Motorkolven är en detalj som har en cylindrisk form och utför fram och återgående rörelser inuti cylindern. Det tillhör antalet detaljer som är mest karakteristiska för motorn, eftersom genomförandet av den termodynamiska processen som förekommer i DVS inträffar exakt när det är assisterat. Kolv:
- uppfattande gasstryck sänder den framväxande kraften på;
- förseglar förbränningskammaren;
- varning från hennes överväldigande värme.
Bilden ovan visar fyra takt av motorkolven.
Extrema förhållanden bestämmer materialet för tillverkning av kolvar
Kolven drivs under extrema förhållanden, karaktäristiska egenskaper Vilket är höga: tryck, tröghetsbelastningar och temperaturer. Det är därför de grundläggande kraven för materialen för tillverkning hänvisas till:
- hög mekanisk styrka;
- god värmeledningsförmåga;
- låg densitet;
- mindre linjär expansionskoefficient, antifriktionsegenskaper;
- bra korrosionsbeständighet.
Kolvar kan vara:
- licenser;
- smidda.
Kolvens konstruktionsdrag bestäms av dess syfte
De huvudsakliga förhållandena som definierar kolvens konstruktion är typen av motor och förbränningskammarens form, de särdrag som förbränningsprocessen passerar i den. Konstruktivt är kolven ett enstaka element bestående av:
- huvuden (bottnar);
- tätningsdel;
- kjolar (Guide del).
Finns det en kolv av en bensinmotor från diesel? Ytan på huvudet på kolvarna av bensin- och dieselmotorer skiljer sig konstruktivt. I bensinmotorn är huvudytan platt eller nära den. Ibland finns det spår som bidrar till den fulla öppningen av ventilerna. För kolvarna av motorer utrustade med ett system direkt injektion Bränsle (start), kännetecken för en mer komplex form. Kolvens huvud i dieselmotorn skiljer sig avsevärt från bensinen, på grund av förbränningskammaren i den angivna formen i den, är en bättre vridnings- och blandningsbildning säkerställd.
På bilden av motorens kolvsystem.
Kolvringar: Typer och komposition
Tätningsdelen av kolven innefattar kolvringar som säkerställer densiteten hos kolvanslutningen med cylindern. Tekniskt tillstånd Motorn bestäms av dess tätningsförmåga. Beroende på typen och syftet med motorn väljs antalet ringar och deras plats. Det vanligaste systemet är ett diagram över två kompression och en kolsyra ringar.
Kolvringar tillverkas huvudsakligen från ett speciellt grått höghållfast gjutjärn med:
- höga stabila styrka och elasticitetsindikatorer i driftstemperaturer under hela ringservärdesperioden;
- hög slitstyrka under intensiv friktion;
- goda antifriktionsegenskaper;
- förmågan med snabb och effektiv bearbetning till cylinderns yta.
Huvudsyftet med kompressionsringen är att hindra gasmotorn från förbränningskammaren. Speciellt stora belastningar finns på den första kompressionsringen. Därför, när man gör ringar för kolvar av någon tvångsbensin och alla dieselmotorer Installera stålinsats, vilket ökar ringens styrka och låter dig säkerställa maximal kompression. I form av kompressionsringar kan vara:
- trapezoidal;
- tbch;
- tconic.
Oljededjan är placerad på avlägsnande av överskott av olja från väggarna i cylindern och obstruktionen av dess penetrering i förbränningskammaren. Det kännetecknas av närvaron av ett flertal dräneringshål. I konstruktionerna av vissa ringar finns vår expansion.
Formen på styrdelen av kolven (annars, kjolar) kan vara en konformad eller fatformadDet låter dig kompensera för sin expansion när höga driftstemperaturer uppnår. Under deras inflytande blir kolvformen cylindrisk. Kolvens sidoyta För att minska tråden som orsakas av friktion är belagd med ett skikt av antifriktionsmaterial, för detta ändamål används grafit eller molybden-disulfid. Tack vare hålen med tidvatten som är gjorda i kolvkjolen är kolvfingeret fixerat.
