode:

• prskanje ulja kroz rupe na klipnjači ili mlaznici;
• kretanje ulja duž zavojnice u glavi klipa;
• dovod ulja u područje prstenova kroz prstenasti kanal;
• uljna magla

Zaptivni deo

Zaptivni dio i dno spojeni su u obliku glave klipa. U ovom dijelu uređaja nalaze se klipni prstenovi - strugač za ulje i kompresija. Kanali za prstenove imaju male rupice kroz koje iskorišteno ulje ulazi u klip i zatim teče u kućište radilice.

Općenito, klip motora s unutarnjim sagorijevanjem jedan je od najopterećenijih dijelova, koji je podvrgnut snažnim dinamičkim i istovremeno termičkim efektima. To nameće povećane zahtjeve kako za materijale koji se koriste u proizvodnji klipova tako i za kvalitetu njihove izrade.

Motor bilo koje moderne mašine karakteriše visoka složenost dizajna i veliki broj komponenti. Unatoč tako visokoj složenosti, princip rada motora s unutarnjim izgaranjem temelji se na osnovnim konceptima koji su relevantni za automobil bilo koje klase i godine proizvodnje. U ovom članku ćemo pogledati jedan od ključnih elemenata - klip motora s unutarnjim izgaranjem - i razgovarati o tome čemu služi i od čega se sastoji.

Struktura

Klip 4-taktnog motora ima prilično složenu strukturu i stoga cijeli uređaj uključuje nekoliko sastavni dijelovi. To vam omogućava da mašini date optimalne tehničke karakteristike, kao i da 4-taktni motor učinite otpornijim na stres, a time i izdržljivijim.

Glavni dio koji čini klip četverotaktnog motora s unutarnjim sagorijevanjem je njegovo dno. Dno je nešto manjeg promjera od promjera cilindra, što se objašnjava prisustvom kompresijskih i uljnih strugača. Dno klipa bilo kojeg promjera može imati drugačiji oblik i opis. Dakle, može imati konkavni oblik, a samo udubljenje može imati drugačiju konfiguraciju.

Glavna svrha dna u klipnom uređaju u dizajnu četverotaktnog motora je interakcija s parama goriva, koje, kada se izgaraju, guraju klip i tjeraju ga da se kreće tijekom cijelog perioda rada. Oblik dna u klipu 4-taktnog motora diktira veliki broj faktora. Obično ovisi o broju svijeća, snazi, promjeru klipa i mnogim drugim nijansama.

Osim dna, u klipu, bez obzira koliko milimetara ima promjer, uvijek postoji dio za brtvljenje, koji uključuje uređaje poput kompresijskih i prstenova za struganje ulja. Kompresijski prstenovi su umetnuti u posebne strojno obrađene žljebove, koji se malo razlikuju u promjeru od promjera glave klipa. Njihov zadatak je da ne dozvole miješanje korištene i svježe mješavine, kao i da održavaju pritisak tokom sagorijevanja goriva.

Koja je svrha kompresionih prstenova? Kompresijski prstenovi u klipu 4-taktnog motora neophodni su da bi efikasnost motora bila maksimalna, a sva energija sagorelog goriva bila usmerena na kretanje klipa. Iz tog razloga se postavljaju ozbiljni i strogi zahtjevi za materijale od kojih se izrađuju takvi prstenovi u četverotaktnom motoru.

Osim kompresije, klip 4-taktnog motora nužno je opremljen takvim strukturama kao što su prstenovi za struganje ulja, koji imaju nešto veći promjer od samog klipa. Potrebni su kako bi mazivo, koje stalno cirkulira u motoru kako bi se spriječilo trenje i pregrijavanje, ostalo na trljajućim površinama u potrebnoj količini i da se ne nakuplja u komori za izgaranje. Zahvaljujući tome izbjegavaju se ugljične naslage ulja, a potrošnja maziva drastično se smanjuje.

Kako radi?

Hod četverotaktnog motora je ciklus tokom kojeg radilica motora napravi jedan potpuni okret. Za to vrijeme, mješavina goriva, koju napaja karburator ili injektor, potpuno sagorijeva i ispušta se u izduvni razvodnik, gdje prolazi kroz prigušivač i raspršuje se u okolinu.

Hod klipa karakteriše isključivo kretanje gore-dole. Ovakvo stanje se odnosi na četvorotaktne i sve druge tipove motora. Kao što je već spomenuto, translacijsko kretanje je uzrokovano isključivo procesima izgaranja koji se javljaju na visokim temperaturama.

Kada je hod klipa u okomitom smjeru, radilica na koju je spojen rotira. Iz tog razloga, dizajneri i inženjeri su predstavili ručicu koja vam omogućava da vratite u pokret i naterate ga da rotira točkove sve vreme dok četvorotaktni motor radi.

