엔진 크랭크 메커니즘 작동 방식

엔진의 크랭크 메커니즘은 피스톤의 왕복 운동(연료 혼합물의 연소 에너지로 인해)을 크랭크축의 회전으로 또는 그 반대로 변환합니다. 이것은 내연 기관의 기초를 형성하는 기술적으로 복잡한 메커니즘입니다. 이 기사에서는 KShM 작동의 장치와 기능을 자세히 고려할 것입니다.

창조의 역사

크랭크 사용의 첫 번째 증거는 AD 3세기, 로마 제국과 6세기 비잔티움에서 발견되었습니다. 완벽한 예는 크랭크 샤프트를 사용하는 Hierapolis의 제재소입니다. 지금의 스위스에 있는 로마의 도시 아우구스타 라우리카에서 금속 크랭크가 발견되었습니다. 어쨌든 어떤 James Packard는 1780년에 그 발명에 대한 특허를 냈지만, 그의 발명에 대한 증거는 고대에서 발견되었습니다.

KShM의 구성요소

KShM의 구성 요소는 일반적으로 가동 부품과 고정 부품으로 나뉩니다. 움직이는 부품은 다음과 같습니다.

• 피스톤 및 피스톤 링;
• 커넥팅 로드;
• 피스톤 핀;
• 크랭크 샤프트;
• 플라이휠.

KShM의 고정 부품은 베이스, 패스너 및 가이드 역할을 합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 실린더 블록;
• 실린더 헤드;
• 케이스;
• 오일 팬;
• 패스너 및 베어링.

KShM의 고정 부품

크랭크케이스와 오일팬

크랭크 케이스는 크랭크 샤프트의 베어링과 오일 통로를 포함하는 엔진의 하부입니다. 크랭크 케이스에서 커넥팅 로드가 움직이고 크랭크 샤프트가 회전합니다. 오일 팬은 엔진 오일을 저장하는 저장소입니다.

작동 중 크랭크 케이스의 바닥은 일정한 열 및 전력 부하를 받습니다. 따라서 이 부품은 강도 및 강성에 대한 특별한 요구 사항이 적용됩니다. 제조를 위해 알루미늄 또는 주철 합금이 사용됩니다.

크랭크 케이스는 실린더 블록에 부착됩니다. 그것들은 함께 본체의 주요 부분인 엔진의 프레임을 형성합니다. 실린더 자체가 블록에 있습니다. 엔진 블록의 헤드가 상단에 설치됩니다. 실린더 주변에는 액체 냉각을 위한 공동이 있습니다.

실린더의 위치 및 수

다음 유형이 현재 가장 일반적입니다.

• 인라인 XNUMX 또는 XNUMX 실린더 위치;
• 90기통 XNUMX° V 위치;
• 더 작은 각도에서 VR 모양의 위치;
• 반대 위치(피스톤은 다른 방향에서 서로를 향해 움직입니다);
• 12개의 실린더가 있는 W 위치.

간단한 인라인 배열에서 실린더와 피스톤은 크랭크축에 수직으로 일렬로 배열됩니다. 이 계획은 가장 간단하고 신뢰할 수 있습니다.

실린더 헤드

헤드는 스터드 또는 볼트로 블록에 부착됩니다. 그것은 실린더를 위에서 피스톤으로 덮고 밀폐 된 공동-연소실을 형성합니다. 블록과 헤드 사이에 개스킷이 있습니다. 실린더 헤드에는 밸브 트레인과 점화 플러그도 있습니다.

실린더

피스톤은 엔진 실린더에서 직접 움직입니다. 크기는 피스톤 스트로크와 길이에 따라 다릅니다. 실린더는 다양한 압력과 고온에서 작동합니다. 작동 중에 벽은 최대 2500°C의 온도와 일정한 마찰을 받습니다. 실린더의 재료 및 가공에도 특별한 요구 사항이 적용됩니다. 그들은 주철, 강철 또는 알루미늄 합금으로 만들어집니다. 부품의 표면은 내구성이 있을 뿐만 아니라 가공이 쉬워야 합니다.

외부 작업 표면을 거울이라고 합니다. 제한된 윤활 조건에서 마찰을 최소화하기 위해 크롬 도금 및 광택 처리가 되어 있습니다. 실린더는 블록과 함께 주조되거나 제거 가능한 슬리브 형태로 만들어집니다.

KShM의 가동부

피스톤

실린더에서 피스톤의 움직임은 공기-연료 혼합물의 연소로 인해 발생합니다. 피스톤 크라운에 작용하는 압력이 생성됩니다. 엔진 유형에 따라 모양이 다를 수 있습니다. 가솔린 엔진에서 바닥은 처음에는 평평했고 밸브용 홈이 있는 오목한 구조를 사용하기 시작했습니다. 디젤 엔진에서 공기는 연료가 아니라 연소실에서 미리 압축됩니다. 따라서 피스톤 크라운도 연소실의 일부인 오목한 모양을 갖습니다.

바닥의 ​​모양은 공기-연료 혼합물의 연소를 위한 정확한 화염을 생성하는 데 매우 중요합니다.

피스톤의 나머지 부분을 스커트라고 합니다. 이것은 실린더 내부에서 움직이는 일종의 가이드입니다. 피스톤 또는 스커트의 하부는 이동 중에 커넥팅로드와 접촉하지 않는 방식으로 만들어집니다.

