Cơ cấu tay quay động cơ: thiết bị, mục đích, cách thức hoạt động

Ở động cơ đốt trong có hai cơ cấu giúp cho xe có thể chuyển động được. Đây là phân phối khí và tay quay. Hãy tập trung vào mục đích của KShM và cấu trúc của nó.

Cơ cấu tay quay động cơ là gì

KShM có nghĩa là một tập hợp các bộ phận phụ tùng tạo thành một đơn vị duy nhất. Trong đó, hỗn hợp nhiên liệu và không khí theo một tỷ lệ nhất định đốt cháy và giải phóng năng lượng. Cơ chế bao gồm hai loại bộ phận chuyển động:

• Thực hiện chuyển động thẳng - piston chuyển động lên / xuống trong xi lanh;
• Thực hiện các chuyển động quay - trục khuỷu và các bộ phận lắp trên nó.

Một nút kết nối cả hai loại bộ phận có khả năng chuyển đổi một loại năng lượng thành một loại năng lượng khác. Khi động cơ hoạt động tự chủ, sự phân bố lực đi từ động cơ đốt trong đến khung xe. Một số xe hơi cho phép chuyển hướng năng lượng từ bánh xe đến động cơ. Có thể phát sinh nhu cầu này, ví dụ, nếu không thể khởi động động cơ từ ắc quy. Bộ truyền động cơ học cho phép bạn khởi động xe từ cần đẩy.

Cơ cấu tay quay động cơ để làm gì?

KShM thiết lập các cơ chế chuyển động khác, nếu không có nó thì xe sẽ không thể đi được. Trong xe điện, động cơ điện nhờ năng lượng nhận được từ ắc quy sẽ ngay lập tức tạo ra chuyển động quay truyền đến trục truyền động.

Nhược điểm của các đơn vị điện là chúng có dự trữ năng lượng nhỏ. Mặc dù các nhà sản xuất xe điện hàng đầu đã nâng mức này lên vài trăm km, nhưng đại đa số người lái xe không được tiếp cận với những loại xe như vậy do giá thành cao.

Giải pháp duy nhất rẻ, nhờ đó có thể đi được quãng đường dài và tốc độ cao là xe trang bị động cơ đốt trong. Nó sử dụng năng lượng của vụ nổ (hay đúng hơn là sự giãn nở sau nó) để chuyển động các bộ phận của nhóm xi lanh-piston.

Mục đích của KShM là đảm bảo chuyển động quay đều của trục khuỷu với chuyển động thẳng của các piston. Vòng quay lý tưởng vẫn chưa đạt được, nhưng có những sửa đổi đối với cơ chế giảm thiểu hiện tượng giật do giật đột ngột của các piston. Động cơ 12 xi-lanh là một ví dụ cho điều này. Góc dịch chuyển của các tay quay trong chúng là nhỏ nhất và hoạt động của toàn bộ nhóm xi lanh được phân bố trong một số khoảng thời gian lớn hơn.

Nguyên lý hoạt động của cơ cấu tay quay

Nếu bạn mô tả nguyên lý hoạt động của cơ chế này, thì có thể so sánh nó với quá trình xảy ra khi đi xe đạp. Người đi xe đạp luân phiên nhấn vào bàn đạp, làm cho đĩa truyền động quay.

Chuyển động thẳng của piston được cung cấp bởi quá trình đốt cháy BTC trong xi lanh. Trong một vụ nổ vi mô (HTS bị nén mạnh tại thời điểm tác dụng tia lửa, đó là lý do tại sao một lực đẩy mạnh được hình thành), các khí nở ra, đẩy bộ phận này xuống vị trí thấp nhất.

Thanh truyền được nối với một tay quay riêng trên trục khuỷu. Quán tính, cũng như một quá trình giống hệt nhau trong các xi lanh liền kề, dẫn động trục khuỷu quay. Piston không đóng băng ở điểm cực dưới và điểm trên.

Trục khuỷu quay được nối với một bánh đà mà bề mặt ma sát truyền động được nối với nhau.