Obično je radilica zglobno povezana sa glavom klipa: hod klipa je dovoljno slobodan tako da se radilica pomiče pod oštrim uglom u odnosu na os simetrije i da je u stalnom kretanju. Klipnjača je mala metalna šipka, koja je opremljena šarkama na oba kraja. S jedne strane, klipnjača se kreće u odnosu na klip, koji se kreće gore-dolje.

Sa suprotnog kraja, klipnjača je pomično pričvršćena na radilicu. Između klipnjače i osovine nalaze se takozvane obloge, čiji uređaj vam omogućava da visoke temperature i ne habaju se čak ni pri vršnim opterećenjima. Kada dođe vrijeme za popravak, obloge se zamjenjuju novima, a može biti nekoliko takvih ciklusa održavanja prije zamjene radilice.

Proizvodni materijal

Klip 4-taktnog motora, odnosno materijal od kojeg je napravljen, mora zadovoljiti veliki broj zahtjeva. Na primjer, materijal mora biti otporan na velika temperaturna preopterećenja, jer sagorijevanje goriva uzrokuje ozbiljno pregrijavanje, za koje većina postojećih materijala nije spremna.

Osim toga, takvi materijali trebaju imati nisku gustoću. To je neophodno kako bi klip bio što lakši kako bi se smanjilo opterećenje dijelova i ukupna potrošnja goriva.

Koji materijali ispunjavaju takve zahtjeve i koji se široko koriste na četverotaktnim motorima s unutarnjim sagorijevanjem? Najčešći takav materijal je lijevano željezo. Budući da je relativno jeftin, odlično radi sa svim svojim zadacima i podnosi visoke temperature. Kao što pokazuje praksa, resurs takvog dijela je prilično visok, a pouzdanost ispunjava sve zahtjeve, tako da se klip od lijevanog željeza može naći na većini automobila.

Ipak, napredak ne miruje, a aluminijum je zamenio liveno gvožđe, odnosno njegovu posebnu sortu. Prednost ovog materijala je u tome što je primjetno lakši, ali u pogledu čvrstoće ni na koji način nije inferiorniji od uobičajenog lijevanog željeza. Iz tog razloga, aluminijski klipovi se stavljaju na sportske automobile u četverotaktne motore. Ova odluka je omogućila povećanje snage, povećanje resursa i smanjenje potrošnje goriva. Vrijedi napomenuti da se aluminijski klipovi često ugrađuju i na obična civilna vozila, što ukazuje na njihove očigledne prednosti.

Sažetak

Klip motora je važan detalj, bez kojih bi normalan rad motora bio nemoguć. U tom smislu, globalni proizvođači automobila pokušavaju da približe postojeća rješenja savršenstvu. Ovo vam omogućava da postignete bolje performanse uz veći resurs, što ukazuje da napredak ne miruje.

Klip zauzima centralno mjesto u procesu pretvaranja energije goriva u toplinsku i mehaničku energiju. Hajde da razgovaramo o klipovima motora, šta su i kako rade.

Šta je to?

Klip je cilindrični dio koji se klipno okreće unutar cilindra motora. Potrebno je promeniti pritisak gasa mehanički rad, ili obrnuto - povratno kretanje u promjeni pritiska. One. on prenosi na klipnjaču silu koja nastaje usled pritiska gasa i obezbeđuje tok svih ciklusa radnog ciklusa. Izgleda kao obrnuto staklo i sastoji se od dna, glave, vodilice (suknje).

Benzinski motori koriste klipove s ravnim dnom zbog lakoće proizvodnje i manje topline tokom rada. Iako neki moderni automobili prave posebne udubljenja za ventile. To je neophodno kako se kada se razvodni remen pokvari, klipovi i ventili ne sretnu i ne dovode do ozbiljnog popravka. Dno dizelskog klipa je napravljeno sa udubljenjem, što zavisi od stepena formiranja mešavine i lokacije ventila i injektora. Sa ovim oblikom dna, zrak se bolje miješa s gorivom koje ulazi u cilindar.

Klip je izložen visokim temperaturama i pritiscima. Unutar cilindra se kreće velikom brzinom. Stoga su u početku za automobilske motore bili liveni od livenog gvožđa. Sa razvojem tehnologije, aluminijum se počeo koristiti, jer. dao je sljedeće prednosti: povećanje brzine i snage, manje naprezanja dijelova, bolji prijenos topline.

Od tada se snaga motora višestruko povećala. Temperatura i pritisak u cilindrima modernih automobilskih motora (posebno dizel motora) postali su takvi da aluminijum je dostigao svoju granicu čvrstoće. Stoga, u poslednjih godina takvi motori su opremljeni čeličnim klipovima koji mogu pouzdano izdržati povećana opterećenja. Lakši su od aluminijuma zbog tanjih zidova i manje visine kompresije, tj. udaljenost od dna do ose aluminijske igle. A čelični klipovi nisu liveni, već montažni.