En nod bestående av en kolv, kompression, olje-kedjade ringar och kolvfingret kallas en kolvgrupp. Funktionen hos anslutningen till anslutningsstången är tilldelad på ett stålkolvfinger med en rörformig form. Kraven presenteras för det:
- minimal deformation vid arbete;
- hög styrka med variabel last och slitstyrka;
- bra slagmotstånd;
- liten massa.
- fixerad i kolvbossarna, men rotera i stångens huvud;
- fixerad i stångens huvud och rotera i kolvbossarna;
- fritt roterande i kolvbussarna och i stånghuvudet.
Fingrarna installerade i det tredje alternativet kallas flytande. De är de mest populära eftersom deras slitage i längd och cirkel är obetydlig och uniform. Vid deras användning minimeras risken för störning. Dessutom är de lämpliga när de monteras.
Distraktion av överskottsvärme från kolven
Tillsammans med signifikanta mekaniska belastningar är kolven också föremål för de negativa effekterna av extremt höga temperaturer. Värme ot kolvgrupp Tilldelat:
- kylsystem från cylinderns väggar;
- kolvens inre hålighet, sedan en kolvfinger och anslutningsstång, såväl som olja som cirkulerar i smörjsystemet;
- delvis kallbränsle-luftblandning tillförs cylindrar.
- stänkolja genom ett speciellt munstycke eller ett hål i anslutningsstången;
- oljedimma i cylinderhålan;
- oljeinsprutning i ringen av ringarna, i en speciell kanal;
- cirkulation av olja i kolvhuvudet på en rörformig spole.
Video om fyrtaktsmotorn - Principen om operation:
Definition.
Kolvmotor - En av utföringsformerna av förbränningsmotorn, som arbetar genom omvandlingen av den interna energin hos det förbrusta bränslet i mekaniskt arbete Progressiv rörelse av kolv. Kolven kommer i rörelse när man expanderar arbetsvätskan i cylindern.
Vankanslutningsmekanismen omvandlar kolvens translationell rörelse i vevaxelns rotationsrörelse.
Motorns driftscykel består av en sekvens av takt av ensidiga translationella slag hos kolven. Motorerna med två och fyra klockor av arbeten är indelade.
Principen om drift av tvåtakts- och fyrtaktskolvmotorerna.
Antal cylindrar B. kolvmotorer Det kan variera beroende på konstruktionen (från 1 till 24). Motorvolymen anses vara lika med summan av volymerna hos alla cylindrar, vars kapacitet finns på arbetet. tvärsnitt på stroke av kolven.
I kolvmotorer Olika mönster på olika sätt är processen med bränsleändning:
Elektrisk urladdningsom bildas på tändningstearinljuset. Sådana motorer kan fungera både på bensin och andra typer av bränsle (naturgas).
Kramning av arbetsorganet:
I dieselmotorerjobbar på dieselbränsle Eller en gas (med 5% tillsats av dieselbränsle), luft komprimeras, och när kolven nås den maximala kompressionspunkten uppträder bränsleinsprutningen, vilka flammar från den uppvärmda luftkontakten.
Motorer kompressionsmodell. Bränsleförsörjning i dem exakt samma som i bensinmotorer. Därför behövs en särskild komposition av bränsle (med föroreningar av luft och dietyleter), såväl som noggrann justering av graden av kompression. Kompressormotorer fann deras distribution i flygplan och bilindustrin.
Kalilmotorer. Principen om deras åtgärd liknar i stor utsträckning på kompressionsmodellernas motorer, men det kostade inte utan byggfunktioner. Tändets roll i dem utförs - ett Calil-ljus, vars intensitet upprätthålls av den förbränningsbränsle på föregående takt. Bränslets sammansättning är också speciell, basen tas av metanol, nitrometan och ricinolja. Motorer används, både på bilar och på flygplan.
Kaloriseringsmotorer. I dessa motorer uppstår tändning när bränslekontakt med heta motordelar (vanligtvis - kolvens botten). Martin Gas används som bränsle. De används som körmotorer på rullande fabriker.
Bränsletyper som används i kolvmotorer:
Flytande bränsle - Dieselbränsle, bensin, alkoholer, biodiesel;
Gaza - Naturliga och biologiska gaser, flytande gaser, väte, gasformiga oljekrackningsprodukter;
Producerad i en gasgenerator från kol, torv och trä används också kolmonoxid som bränsle.
Arbete av kolvmotorer.