Sau khi kết thúc hành trình của hành trình làm việc, để thực hiện các hành trình khác của động cơ, piston đã được đặt ở trạng thái chuyển động do các vòng quay của trục của cơ cấu. Có thể do sự thực hiện của hành trình làm việc ở các xi lanh liền kề. Để giảm thiểu hiện tượng giật, các tạp chí trục quay được bù trừ với nhau (có những sửa đổi với tạp chí trong dòng).

Thiết bị KShM

Cơ cấu tay quay bao gồm một số lượng lớn các bộ phận. Thông thường, họ có thể được phân thành hai loại: những người thực hiện chuyển động và những người luôn cố định ở một nơi. Một số thực hiện các dạng chuyển động khác nhau (tịnh tiến hoặc quay), trong khi một số khác phục vụ như một hình thức đảm bảo sự tích lũy năng lượng cần thiết hoặc hỗ trợ cho các yếu tố này.

Đây là những chức năng được thực hiện bởi tất cả các phần tử của cơ cấu tay quay.

Cacte khối

Khối được đúc từ kim loại bền (trong ô tô bình dân - gang, và trong ô tô đắt tiền hơn - nhôm hoặc hợp kim khác). Các lỗ và kênh cần thiết được thực hiện trong đó. Nước làm mát và dầu động cơ lưu thông qua các kênh. Các lỗ kỹ thuật cho phép các phần tử quan trọng của động cơ được kết nối thành một cấu trúc.

Các lỗ lớn nhất chính là các hình trụ. Các piston được đặt trong chúng. Ngoài ra, thiết kế khối có hỗ trợ cho các vòng bi đỡ trục khuỷu. Một cơ cấu phân phối khí được đặt ở đầu xi lanh.

Việc sử dụng gang hoặc hợp kim nhôm là do chi tiết này phải chịu tải trọng cơ và nhiệt cao.

Ở phần dưới của cacte có một bể chứa, trong đó dầu tích tụ sau khi bôi trơn tất cả các phần tử. Để ngăn áp suất khí quá mức tích tụ trong khoang, cấu trúc có các ống thông gió.

Có xe có bể phốt ướt hoặc khô. Trong trường hợp đầu tiên, dầu được thu thập trong bể chứa và vẫn còn trong đó. Phần tử này là một bể chứa để thu thập và lưu trữ dầu mỡ. Trong trường hợp thứ hai, dầu chảy vào bể chứa, nhưng máy bơm sẽ bơm nó ra một bể chứa riêng biệt. Thiết kế này sẽ ngăn chặn sự thất thoát hoàn toàn dầu trong quá trình phá vỡ bể chứa - chỉ một phần nhỏ dầu nhớt sẽ bị rò rỉ ra ngoài sau khi động cơ tắt.

Xi lanh

Xylanh là một phần tử cố định khác của động cơ. Trên thực tế, đây là một lỗ có hình dạng hình học nghiêm ngặt (piston phải vừa khít với nó). Chúng cũng thuộc nhóm xi lanh-pít tông. Tuy nhiên, trong cơ cấu tay quay, các xi lanh đóng vai trò là thanh dẫn. Họ cung cấp một chuyển động được xác minh nghiêm ngặt của các piston.

Kích thước của phần tử này phụ thuộc vào đặc tính của động cơ và kích thước của piston. Các bức tường trên cùng của cấu trúc đang đối mặt với nhiệt độ tối đa có thể xảy ra trong động cơ. Ngoài ra, trong cái gọi là buồng đốt (phía trên không gian piston), sự giãn nở mạnh của khí xảy ra sau khi VTS đánh lửa.

Để ngăn chặn sự mài mòn quá mức của các thành xi lanh ở nhiệt độ cao (trong một số trường hợp có thể tăng mạnh đến 2 độ) và áp suất cao, chúng được bôi trơn. Một màng dầu mỏng hình thành giữa các vòng chữ O và hình trụ để ngăn sự tiếp xúc giữa kim loại với kim loại. Để giảm lực ma sát, bề mặt bên trong của các hình trụ được xử lý bằng một hợp chất đặc biệt và được đánh bóng ở mức độ lý tưởng (do đó, bề mặt được gọi là gương).