Između ostalog, smanjenjem vertikalnih dimenzija klipa sa istim blokom cilindra moguće je produžiti klipnjače. Ovo će smanjiti bočna opterećenja u paru klip-cilindar, što će pozitivno uticati na potrošnju goriva i vijek trajanja motora.Ili bez mijenjanja klipnjača i radilice možete skratiti blok cilindra.Tako ćemo olakšati motor.

Koji su zahtjevi?

• Klip, koji se kreće u cilindru, omogućava komprimiranim plinovima, proizvodu sagorijevanja goriva, da se šire i vrše mehanički rad. Zbog toga mora biti otporan na visoku temperaturu, pritisak plina i pouzdano brtviti provrt cilindra.
• Mora najbolje zadovoljiti zahtjeve frikcionog para kako bi se minimizirali mehanički gubici i, kao rezultat, habanje.
• Doživljavajući opterećenja iz komore za izgaranje i reakciju klipnjače, mora izdržati mehanički stres.
• Kada se klipno okreće velikom brzinom, potrebno je što manje opterećivati ​​koljenasti mehanizam inercijskim silama.

Glavna namjena

Gorivo, sagorevajući u prostoru iznad klipa, oslobađa ogromnu količinu toplote u svakom ciklusu motora. Temperatura sagorelih gasova dostiže 2000 stepeni. Oni će samo dio energije prenijeti na pokretne dijelove motora, sve ostalo u obliku topline će zagrijati motor. Ono što ostane, zajedno sa izduvnim gasovima, poleteće u cev. Stoga, ako ne ohladimo klip, on će se nakon nekog vremena otopiti. Ovo je važna tačka za razumevanje radnih uslova klipne grupe.

Ponovimo ponovo poznata činjenica da je toplotni tok usmjeren od više zagrijanih tijela ka manje zagrijanim.

Najviše se zagreva radni fluid, odnosno, drugim rečima, gasovi u komori za sagorevanje. Sasvim je jasno da će se toplota preneti na okolni vazduh – najhladniji. Zrak, koji pere hladnjak i kućište motora, ohladit će rashladnu tekućinu, blok cilindra i kućište glave. Ostaje pronaći most kroz koji klip odaje svoju toplinu na blok i antifriz. Za to postoje četiri načina.

dakle, prvi put koji pruža najveći protok, su klipni prstenovi. I prvo zvono svira vodeća uloga kako se nalazi bliže dnu. Ovo je najkraći put do rashladnog sredstva kroz zid cilindra. Prstenovi se istovremeno pritiskaju na žljebove klipa i na zid cilindra. Oni pružaju više od 50% toplotnog toka.

Drugi način je manje očigledan. Drugo rashladno sredstvo u motoru je ulje. Imajući pristup najzagrijanijim mjestima motora, uljna magla odnosi i daje uljnom koritu značajan dio topline iz najtoplijih tačaka. U slučaju upotrebe uljnih mlaznica koje usmjeravaju mlaz na unutrašnju površinu dna klipa, udio ulja u izmjeni topline može doseći 30 - 40%. Jasno je da pri punjenju ulja sa funkcijom rashladnog sredstva moramo voditi računa da ga ohladimo. U suprotnom, pregrijano ulje može izgubiti svojstva. Takođe, što je temperatura ulja viša, to manje toplote može da prenese.

Treći način. Dio topline se odvodi za grijanje svježom mješavinom zraka i goriva koja ulazi u cilindar. Količina svježe smjese i količina topline koju ona oduzima zavise od načina rada i stepena otvaranja leptira za gas. Treba napomenuti da je toplota dobijena tokom sagorevanja takođe proporcionalna naelektrisanju. Stoga je ovaj put hlađenja impulsivan; brz je i visoko efikasan zbog činjenice da se toplota uzima sa strane sa koje se klip zagreva.

Zbog veće važnosti, veliku pažnju treba obratiti na prenos toplote kroz klipne prstenove. Jasno je da ako blokiramo ovaj put, onda je malo vjerovatno da će motor izdržati bilo kakve duge prisilne režime. Temperatura će porasti, materijal klipa će "plutati", a motor će se srušiti.

Prisjetite se takve karakteristike kao što je kompresija. Zamislimo da prsten cijelom dužinom ne prianja uz zid cilindra. Tada će izgorjeli plinovi, probijajući se u otvor, stvoriti barijeru koja sprječava prijenos topline s klipa kroz prsten na zid cilindra. To je isto kao da ste zatvorili dio radijatora i lišili ga mogućnosti hlađenja zrakom.

Slika je strašnija ako prsten nema blizak kontakt sa žljebom. Na onim mjestima gdje plinovi imaju priliku teći kroz prsten kroz žljeb, klipni dio je lišen mogućnosti da se ohladi. Kao rezultat toga, izgaranje i lomljenje dijela uz curenje.

Koliko vam je prstenova potrebno za klip? Sa mehaničke tačke gledišta, što manje prstenova, to bolje. Što su uži, manji su gubici u grupi klipova. Sa smanjenjem njihovog broja i visine, uslovi za hlađenje klipa se pogoršavaju, povećavajući toplotni otpor zida dna - prstena - cilindra. Stoga je izbor dizajna uvijek kompromis.