피스톤의 측면에는 피스톤 링용 홈 또는 홈이 있습니다. 상단에는 XNUMX~XNUMX개의 압축 링이 있습니다. 압축을 만드는 데 필요합니다. 즉, 실린더 벽과 피스톤 사이에 가스가 침투하는 것을 방지합니다. 고리가 거울에 밀착되어 간격이 줄어듭니다. 바닥에는 오일 스크레이퍼 링용 홈이 있습니다. 연소실에 들어 가지 않도록 실린더 벽에서 과도한 오일을 제거하도록 설계되었습니다.

피스톤 링, 특히 압축 링은 일정한 하중과 고온에서 작동합니다. 생산을 위해 다공성 크롬으로 코팅된 합금 주철과 같은 고강도 재료가 사용됩니다.

피스톤 핀 및 커넥팅 로드

커넥팅 로드는 피스톤 핀으로 피스톤에 부착됩니다. 솔리드 또는 속이 빈 원통형 부품입니다. 핀은 피스톤의 구멍과 커넥팅 로드의 상부 헤드에 설치됩니다.

첨부 파일에는 두 가지 유형이 있습니다.

• 고정 맞춤;
• 떠 다니는 착륙.

가장 인기있는 것은 소위 "떠 다니는 손가락"입니다. 고정을 위해 잠금 링이 사용됩니다. 고정은 억지 끼워맞춤으로 설치됩니다. 일반적으로 히트 핏이 사용됩니다.

커넥팅 로드는 차례로 크랭크 샤프트를 피스톤에 연결하고 회전 운동을 생성합니다. 이 경우 커넥팅 로드의 왕복 운동은 숫자 XNUMX을 나타냅니다. 여러 요소로 구성됩니다.

• 막대 또는 기초;
• 피스톤 헤드(상단);
• 크랭크 헤드(하단).

마찰을 줄이고 결합 부품을 윤활하기 위해 청동 부싱이 피스톤 헤드에 눌러져 있습니다. 크랭크 헤드는 메커니즘의 조립을 보장하기 위해 접을 수 있습니다. 부품은 서로 완벽하게 일치하며 볼트와 잠금 너트로 고정됩니다. 마찰을 줄이기 위해 커넥팅 로드 베어링이 설치됩니다. 잠금 장치가 있는 두 개의 강철 라이너 형태로 만들어집니다. 오일은 오일 홈을 통해 공급됩니다. 베어링은 조인트 크기에 정확하게 맞춰져 있습니다.

일반적인 믿음과 달리 라이너는 잠금으로 인한 것이 아니라 외부 표면과 커넥팅 로드 헤드 사이의 마찰력으로 인해 회전하지 않습니다. 따라서 슬리브 베어링의 외부 부분은 조립 중에 윤활될 수 없습니다.

크랭크 샤프트

크랭크 샤프트는 설계와 생산 측면에서 복잡한 부품입니다. 토크, 압력 및 기타 하중을 받으므로 고강도 강철 또는 주철로 만들어집니다. 크랭크 샤프트는 피스톤에서 변속기 및 기타 차량 구성 요소(예: 구동 풀리)로 회전을 전달합니다.

크랭크 샤프트는 몇 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

• 토착 목;
• 커넥팅 로드 넥;
• 균형추;
• 뺨;
• 정강이;
• 플라이휠 플랜지.

크랭크 샤프트의 설계는 엔진의 실린더 수에 크게 좌우됩니다. 간단한 XNUMX기통 인라인 엔진에는 피스톤이 있는 커넥팅 로드가 장착되는 크랭크축에 XNUMX개의 커넥팅 로드 저널이 있습니다. XNUMX개의 주요 저널은 샤프트의 중심 축을 따라 위치합니다. 그들은 플레인 베어링 (라이너)의 실린더 블록 또는 크랭크 케이스의 베어링에 설치됩니다. 주요 저널은 볼트로 덮인 덮개로 위에서 닫힙니다. 연결은 U 자형을 형성합니다.

베어링 저널을 장착하기 위해 특별히 가공된 지점을 침대.

메인 및 커넥팅로드 넥은 소위 뺨으로 연결됩니다. 균형추는 과도한 진동을 완화하고 크랭크축의 부드러운 움직임을 보장합니다.

크랭크샤프트 저널은 고강도 및 정밀한 맞춤을 위해 열처리 및 광택 처리됩니다. 크랭크축은 또한 매우 정밀하게 균형을 이루고 중심에 위치하여 그에 작용하는 모든 힘을 고르게 분배합니다. 루트 넥의 중앙 영역, 지지대의 측면에 영구 반 고리가 설치됩니다. 축 방향 움직임을 보상하는 데 필요합니다.

타이밍 기어와 엔진 액세서리 구동 풀리는 크랭크 샤프트 섕크에 부착되어 있습니다.

플라이휠

샤프트 뒷면에는 플라이휠이 부착되는 플랜지가 있습니다. 이것은 거대한 디스크인 주철 부품입니다. 질량으로 인해 플라이휠은 크랭크 샤프트 작동에 필요한 관성을 생성하고 변속기에 균일한 토크 전달을 제공합니다. 플라이휠의 림에는 스타터와 연결하기 위한 기어 링(크라운)이 있습니다. 이 플라이휠은 엔진이 시동될 때 크랭크축을 회전시키고 피스톤을 구동합니다.

크랭크 메커니즘, 크랭크 샤프트의 디자인 및 모양은 수년 동안 변경되지 않았습니다. 일반적으로 무게, 관성 및 마찰을 줄이기 위해 약간의 구조적 변경만 이루어집니다.