Có hai loại xi lanh:

• Loại khô. Các xi lanh này được sử dụng chủ yếu trong máy móc. Chúng là một phần của khối và trông giống như các lỗ được khoan trong vỏ. Để làm mát kim loại, các rãnh được tạo ra ở bên ngoài các xi lanh để lưu thông chất làm mát (vỏ động cơ đốt trong);
• Loại ướt. Trong trường hợp này, các ống trụ sẽ được chế tạo riêng biệt được lắp vào các lỗ của khối. Chúng được niêm phong đáng tin cậy để không tạo ra các rung động bổ sung trong quá trình hoạt động của thiết bị, do đó các bộ phận KShM sẽ bị hỏng quá nhanh. Lớp lót như vậy tiếp xúc với chất làm mát từ bên ngoài. Một thiết kế tương tự của động cơ sẽ dễ bị sửa chữa hơn (ví dụ, khi hình thành các vết xước sâu, ống bọc được thay đổi đơn giản, không bị mài mòn và các lỗ của khối được mài trong quá trình tạo động cơ).

Trong động cơ hình chữ V, các xi lanh thường không được đặt đối xứng so với nhau. Điều này là do một thanh kết nối phục vụ một xi lanh và nó có một vị trí riêng biệt trên trục khuỷu. Tuy nhiên, cũng có những sửa đổi với hai thanh kết nối trên một tạp chí thanh kết nối.

Khối xi lanh

Đây là phần lớn nhất của thiết kế động cơ. Một đầu xi lanh được lắp trên đỉnh của phần tử này và giữa chúng có một miếng đệm (tại sao nó lại cần thiết và cách xác định sự cố của nó, hãy đọc trong một bài đánh giá riêng).

Các khoảng nghỉ được thực hiện trong đầu xi lanh, tạo thành một khoang đặc biệt. Trong đó, hỗn hợp khí nén-nhiên liệu được đốt cháy (thường gọi là buồng đốt). Các sửa đổi đối với động cơ làm mát bằng nước sẽ được trang bị đầu với các kênh để lưu thông chất lỏng.

Khung động cơ

Tất cả các bộ phận cố định của KShM, được kết nối trong một cấu trúc, được gọi là khung. Bộ phận này nhận biết tải điện chính trong quá trình hoạt động của các bộ phận chuyển động của cơ cấu. Tùy thuộc vào cách động cơ được lắp trong khoang động cơ, khung xương cũng hấp thụ tải trọng từ thân hoặc khung. Trong quá trình chuyển động, bộ phận này cũng va chạm ảnh hưởng đến bộ truyền động và khung gầm của máy.

Để ngăn động cơ đốt trong di chuyển trong quá trình tăng tốc, phanh hoặc di chuyển, khung được bắt chặt vào bộ phận đỡ của xe. Để loại bỏ rung động ở mối nối, người ta sử dụng các giá đỡ động cơ làm bằng cao su. Hình dạng của chúng phụ thuộc vào việc sửa đổi động cơ.

Khi máy chạy trên đường không bằng phẳng, thân máy chịu ứng suất xoắn. Để ngăn động cơ chịu tải như vậy, nó thường được gắn ở ba điểm.

Tất cả các bộ phận khác của cơ chế đều có thể di chuyển được.

pít tông

Nó là một phần của nhóm piston KShM. Hình dạng của các pít-tông cũng có thể khác nhau, nhưng điểm mấu chốt là chúng được làm dưới dạng thủy tinh. Đỉnh của piston được gọi là đầu và dưới cùng được gọi là váy.

Đầu piston là phần dày nhất, vì nó chịu ứng suất nhiệt và cơ học khi nhiên liệu được đốt cháy. Mặt cuối của phần tử đó (đáy) có thể có hình dạng khác - phẳng, lồi hoặc lõm. Bộ phận này tạo thành các kích thước của buồng đốt. Các sửa đổi với các chỗ lõm có hình dạng khác nhau thường được gặp phải. Tất cả các loại bộ phận này phụ thuộc vào mô hình ICE, nguyên tắc cung cấp nhiên liệu, v.v.