U uređaju motora, klip je ključni element radnog procesa. Klip je izrađen u obliku metalnog šupljeg stakla, smještenog sa sfernim dnom (glavom klipa) prema gore. Dio vodilice klipa, inače poznat kao suknja, ima plitke žljebove dizajnirane da drže klipne prstenove u njima. Svrha klipnih prstenova je da osiguraju, prije svega, nepropusnost prostora iznad klipa, gdje se u toku rada motora smjesa benzina i zraka trenutno sagorijeva i nastali plin koji se širi ne bi mogao, zaokruživši suknju, prodrijeti ispod klip. Drugo, prstenovi sprečavaju da ulje ispod klipa uđe u prostor iznad klipa. Dakle, prstenovi u klipu djeluju kao brtve. Donji (donji) klipni prsten naziva se prsten za struganje ulja, a gornji (gornji) prsten se naziva kompresija, odnosno obezbeđuje visok stepen kompresije mešavine.

Kada mješavina goriva i zraka ili goriva uđe u cilindar iz karburatora ili injektora, ona se komprimira klipom dok se kreće prema gore i zapaljuje se električnim pražnjenjem iz svjećice (kod dizel motora, mješavina se samozapaljuje zbog iznenadna kompresija). Nastali plinovi izgaranja imaju mnogo veći volumen od originalne mješavine goriva i, šireći se, oštro guraju klip prema dolje. Tako se toplotna energija goriva pretvara u povratno (gore i dole) kretanje klipa u cilindru.

Zatim morate pretvoriti ovaj pokret u rotaciju osovine. To se događa na sljedeći način: unutar suknje klipa nalazi se prst na koji je pričvršćen gornji dio klipnjače, a potonji je okretno pričvršćen na radilicu. Radilica se slobodno okreće na potpornim ležajevima koji se nalaze u kućištu radilice motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Kada se klip pomeri, klipnjača počinje da okreće radilicu, od čega se obrtni moment prenosi na menjač i - dalje kroz sistem zupčanika - na pogonske točkove.

Specifikacije motora Specifikacije motora Kada se kreće gore i dole, klip ima dva položaja, koji se nazivaju mrtve tačke. Gornja mrtva tačka (TDC) je trenutak maksimalnog podizanja glave i cijelog klipa prema gore, nakon čega se počinje kretati prema dolje; donja mrtva tačka (BDC) - najniži položaj klipa, nakon čega se mijenja vektor smjera i klip juri prema gore. Udaljenost između TDC i BDC naziva se hod klipa, zapremina gornjeg dijela cilindra s klipom u TDC čini komoru za sagorijevanje, a maksimalna zapremina cilindra s klipom u BDC naziva se ukupna zapremina cilindra. Razlika između ukupne zapremine i zapremine komore za sagorevanje naziva se radna zapremina cilindra.
Ukupna radna zapremina svih cilindara motora sa unutrašnjim sagorevanjem je naznačena u tehničke specifikacije motora, izraženo u litrima, pa se u svakodnevnom životu naziva zapreminom motora. Druga najvažnija karakteristika svakog motora sa unutrašnjim sagorevanjem je kompresijski odnos (SS), definisan kao količnik deljenja ukupne zapremine sa zapreminom komore za sagorevanje. Za motore sa karburatorom, SS varira od 6 do 14, za dizel motore - od 16 do 30. Upravo ovaj pokazatelj, zajedno sa veličinom motora, određuje njegovu snagu, efikasnost i potpunost sagorevanja mešavine goriva i vazduha, što utiče na toksičnost emisija tokom rada motora.
Snaga motora ima binarnu oznaku - in konjskih snaga(KS) i u kilovatima (kW). Za pretvaranje jedinica jedna u drugu primjenjuje se koeficijent od 0,735, odnosno 1 KS. = 0,735 kW.
Radni ciklus četverotaktnog motora s unutarnjim izgaranjem određen je s dva okretaja radilice - pola okreta po taktu, što odgovara jednom hodu klipa. Ako je motor jednocilindrični, tada se uočava neravnomjernost u njegovom radu: oštro ubrzanje hoda klipa tijekom eksplozivnog sagorijevanja smjese i usporavanje kako se približava BDC i dalje. Da bi se zaustavila ova neravnina, na osovinu izvan kućišta motora ugrađen je masivni disk zamašnjaka velike inercije, zbog čega moment rotacije osovine u vremenu postaje stabilniji.