Motoroperationscykler Detaljer är målade i teknisk termodynamik. Olika cykliker beskrivs av olika termodynamiska cykler: Otto, dieselmotor, Atkinson eller Miller och Trinker.
Orsaker till störningar av kolvmotorer.
PDD kolvmotor.
Maximal effektivitet som lyckades komma vidare kolvmotor är 60%, dvs. Lite mindre än hälften av det förbrusta bränslet spenderas på uppvärmningen av motordelarna, och kommer också ut med värme avgaser. I detta sammanhang måste det utrusta motorkylsystemen.
Klassificering av kylsystem:
Luft s. - Ge värmeluft på grund av den ribbade yttre ytan av cylindrarna. Lögn på applicerad
bo på svaga motorer (dussintals HP), eller på kraftfulla flygmotorer, som kyls av ett snabbt luftflöde.
Flytande så - Vätskan (vatten, frostskyddsmedel eller olja) används som en kylare, som pumpar genom kylskjortan (kanaler i cylinderblockväggen) och går in i kylradiatorn där den kyls av luftflöden, naturliga eller fläktar. Sällan, men ett metallnatrium används också som kylvätska, vilket smälts från värmevärmemotorn.
Ansökan.
KolvmotorerTack vare sitt kraftområde har (1 Watt - 75 000 kW) fått mer popularitet inte bara inom bilindustrin, utan också flygplan och varvsindustrin. De används också för att driva kamp, \u200b\u200bjordbruks- och entreprenadmaskiner, elektriska generatorer, vattenpumpar, motorsågar och andra maskiner, både mobila och stationära.
De viktigaste typerna av förbränningsmotorer och ångmaskiner har en gemensam nackdel. Det är att den fram och återgående rörelsen kräver en omvandling i en rotationsrörelse. Detta orsakar i sin tur låg produktivitet, liksom ett tillräckligt högt slitage av detaljerna i mekanismen som ingår i olika typer motorer.
Ganska många människor tänkte på att skapa en sådan motor där de rörliga elementen bara roterade. Det var dock möjligt att endast lösa denna uppgift till en person. Felix Vankel - självlärd mekaniker - blev uppfinnaren av en roterande kolvmotor. För ditt liv fick den här personen ingen specialitet eller högre utbildning. Tänk på den ytterligare roterande kolvvankelmotorn.
Kort biografi av uppfinnaren
Felix Vankel föddes 1902, den 13 augusti, i den lilla staden Lar (Tyskland). I den första världens fader av den framtida uppfinnaren dog. På grund av detta måste Vankel kasta sina studier i gymnasiet och göra en säljare assistent i butiken som säljer böcker under utgivaren. Tack vare detta var han beroende av att läsa. Felix studerade specifikationer Motorer, Automotive, Mekanik självständigt. Kunskap han skrek från böcker som såldes i affären. Det antas att systemet för vankielmotorn (mer exakt, tanken på dess skapelse) besökte i en dröm. Det är inte känt, sanningen är eller inte, men det kan sägas att uppfinnaren hade enastående förmågor, en brännare för mekanik och märklig
Fördelar och nackdelar
Den konvertibla rörelsen av ett fram och återgående tecken är helt frånvarande i den roterande motorn. Tryckbildningen sker i de kamrar som skapas med hjälp av de konvexa ytorna på rotorn i den triangulära formen och olika delar av höljet. Rotationsrörrotor ger förbränning. Det kan leda till en minskning av vibrationen och öka rotationshastigheten. På grund av effektiviteten av effektiviteten, vilket beror på den roterande motorn har dimensioner mycket mindre än en konventionell kolvekvivalent effektmotor.
Den roterande motorn har en huvud av alla dess komponenter. Denna viktiga komponent kallas en triangulär rotor som utför rotationsrörelser i statoren. Alla tre toppar av rotorn, tack vare denna rotation, har en permanent anslutning med husets innervägg. Med denna kontakt bildas förbränningskammare eller tre volymer av sluten typ med gas. När rotationsrotorrörelser inträffar i fallet ändras volymen av alla tre bildade förbränningskamrar hela tiden, påminner om verkan av en konventionell pump. Alla tre sidoytor av rotorn arbetar som en kolv.