Các rãnh được tạo trên các mặt của piston để lắp các vòng chữ O. Bên dưới các rãnh này có các hốc để thoát dầu từ bộ phận. Váy thường có hình bầu dục và phần chính của nó là bộ phận dẫn hướng ngăn piston không bị chêm do giãn nở nhiệt.

Để bù lại lực quán tính, các piston được làm bằng vật liệu hợp kim nhẹ. Nhờ đó, chúng có trọng lượng nhẹ. Đáy của bộ phận cũng như các thành của buồng đốt gặp nhiệt độ tối đa. Tuy nhiên, bộ phận này không được làm mát bằng chất làm mát tuần hoàn trong áo khoác. Do đó, nguyên tố nhôm có thể giãn nở mạnh.

Piston được làm mát bằng dầu để tránh hiện tượng động cơ. Trong nhiều kiểu xe ô tô, dầu bôi trơn được cung cấp tự nhiên - sương dầu lắng trên bề mặt và chảy ngược vào bể chứa. Tuy nhiên, có những động cơ mà dầu được cung cấp dưới áp suất, giúp tản nhiệt tốt hơn từ bề mặt được đốt nóng.

Vòng piston

Vòng piston thực hiện chức năng của nó tùy thuộc vào phần nào của đầu piston mà nó được lắp vào:

• Nén - trên cùng. Chúng cung cấp một vòng đệm giữa thành xi lanh và piston. Mục đích của chúng là ngăn không cho các chất khí từ khoang piston đi vào cacte. Để tạo thuận lợi cho việc lắp đặt bộ phận, một vết cắt được thực hiện trong đó;
• Gạt dầu - đảm bảo loại bỏ dầu thừa khỏi thành xi lanh, đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của dầu mỡ vào khoang piston. Các vòng này có các rãnh đặc biệt để tạo điều kiện thoát dầu đến các rãnh thoát của piston.

Đường kính của các vòng luôn lớn hơn đường kính của hình trụ. Do đó, chúng cung cấp một con dấu trong nhóm xi lanh-piston. Để ngăn khí và dầu thấm qua ổ khóa, các vòng được đặt vào vị trí của chúng với các khe lệch so với nhau.

Vật liệu làm nhẫn tùy thuộc vào ứng dụng của chúng. Vì vậy, các bộ phận nén thường được làm bằng gang có độ bền cao và hàm lượng tạp chất tối thiểu, và các bộ phận gạt dầu được làm bằng thép hợp kim cao.

Chốt piston

Bộ phận này cho phép gắn piston với thanh truyền. Nó trông giống như một ống rỗng, được đặt dưới đầu piston trong các thanh trùm và đồng thời xuyên qua lỗ trên đầu thanh truyền. Để ngăn ngón tay di chuyển, nó được cố định bằng các vòng giữ ở cả hai bên.

Sự cố định này cho phép chốt xoay tự do, làm giảm lực cản chuyển động của piston. Điều này cũng ngăn ngừa sự hình thành chỉ gia công tại điểm gắn trong piston hoặc thanh kết nối, giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ làm việc của chi tiết.

Để tránh mài mòn do lực ma sát, chi tiết được làm bằng thép. Và để có khả năng chống ứng suất nhiệt cao hơn, ban đầu nó được làm cứng.

Thanh kết nối

Thanh nối là thanh dày có các gân tăng cứng. Một mặt, nó có một đầu piston (lỗ mà chốt piston được đưa vào) và mặt khác, một đầu đan. Phần tử thứ hai có thể đóng mở để chi tiết có thể được tháo ra hoặc lắp vào nhật ký trục khuỷu. Nó có một nắp được gắn vào đầu bằng bu lông, và để ngăn chặn sự mài mòn sớm của các bộ phận, một miếng chèn có lỗ để bôi trơn được lắp vào đó.