Princip rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem
moderan auto, najčešće pokretan motorom sa unutrašnjim sagorevanjem. Postoji mnogo takvih motora. Razlikuju se po zapremini, broju cilindara, snazi, brzini rotacije, korišćenom gorivu (dizel, benzin i gas motori sa unutrašnjim sagorevanjem). Ali, u principu, čini se da je uređaj motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Kako radi motor i zašto se zove četvorotaktni motor sa unutrašnjim sagorevanjem? Razumijem o unutrašnjem sagorijevanju. Gorivo gori unutar motora. A zašto 4 ciklusa motora, šta je to? Zaista, postoje dvotaktni motori. Ali na automobilima se koriste izuzetno rijetko.
Četverotaktni motor nazivamo jer se njegov rad može podijeliti na četiri dijela jednaka u vremenu. Klip će proći kroz cilindar četiri puta - dva puta gore i dva puta dole. Hod počinje kada je klip na najnižoj ili najvišoj tački. Za vozače-mehaničare to se zove gornja mrtva tačka (TDC) i donja mrtva tačka (BDC).
Prvi udar - usisni udar

Prvi udar, poznat i kao intake, počinje u TDC (gornja mrtva tačka). Krećući se prema dolje, klip usisava mješavinu zraka i goriva u cilindar. Rad ovog takta odvija se s otvorenim usisnim ventilom. Inače, postoji mnogo motora sa više usisnih ventila. Njihov broj, veličina, vrijeme provedeno u otvorenom stanju mogu značajno utjecati na snagu motora. Postoje motori kod kojih, u zavisnosti od pritiska na papučici gasa, dolazi do prinudnog povećanja vremena otvaranja usisnih ventila. Ovo se radi kako bi se povećala količina goriva koja se unosi, što, nakon što se zapali, povećava snagu motora. Automobil u ovom slučaju može ubrzati mnogo brže.

Drugi hod je kompresijski hod

Sljedeći takt motora je takt kompresije. Nakon što klip dostigne najnižu tačku, počinje da se diže, čime se komprimira smjesa koja je ušla u cilindar na usisnom hodu. Smjesa goriva se komprimira do zapremine komore za sagorevanje. Kakva je ovo kamera? Slobodni prostor između vrha klipa i vrha cilindra kada je klip u gornjoj mrtvoj tački naziva se komora za sagorevanje. Ventili su potpuno zatvoreni tokom ovog takta motora. Što su čvršće zatvorene, to je bolja kompresija. Velika važnost ima, u ovom slučaju, stanje klipa, cilindra, klipnih prstenova. Ako postoje velike praznine, onda dobra kompresija neće raditi, pa će, shodno tome, snaga takvog motora biti mnogo manja. Kompresija se može provjeriti posebnim uređajem. Po veličini kompresije može se izvesti zaključak o stepenu istrošenosti motora.

Treći ciklus - radni hod

Treći ciklus je radni, počinje od TDC-a. S razlogom se zove radnik. Na kraju krajeva, u ovom ciklusu se dešava radnja koja pokreće automobil. U ovom trenutku u igru ​​ulazi sistem paljenja. Zašto se ovaj sistem tako zove? Da, jer je odgovoran za paljenje mješavine goriva komprimirane u cilindru u komori za sagorijevanje. Radi vrlo jednostavno - svijeća sistema daje iskru. Iskreno rečeno, vrijedno je napomenuti da se iskra ispušta na svjećici nekoliko stupnjeva prije nego što klip dosegne gornju tačku. Ove stepene, u modernom motoru, automatski regulišu "mozavi" automobila.
Nakon što se gorivo zapali, dolazi do eksplozije - naglo se povećava u volumenu, prisiljavajući klip da se pomakne prema dolje. Ventili u ovom taktu motora, kao iu prethodnom, su u zatvorenom stanju.

Četvrta mjera je mjera oslobađanja

Četvrti takt motora, posljednji je auspuh. Došavši do donje tačke, nakon radnog hoda, ispušni ventil počinje da se otvara u motoru. Takvih ventila može biti nekoliko, kao i usisnih ventila. Krećući se prema gore, klip uklanja izduvne plinove iz cilindra kroz ovaj ventil - ventilira ga. Od preciznog rada ventila zavisi stepen kompresije u cilindrima, potpuno uklanjanje izduvnih gasova i potrebna količina usisne mešavine vazduh-gorivo.

Nakon četvrtog takta, na redu je prvi. Proces se ponavlja ciklički. A zbog čega dolazi do rotacije - rada motora s unutarnjim sagorijevanjem sva 4 takta, zbog čega se klip diže i spušta u taktu kompresije, izduvnog i usisnog? Činjenica je da nije sva energija primljena u radnom ciklusu usmjerena na kretanje automobila. Dio energije se koristi za okretanje zamašnjaka. I on, pod uticajem inercije, okreće radilicu motora, pomerajući klip tokom perioda "neradnih" ciklusa.

Mehanizam distribucije gasa

Mehanizam za distribuciju gasa (GRM) je dizajniran za ubrizgavanje goriva i izduvnih gasova u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Sam mehanizam za distribuciju plina podijeljen je na donji ventil, kada je bregasto vratilo u bloku cilindra, i gornji ventil. Mehanizam nadzemnog ventila podrazumijeva da se bregasto vratilo nalazi u glavi motora (glava cilindra). Postoje i alternativni mehanizmi za distribuciju gasa, kao što su sistem vremenskog roka, desmodromski sistem i mehanizam varijabilne faze.
Za dvotaktne motore, mehanizam za distribuciju plina provodi se pomoću usisnih i ispušnih otvora u cilindru. Za četverotaktne motore, najčešći je sistem ventila iznad glave, o čemu će biti riječi u nastavku.

