Bilim.techО проекте

Ищет по всем темам: названиям, разбору формул и терминам.

Например:

    Кривошипно-шатунный механизм

    Как поршень, который ходит вверх-вниз, крутит вал? Разбери механизм четырехцилиндрового двигателя на поршни, кольца, шатуны и коленвал и посмотри, почему цилиндры работают в порядке 1-3-4-2.

    01 Что это такое

    Шатун превращает ход поршня во вращение вала, а кривошипы через 180° дают рабочий ход каждые пол-оборота.

    Газы давят на поршень, поршень через палец толкает шатун, а шатун проворачивает коленчатый вал за шатунную шейку, как нога велосипедиста крутит педаль. За два оборота вала каждый поршень проходит четыре такта: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Толкает вал только рабочий ход, остальные такты поршень проходит за счет маховика и соседних цилиндров.

    Цикл занимает два оборота вала, 720°, поэтому у четырех цилиндров вспышки идут через 720 / 4 = 180°. Для этого кривошипы 1 и 4 цилиндров смотрят в одну сторону, а 2 и 3 в другую. Наверх поршни приходят парами: в одном цилиндре пары начинается рабочий ход, в другом кончается выпуск. Поэтому вспышки чередуются между крайней и средней парой, чаще всего в порядке 1-3-4-2. Два поршня всегда идут вверх, а два вниз, и их силы инерции почти гасят друг друга. Почему не до конца, разобрано в теме «Кривошипно-шатунный механизм: силы и уравновешивание».

    ВМТ и НМТ
    Верхняя и нижняя мертвые точки. Крайние положения поршня, где он на миг останавливается. Путь между ними называется ходом поршня.
    S = 2R
    Ход поршня. Равен двум радиусам кривошипа, то есть двум расстояниям от оси вала до оси шатунной шейки.
    1-3-4-2
    Порядок работы цилиндров. При тех же кривошипах бывает и 1-2-4-3: это решает распредвал. Первым обычно считают цилиндр на конце, противоположном маховику.
    02 Модель
    Крути, разбирай, нажимай на детали. 3D-МОДЕЛЬ · 7 ДЕТАЛЕЙ
    ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

    Как четыре поршня крутят один вал

    Рис. 3D.17
    Крути пальцем или мышью, приближай двумя пальцами или колесикомНажми на деталь
    ВИД

    Источник модели«4 Cylinder Engine», автор devkrsm, Sketchfab. Лицензия CC BY 4.0. Модель перекрашена, детали объединены и названы по-русски, сетка упрощена и сжата, добавлены разборка и описание деталей.

    03 Детали по одной

    Что делает каждая деталь

    Нажми «Показать на модели»: деталь подсветится, а остальные станут полупрозрачными.

    1. 01

      Коленчатый вал

      Зачем. Собирает толчки всех поршней в одно вращение. В двигателе он лежит в блоке на коренных шейках, на четырех шатунных шейках висят шатуны, противовесы уравновешивают кривошипы. Блока, головки и маховика на модели нет, чтобы был виден сам механизм.

      Из чего. Кованая сталь или высокопрочный чугун. Шейки закаливают и шлифуют, внутри сверлят каналы для масла от коренных шеек к шатунным.

      Износ. Износ и задиры шеек от грязного масла, усталостные трещины там, где шейка переходит в щеку. Изношенный вал шлифуют под ремонтный размер.

    2. 02

      Поршни, 4 шт.

      Зачем. Принимают давление газов и передают его через палец на шатун. Нижней частью, юбкой, поршень скользит по цилиндру и держит боковую силу от наклонного шатуна.

      Из чего. Алюминиевый сплав с кремнием: легкий и хорошо отводит тепло. В тяжелых дизелях бывают стальные поршни, снизу их охлаждает струя масла.

      Износ. Задиры юбки при перегреве или нехватке масла, прогар днища от плохого распыла топлива, разбитые канавки колец.

    3. 03

      Поршневые кольца, 12 шт.

      Зачем. Пружинят и прижимаются к стенке цилиндра. На каждом поршне три кольца: два верхних не пускают газы в картер, нижнее, маслосъемное, снимает со стенки лишнее масло.

      Из чего. Чугун или сталь с твердым покрытием, например хромом. Замки колец при сборке разводят в разные стороны.

      Износ. Износ и залегание в канавке от нагара. Растет расход масла, из сапуна идут газы, падает компрессия.

    4. 04

      Поршневые пальцы

      Зачем. Шарнир между поршнем и шатуном. Палец проходит через бобышки поршня и верхнюю головку шатуна, от выпадения его обычно держат стопорные кольца.

      Из чего. Стальная трубка с закаленной и отполированной поверхностью. Полый палец легче, а значит, меньше сила инерции.

      Износ. Износ пальца и втулки шатуна: звонкий металлический стук, лучше слышный при резкой смене оборотов.

    5. 05

      Шатуны

      Зачем. Связывают поршни с коленвалом. В рабочем ходе шатун сжат силой газов, а в конце выпуска его растягивает сила инерции поршня.

      Из чего. Кованая сталь, сечение двутавром: шатун легкий и жесткий. В верхнюю головку обычно запрессована бронзовая втулка, в нижнюю ставят вкладыши.

      Износ. Изгиб от гидроудара, когда в цилиндр попала вода или антифриз, износ втулки. Шатуны одного двигателя подбирают по массе.

    6. 06

      Крышки шатунов

      Зачем. Охватывают шатунную шейку снизу. Между шейкой и шатуном с крышкой стоят вкладыши: вал их почти не касается и плавает на масляном клине.

      Из чего. Та же сталь, что у шатуна. Крышку обрабатывают вместе со своим шатуном, поэтому крышки не путают местами.

      Износ. Мягкий слой вкладышей стирается, зазор растет, падает давление масла, появляется глухой стук.

    7. 07

      Шатунные болты и гайки

      Зачем. Стягивают шатун с крышкой. В конце выпуска сила инерции поршня тянет крышку прочь от шатуна, и всю эту силу держат два болта.

      Из чего. Высокопрочная легированная сталь, затяжка строго по моменту или по углу поворота.

      Износ. Вытянутый болт теряет затяжку и может оборваться, тогда шатун пробивает блок. Поэтому шатунные болты часто ставят только новые.

    04 Где стоит и как ломается

    Где стоит

    Как ломается и как это заметить

    Темы сайта про этот узел

    Источник модели«4 Cylinder Engine», автор devkrsm, Sketchfab. Лицензия CC BY 4.0. Модель перекрашена, детали объединены и названы по-русски, сетка упрощена и сжата, добавлены разборка и описание деталей.

    Еще в направлении «3D-модели»

    Все темы направления «3D-модели» →