Ống lót đầu dưới được gọi là ổ trục thanh nối. Nó được làm bằng hai tấm thép với các đường gân cong để cố định ở đầu.

Để giảm lực ma sát của phần bên trong của đầu trên, một ống lót bằng đồng được ép vào nó. Nếu nó bị mòn, toàn bộ thanh kết nối sẽ không cần phải thay thế. Ống lót có lỗ để cấp dầu cho chốt.

Có một số sửa đổi của các thanh kết nối:

• Động cơ xăng thường được trang bị thanh kết nối với đầu nối vuông góc với trục thanh truyền;
• Động cơ đốt trong điêzen có thanh nối với đầu nối xiên;
• Động cơ chữ V thường được trang bị thanh kết nối đôi. Thanh nối phụ của hàng thứ hai được cố định vào thanh chính bằng chốt theo nguyên tắc tương tự như đối với piston.

Trục khuỷu

Phần tử này bao gồm một số tay quay với sự sắp xếp bù đắp của các tạp chí thanh nối so với trục của các tạp chí chính. Đã có nhiều loại trục khuỷu khác nhau và tính năng của chúng đánh giá riêng biệt.

Mục đích của bộ phận này là biến chuyển động tịnh tiến từ piston thành chuyển động quay. Chốt tay quay được nối với đầu thanh truyền phía dưới. Có các ổ trục chính ở hai hoặc nhiều vị trí trên trục khuỷu để chống rung do quay không cân bằng của các trục khuỷu.

Hầu hết các trục khuỷu đều được trang bị đối trọng để hấp thụ lực ly tâm trên các ổ trục chính. Bộ phận này được tạo ra bằng cách đúc hoặc tiện từ một mẫu trống duy nhất trên máy tiện.

Một ròng rọc được gắn vào ngón chân của trục khuỷu, dẫn động cơ cấu phân phối khí và các thiết bị khác, chẳng hạn như máy bơm, máy phát điện và truyền động điều hòa không khí. Có một mặt bích trên chuôi. Một bánh đà được gắn vào nó.

Bánh đà

Phần hình đĩa. Các hình thức và loại bánh đà khác nhau và sự khác biệt của chúng cũng được dành cho bài báo riêng biệt... Cần khắc phục lực cản nén trong các xylanh khi piston ở hành trình nén. Đó là do quán tính của đĩa gang quay.

Một vành bánh răng được cố định ở cuối bộ phận. Bánh răng uốn cong của bộ khởi động được kết nối với nó tại thời điểm động cơ khởi động. Ở phía đối diện với mặt bích, bề mặt bánh đà tiếp xúc với đĩa ly hợp của giỏ truyền động. Lực ma sát lớn nhất giữa các phần tử này đảm bảo cho việc truyền mômen quay tới trục hộp số.

Như bạn có thể thấy, cơ cấu tay quay có cấu trúc phức tạp, do đó việc sửa chữa thiết bị phải được thực hiện độc quyền bởi các chuyên gia. Để kéo dài tuổi thọ động cơ, việc tuân thủ chế độ bảo dưỡng xe định kỳ là vô cùng quan trọng.

Ngoài ra, hãy xem video đánh giá về KShM:

Cơ cấu tay quay (KShM). Những thứ cơ bản

Câu hỏi và trả lời:

Cơ cấu tay quay gồm những bộ phận nào? Các bộ phận văn phòng phẩm: khối xylanh, đầu khối, các ống lót xylanh, các ống lót và các ổ trục chính. Các bộ phận chuyển động: piston với các vòng, chốt piston, thanh truyền, trục khuỷu và bánh đà.

Tên của phần KShM này là gì? Đây là một cơ cấu tay quay. Nó biến đổi chuyển động tịnh tiến của các piston trong xi lanh thành chuyển động quay của trục khuỷu.

Chức năng của các bộ phận cố định của KShM là gì? Các bộ phận này có nhiệm vụ dẫn hướng chính xác các bộ phận chuyển động (ví dụ, chuyển động thẳng đứng của piston) và cố định chúng để quay (ví dụ, ổ trục chính).