Uređaj za mjerenje vremena
U gornjem dijelu bloka cilindra nalazi se glava cilindra (glava cilindra) na kojoj se nalaze bregasto vratilo, ventili, potiskivači ili klackalice. Pogonska remenica bregastog vratila se pomiče iz glave cilindra. Da bi se spriječilo curenje motornog ulja ispod poklopca ventila, na vratu bregastog vratila ugrađena je uljna brtva. Sam poklopac ventila je montiran na zaptivku otpornu na ulje. Zupčasti remen ili lanac se nosi na remenici bregastog vratila i pokreće ga zupčanik radilice. Zatezni valjci se koriste za zatezanje remena, zatezne „cipele“ se koriste za lanac. Tipično, zupčasti remen pokreće pumpu za hlađenje vode, međuvratilo za sistem paljenja i pogon pumpe visokog pritiska pumpe za ubrizgavanje (za dizel verzije).
Na suprotnoj strani bregastog vratila, vakuumski pojačivač, servo upravljač ili automobilski alternator mogu se pokretati direktnim prijenosom ili pomoću remena.

Bregasto vratilo je osovina na kojoj su obrađene bregaste osovine. Zupci su postavljeni duž osovine tako da se prilikom rotacije, u kontaktu sa podizačima ventila, pritiskaju tačno u skladu sa radnim ciklusima motora.
Postoje motori sa dva bregasta vratila (DOHC) i velikim brojem ventila. Kao i u prvom slučaju, remenice se pokreću jednim zupčastim remenom i lancem. Svaka bregasta osovina zatvara jednu vrstu usisnog ili ispušnog ventila.
Ventil se pritiska klackalicom (ranije verzije motora) ili potiskivačom. Postoje dvije vrste potiskivača. Prvi su potiskivači, gdje je zazor reguliran podlošcima, drugi su hidraulički potiskivači. Hidraulični potiskivač ublažava udar na ventil zbog ulja koje se nalazi u njemu. Podešavanje razmaka između grebena i vrha potiska nije potrebno.

Princip rada vremena

Cijeli proces distribucije plina svodi se na sinkronu rotaciju radilice i bregastog vratila. Kao i otvaranje usisnih i izduvnih ventila na određenom položaju klipova.
Za precizno pozicioniranje bregastog vratila u odnosu na radilicu, koriste se oznake za poravnanje. Prije stavljanja zupčastog remena, oznake se kombinuju i fiksiraju. Zatim se remen stavlja, remenice se "oslobode", nakon čega se remen zateže zateznim valjcima.
Prilikom otvaranja ventila klackalicom dešava se sledeće: bregasto vratilo "prolazi" na klackalicu, koja pritiska ventil, nakon prolaska kroz breg ventil se zatvara pod dejstvom opruge. Ventili su u ovom slučaju raspoređeni u obliku slova V.
Ako se gurači koriste u motoru, tada se bregasto vratilo nalazi direktno iznad potiskivača, tijekom rotacije, pritiskajući svoje bregaste na njih. Prednost takvog vremena je niska buka, niska cijena, mogućnost održavanja.
Kod lančanog motora cijeli proces distribucije plina je isti, samo se prilikom sklapanja mehanizma lanac stavlja na osovinu zajedno sa remenicom.

radilica

Radilica (u daljnjem tekstu skraćeno KShM) je mehanizam motora. Glavna svrha radilice je pretvaranje povratnih kretanja cilindričnog klipa u rotacijske pokrete radilice u motoru s unutarnjim sagorijevanjem i obrnuto.

KShM uređaj
Klip

Klip ima oblik cilindra od aluminijskih legura. Glavna funkcija ovog dijela je pretvaranje promjene tlaka plina u mehanički rad, ili obrnuto - pritisak uslijed povratnog kretanja.
Klip je dno, glava i suknja presavijeni zajedno, koji obavljaju potpuno različite funkcije. Glava klipa ravnog, konkavnog ili konveksnog oblika sadrži komoru za sagorevanje. Glava ima urezane žljebove u koje se postavljaju klipni prstenovi (kompresija i strugač za ulje). Kompresijski prstenovi sprečavaju probijanje gasa u kućište motora, a prstenovi za struganje ulja klipa pomažu u uklanjanju viška ulja na unutrašnjim zidovima cilindra. U suknji se nalaze dvije izbočine koje omogućavaju postavljanje klipnog klipa koji spaja klip sa klipnjačom.

