Korbowód
korbowód silnika spalinowego składa się z „dużego końca”, „pręta” i „małego końca” (lub „małego końca”). Mały koniec mocuje się do sworznia gudgeon (zwanego również „sworzniem tłokowym” lub „sworzniem nadgarstka”), który może obracać się w tłoku. Zazwyczaj duży koniec łączy się ze sworzniem korbowym za pomocą łożyska ślizgowego w celu zmniejszenia tarcia; jednak niektóre mniejsze silniki mogą zamiast tego używać łożysk tocznych, aby uniknąć konieczności stosowania pompowanego układu smarowania.
zazwyczaj przez łożysko na dużym końcu korbowodu jest wywiercony otwór, dzięki czemu olej smarujący wypływa na wzdłużną stronę ścianki cylindra, aby smarować ruch tłoków i pierścieni tłokowych.
korbowód może obracać się na obu końcach, dzięki czemu kąt między korbowodem a tłokiem może się zmieniać, gdy pręt porusza się w górę iw dół i obraca się wokół wału korbowego.
MaterialsEdit
w seryjnie produkowanych silnikach samochodowych korbowody są najczęściej wykonane ze stali. W zastosowaniach o wysokiej wydajności można stosować korbowody „kęsów”, które są obrabiane z litego kęsa z metalu, a nie odlewane lub kute.
inne materiały obejmują stop aluminium T6-2024 lub stop aluminium T651-7075, które są używane do lekkości i zdolności pochłaniania dużych uderzeń kosztem trwałości. Tytan jest droższą opcją, która zmniejsza wagę. Żeliwo może być używane do tańszych zastosowań o niższej wydajności, takich jak skutery.
awaria podczas operacjiedit
podczas każdego obrotu wału korbowego korbowód często podlega dużym i powtarzalnym siłom: siły ścinające ze względu na kąt między tłokiem a sworzniem korbowym, siły ściskające, gdy tłok porusza się w dół, i siły rozciągające, gdy tłok porusza się w górę. Siły te są proporcjonalne do kwadratu prędkości obrotowej silnika (RPM).
awaria korbowodu, często nazywana „rzucaniem prętem”, jest jedną z najczęstszych przyczyn katastrofalnej awarii silnika w samochodach, często prowadząc złamany pręt przez bok skrzyni korbowej, a tym samym czyniąc silnik nieodwracalnym. Najczęstszymi przyczynami awarii korbowodu są awaria rozciągania spowodowana dużymi prędkościami silnika, siła uderzenia, gdy tłok uderza w zawór (z powodu problemu z układem valvetrain), awaria łożyska pręta (zwykle z powodu problemu ze smarowaniem lub nieprawidłowego montażu korbowodu.
Cylinder wearEdit
Siła boczna wywierana na tłok przez korbowód przez wał korbowy może spowodować zużycie cylindrów w kształcie owalnym. To znacznie zmniejsza wydajność silnika, ponieważ okrągłe pierścienie tłokowe nie są w stanie prawidłowo uszczelnić ścianek cylindra o owalnym kształcie.
ilość siły bocznej jest proporcjonalna do kąta korbowodu, dlatego dłuższe korbowody zmniejszą siłę boczną i zużycie silnika. Maksymalna długość korbowodu jest jednak ograniczona wielkością bloku silnika; długość skoku plus długość korbowodu nie może powodować, że tłok przesunie się poza górną część bloku silnika.
pręty Master-and-slave
w silnikach promieniowych zwykle stosuje się pręty łączące master-i-Slave, przy czym jeden tłok (górny tłok w animacji) ma pręt główny z bezpośrednim mocowaniem do wału korbowego. Pozostałe tłoki przypinają mocowania swoich korbowodów do pierścieni wokół krawędzi pręta głównego.
Silniki wielosilnikowe o wielu cylindrach, takie jak silniki V12, mają niewiele miejsca na wiele czopów korbowodu na ograniczonej długości wału korbowego. Najprostszym rozwiązaniem, stosowanym w większości silników samochodów drogowych, jest dla każdej pary cylindrów współdzielenie czopu korbowego, ale zmniejsza to Rozmiar łożysk prętów i oznacza dopasowanie (tj. przeciwnie) cylindry w różnych bankach są lekko przesunięte wzdłuż osi wału korbowego (co tworzy parę kołysającą). Innym rozwiązaniem jest zastosowanie korbowodów master-and-slave, gdzie pręt główny zawiera również jeden lub więcej sworzni pierścieniowych, które są połączone z dużymi końcami prętów podrzędnych na innych cylindrach. Wadą prętów master-slave jest to, że suwy tłoków slave będą nieco dłuższe niż tłoka master, co zwiększa wibracje w silnikach V.
jednym z najbardziej skomplikowanych przykładów korbowodów typu master-and-slave jest 24-cylindrowy eksperymentalny silnik samolotowy Junkers Jumo 222 opracowany na potrzeby II wojny światowej. Silnik ten składał się z sześciu banków cylindrów, każdy po cztery cylindry na bank. Każda „warstwa” sześciu cylindrów używała jednego głównego korbowodu, a pozostałe pięć cylindrów wykorzystywało pręty podrzędne. Zbudowano około 300 silników testowych, jednak silnik nie trafił do produkcji.
drążki do widelców i łopatekedit
pręty widełkowo-łopatkowe, znane również jako „split big-end rods”, były używane w silnikach motocyklowych V-twin i samolotach V12. Dla każdej pary cylindrów, pręt „widelec „jest dzielony na dwa na dużym końcu, a pręt” ostrze ” z przeciwległego cylindra jest rozcieńczany, aby zmieścić się w tej szczelinie w widelcu. Ten układ usuwa parę kołysania, która jest spowodowana, gdy pary cylindrów są przesunięte wzdłuż wału korbowego.
wspólny układ dla łożyska big-end polega na tym, że pręt widelca ma pojedynczą szeroką tuleję łożyskową, która rozciąga się na całą szerokość pręta, w tym centralną szczelinę. Następnie drążek ostrza biegnie nie bezpośrednio na sworzeń korbowy, ale Na Zewnątrz tej tulei. Powoduje to, że dwa pręty oscylują w przód iw tył (zamiast obracać się względem siebie), co zmniejsza siły na łożysko i prędkość powierzchni. Jednak ruch łożyska staje się posuwisto-zwrotny, a nie ciągły, co jest trudniejszym problemem dla smarowania.
godnymi uwagi silnikami stosującymi pręty widłowe i łopatkowe są silnik lotniczy Rolls-Royce Merlin V12 i różne silniki motocyklowe Harley Davidson V-twin.
Leave a Reply