Inuti rotorn är ett litet redskap med yttre tänder, som är fäst vid huset. Ett redskap som är mer i diameter är anslutet till det här fasta växeln, vilket ställer in rubriken för rotationsrotorrörelser inuti huset. Tänder i större växel interna.
Av den anledningen att, tillsammans med utgångsaxeln, är rotorn associerad excentrisk, sker axelns rotation som handtaget kommer att rotera vevaxeln. Utgångsaxeln kommer att göra omsättningen tre gånger för var och en av rotorns revolutioner.
Den roterande motorn har en sådan fördel som en liten massa. Den roterande motorns mest grundläggande motor har liten storlek och massa. I det här fallet blir hanteringen och egenskaperna hos en sådan motor bättre. Det visar sig mindre vikt på grund av det faktum att behovet av vevaxel, stavar och kolvar är helt enkelt frånvarande.
Den roterande motorn har sådana dimensioner som är mycket mindre konventionell motor lämplig effekt. På grund av den mindre motorstorleken blir hanteringen mycket bättre, liksom att maskinen själv blir rymligare, både för passagerare och för föraren.
Alla delar av rotationsmotorn utförs kontinuerliga rotationsrörelser i samma riktning. Förändringen i deras rörelse uppstår precis som i kolvarna i den traditionella motorn. Roterande motorer är internt balanserade. Detta leder till en minskning av nivån av vibrationer i sig. Den roterande motorns kraft verkar mycket mjukare och jämnt.
Vankelmotorn har en konvex speciell rotor med tre ansikten, som kan kallas sitt hjärta. Denna rotor utför rotationsmotioner inuti statorens cylindriska yta. Mazda Rotary-motorn är världens första roterande motor, som var utformad speciellt för produktion av seriell natur. Denna utveckling gjordes tidigt 1963.
Vad är RPD?
I den klassiska fyrtaktsmotorn används samma cylinder för olika operationer - injektion, kompression, förbränning och frisättning.I rotationsmotorn utförs varje process i ett separat fack i kameran. Effekten är inte mycket annorlunda än cylinderns separation med fyra fack för var och en av operationerna.
I kolvmotorn uppträder trycket under förbränningen av blandningen medför att kolvarna rör sig framåt och bakåt i sina cylindrar. Rullar I. vevaxel Konverterar denna tryckning i rotation, som är nödvändig för bilens rörelse.
I rotormotor Det finns ingen rätlinjig rörelse som det skulle vara nödvändigt att översätta till rotation. Trycket är utformat i ett av kammarens fack som tvingar rotorn rotera, det minskar vibrationen och ökar motorens potentiella storlek. Som ett resultat, stor effektivitet och mindre storlekar vid samma kraft som den konventionella kolvmotorn.
Hur fungerar RPD?
Kolvens funktion i RAP utförs av rotorns stipendier, som omvandlar effekten av trycket i gaserna till den excentriska axelns rotationsrörelse. Rotorrörelsen i förhållande till statorn (ytterväska) är anordnad av ett par kugghjul, varav en är fast fixerad på rotorn och den andra på statorens laterala lock. Växeln är fixerad på motorhuset. Med henne rullar rotorns redskap från kugghjulet runt det.
Axeln roterar i lagren placerade på huset och har en cylindrisk excentrisk på vilken rotorn roterar. Interaktionen av dessa kugghjul säkerställer rotorns ändamålsenlig rörelse i förhållande till huset, vilket resulterar i vilket tre brutna växlande volymkameror bildas. Växelförhållandet mellan kugghjulet 2: 3, så i en omsättning av den excentriska axelrotorn återgår till 120 grader, och för den fullständiga omsättningen hos rotorn i var och en av kamrarna finns en fullständig fyrtaktscykel. 
Gasutbyte regleras av rotorns topp när den passerar genom inlopps- och avgasfönstret. Denna design möjliggör en 4-taktscykel utan användning av en speciell gasdistributionsmekanism.
Tätningen av kamrarna tillhandahålls av radiella och ändtätningsplattor, pressade mot cylindern med centrifugalkrafter, gastryck och tejpfjädrar. Vridmomentet erhålles som ett resultat av gaskrafternas funktion genom rotorn på excentriska av axeln av blandningsbildningen, inflammation, smörjning, kylning, lansering - är fundamentalt samma som den konventionella kolvens förbränningsmotor
Motsvarande
I teorin i rap används flera sorter av blandningformation: externt och internt, baserat på flytande, fasta, gasformiga bränslen.