Štancana ili kovana čelična (rijetko titanijumska) klipnjača ima zakretne spojeve. Glavna uloga klipnjače je prijenos sile klipa na radilicu. Dizajn klipnjače pretpostavlja prisustvo gornje i donje glave, kao i šipku sa I-presjekom. Gornja glava i izbočine sadrže rotirajući ("plutajući") klip, dok je donja glava sklopiva, što omogućava blisku vezu sa osovinom vratila. Moderna tehnologija kontrolirano cijepanje donje glave omogućava visoku preciznost spajanja njenih dijelova.

Zamajac je montiran na kraju radilice. Danas pronalaze široka primena dvomaseni zamašnjaci, koji imaju oblik dva međusobno elastično povezana diska. Zupčanik zamašnjaka je direktno uključen u pokretanje motora preko startera.

Blok i glava cilindra

Blok cilindra i glava cilindra su od livenog gvožđa (ređe od legura aluminijuma). Blok cilindra ima rashladne košulje, ležajeve za ležajeve radilice i bregaste osovine, kao i pričvrsne tačke za instrumente i sklopove. Sam cilindar služi kao vodič za klipove. Glava cilindra sadrži komoru za sagorevanje, ulazno-izlazne kanale, posebne navojne rupe za svjećice, čahure i presovana sjedišta. Nepropusnost veze bloka cilindra sa glavom je obezbeđena brtvom. Osim toga, glava cilindra je zatvorena utisnutim poklopcem, a između njih je u pravilu ugrađena gumena brtva otporna na ulje.

Općenito, klip, košuljica cilindra i klipnjača čine cilindar ili cilindar-klipnu grupu koljenastog mehanizma. Moderni motori mogu imati do 16 ili više cilindara.

Mislim da svaki vozač najvjerovatnije zna kako klip izgleda. Ali o tome, po pravilu, znanje o glavni dio motor i kraj. Stoga, popunimo prazninu i razgovaramo o namjeni klipa, njegovim dizajnerskim značajkama i materijalima za proizvodnju.

Kako izgleda klip? Kompleksni detalj. To potvrđuje ovu činjenicu - vrlo mali broj proizvođača automobila proizvodi klipove, povjeravajući to specijaliziranim proizvođačima.

Štaviše, to je glavna karika u procesu transformacije. hemijsku energiju goriva u termičku, a zatim u mehaničku.

Klip je, rekao bih, prekrasan komad cilindričnog oblika, izvodi povratne pokrete koji oduzimaju dah u cilindru, preuzima visoke temperature i promjene tlaka plina, pretvarajući sve to u mehanički rad.

Odnosno, ovo je ono što klip radi:

• preuzima pritisak gasova iz komore za sagorevanje i prenosi ovaj pritisak na radilicu motora;
• obezbeđuje težak proces mikroeksplozije u cilindru, dok hermetički izoluje nadklipnu šupljinu od prostora ispod klipa, sprečavajući da gasovi uđu u krater, a ulje za podmazivanje u komoru za sagorevanje.

Kako klip izgleda? Dizajn

Šema je pripremljena na osnovu materijala Volkswagen AG

1. glava klipa;
2. prst;
3. potporni prsten;
4. šefovi;
5. glava klipnjače;
6. suknja; čelični umetak;
7. trapezni kompresioni prsten;
8. konusni podrezani kompresioni prsten;
9. Prsten za struganje ulja sa ekspanderom opruge

Klip se sastoji od dna, zaptivnog dijela sa klipnim prstenovima za stvaranje kompresije i uklanjanja ulja i dijela za vođenje (suknje).

U srednjem dijelu klipa (područje suknje) nalaze se izbočine sa rupama za klin i obruče.

Radno dno

Znate li kako klip izgleda i kako se zove ovaj dio? Ovaj dio dijela služi za primanje sile od pritiska plina u komori za sagorijevanje i naziva se radno dno . Njegov oblik zavisi od geometrije ove komore i položaja ventila.

U slučaju kada je dno konkavno, oblik komore za sagorevanje podseća na sferni. To povećava njegovu površinu, ali dovodi do povećanja stvaranja čađi, a čvrstoća konkavnog dna je niža od one ravnog.

Konveksno dno čini komoru za sagorevanje u obliku proreza, što dovodi do pogoršanja procesa kovitlanja smeše i hlađenja samog dna, iako je stvaranje ugljenika smanjeno.

Osim toga, ovaj oblik dna smanjuje masu klipa s dovoljnom snagom.

Ravno dno u smislu svojih performansi je srednja opcija između dvije prethodne i češće se koristi u motorima s karburatorom.

Kod dizel motora raznolikost oblika dna je još veća, oni variraju ovisno o omjeru kompresije, načinu formiranja smjese, položaju mlaznica i mnogim drugim faktorima.

Sektor zaptivanja

Glava klipa zaptiva pokretni spoj klipa sa cilindrom zahvaljujući klipnim prstenovima koji su ugrađeni u posebne žljebove. Kompresijski prstenovi su umetnuti u gornje žljebove, a prsten za struganje ulja je umetnut u donje žljebove. U utoru za prsten za struganje ulja postoje prolazne rupe kroz koje se višak ulja odvodi u unutrašnju šupljinu klipa.

Vodic suknja, gazde

Dio klipa koji se nalazi ispod prstena za struganje ulja naziva se suknja klipa, a također i trup ili dio vodilice.

Njegova funkcija je da drži klip u pravom smjeru i percipira bočna opterećenja.

Na unutrašnjoj strani suknje nalaze se plime - izbočine, u njima su izbušene rupe za klip. A za njegovo fiksiranje, u rupama se obrađuju žljebovi za zaključavanje prsta s pričvrsnim prstenovima.

Šta će metalurzi reći?

Budući da dio radi u nepodnošljivim uvjetima, za njegovu proizvodnju postavljaju se prilično strogi zahtjevi za metale:

• kako bi se smanjila inercijska opterećenja, materijal bi trebao imati malu specifična gravitacija sa dovoljnom snagom;
• nizak koeficijent toplinske ekspanzije;
• očuvanje fizičkih svojstava (čvrstoće) na povišenim temperaturama;
• značajna toplinska provodljivost i toplinski kapacitet;
• minimalni koeficijent trenja uparen sa materijalom zida cilindra;
• značajna otpornost na habanje;
• nema zamornog loma materijala pod opterećenjem;
• niska cijena, opšta dostupnost i lakoća mehaničke i drugih vrsta obrade u procesu proizvodnje.

Jasno je da metal koji u potpunosti ispunjava navedene zahtjeve jednostavno ne postoji. Stoga se za masovne automobilske motore klipovi izrađuju uglavnom od dva materijala - lijevanog željeza i aluminijskih legura, a tačnije od siluminskih legura koje sadrže aluminij i silicij.

Varijanta od livenog gvožđa

Liveno gvožđe ima mnogo prednosti, tvrdo je, dobro podnosi povišene temperature, ima optimalnu otpornost na habanje i ima nizak koeficijent trenja (par liveno gvožđe - liveno gvožđe). I njegov koeficijent toplinske ekspanzije je niži od koeficijenta aluminijskog klipa.

Ali postoje i nedostaci: niska toplinska provodljivost, zbog čega je temperatura dna klipa od lijevanog željeza viša od temperature aluminijskog kolege.

Ali glavni nedostatak lijevanog željeza je njegova značajna gustoća, što znači težina. Da bi povećali snagu i efikasnost motora, dizajneri obično povećavaju brzinu, ali teški klipovi od lijevanog željeza to ne dopuštaju zbog velikih inercijskih opterećenja.

Stoga se za moderne automobilske motore, i benzinske i dizelske, lijevaju aluminijski klipovi.

Aluminijumska varijanta

Aluminijum ima mnogo manju težinu od livenog gvožđa, ali pošto je mekši, debljina zidova klipa se mora povećati, kao rezultat toga, težina klipa postaje samo 30 do 40 procenata lakša u odnosu na liveno gvožđe.

Osim toga, aluminij ima povećan koeficijent toplinske ekspanzije, tako da se čelične ploče koje stabiliziraju toplinu moraju utopiti u tijelo dijela i napraviti povećane praznine.

Aluminij ima prilično nizak koeficijent trenja (par: aluminij - lijevano željezo), što je dobro za rad aluminijskih klipova u motorima s blokom cilindra od lijevanog željeza ili oblogama od lijevanog željeza.

Na modernim motorima njemačkih marki - Audi, Volkswagen, Mercedes, nema košuljice od lijevanog željeza. Aluminijski cilindri su tamo obrađeni na poseban način, tako da je površina zida vrlo tvrda i ima veću otpornost na habanje nego kod ugradnje čaura od lijevanog željeza.

A kako bi se smanjilo trenje u paru aluminijum - aluminij, vrši se peglanje površine suknje. Dakle, odbacivanje košuljica od lijevanog željeza uvelike smanjuje težinu bloka cilindra.

U legure silicijum-aluminijum, od kojih su napravljeni klipovi većine automobilskih motora, dodaju se bakar, nikl i drugi metali za poboljšanje performansi.

Klipovi serijskih automobila proizvode se lijevanjem, a na prisilnim motorima se koriste proizvodi izrađeni vrućim štancanjem. Ovo poboljšava strukturu materijala - povećava čvrstoću i otpornost na habanje. Istina, nemoguće je montirati čelične termostatske ploče u žigosanoj verziji.

To je vjerovatno sve. Dobili ste neophodno minimalno znanje o tome kako klip izgleda, njegovom dizajnu i uslovima rada.

Ostaje podijeliti ovu informaciju sa prijateljima na društvenim mrežama, pozvati ih na čašu čaja i, u domaćoj, opuštenoj atmosferi, pozvati ih da se pridruže redovima čitatelja našeg bloga.

Također će vam biti zanimljivo znati o i. Samo naprijed, kliknite na link!

Do ponovnog susreta, prijatelji!