När det gäller fasta bränslen är det värt att notera att de initialt förgasas i gasgeneratorer, eftersom de leder till förhöjd askbildning i cylindrarna. Därför fick gasformiga och flytande bränslen större fördelning i praktiken.
Mekanismen för bildning av blandningen i vankelmotorer kommer att bero på vilken typ av bränsle som används.
Vid användning av gasformigt bränsle uppträder dess blandning med luft i ett speciellt fack vid ingången till motorn. Bränsleblandning Cylindrarna går in i den färdiga formen.
Från flytande bränsle framställs blandningen enligt följande:
- Luften blandas med flytande bränsle innan de kommer in i cylindrarna, där den brännbara blandningen kommer.
- I motorcylindrarna kommer det flytande bränslet och luften separat och blanda dem inuti cylindern. Arbetsblandningen erhålles genom att de kontaktar dem med kvarvarande gaser.
Följaktligen kan bränsle- och luftblandningen framställas utanför cylindrarna eller inuti dem. Från detta finns en separation av motorer med intern eller extern bildning av blandningen.
Tekniska egenskaper hos en roterande kolvmotor
| parametrar | VAZ-4132. | VAZ-415. |
| antal avsnitt | 2 | 2 |
| Motorkammare Volym, CCM | 1,308 | 1,308 |
| kompressionsförhållande | 9,4 | 9,4 |
| Nominell effekt, kw (hp) / min-1 | 103 (140) / 6000 | 103 (140) / 6000 |
| Maximalt vridmoment, n * m (kgf * m) / min-1 | 186 (19) / 4500 | 186 (19) / 4500 |
| Den minsta frekvensen av den excentriska axeln på tomgångmin-1 | 1000 | 900 |
|
Motormassa, kg |
||
|
Övergripande dimensioner, mm |
||
|
Oljekonsumtion i% av bränsleförbrukningen |
||
|
Motorns resurs till först översyn, tusen km |
||
|
syfte |
VAZ-21059/21079 |
VAZ-2108/2109/21099/2115/2110 |
modellerna produceras
|
motor RPD |
Accelerationstid 0-100, sek |
Maximal hastighet, km \\ h |
|
Effektivitet av roterande kolvdesign
Trots antalet brister har studierna visat att den allmänna Effektiv motorn Vankel är ganska hög i moderna standarder. Dess värde är 40-45%. För jämförelse är kolvmotorerna för den interna förbränningen av effektiviteten 25%, i moderna Turbo-dieselmotorer - ca 40%. Den högsta effektiviteten i kolvdieselmotorer är 50%. Hittills fortsätter forskare att hitta reserver för att förbättra motorens effektivitet.
Den slutliga effektiviteten hos motoroperationen består av tre huvuddelar:
Studier på detta område visar att endast 75% brandfarliga brännskador i sin helhet. Man tror att detta problem löses genom att separera förbränningen och expansionen av gaser. Det är nödvändigt att ge arrangemang av speciella kamrar under optimala förhållanden. Förbränningen bör ske i en sluten volym, med förbehåll för ökande temperaturindikatorer och tryck, expansionsprocessen ska ske vid lågtemperaturindikatorer.
- Effektiviteten är mekanisk (kännetecknar arbetet, vars resultat var bildandet av huvudaxeln som sändes till momentkonsumenten).
Omkring 10% av motoroperationen spenderas på att få hjälpnoderna och mekanismerna. Du kan korrigera denna felning genom att göra ändringar i motordonen: när det huvudsakliga rörliga arbetet inte rör den fasta kroppen. Det permanenta vridmomentet bör vara närvarande i hela arbetsledningen.
- Termisk effekt (indikator som speglar mängden termisk energi som bildas av förbränningsförbränning, omvandla till användbart arbete).
I praktiken förstörs 65% av den resulterande termiska energin med förbrukade gaser i en yttre miljö. Ett antal studier visade att det är möjligt att öka termiska effektivitetsindikatorer när motorns konstruktion kan tillåta förbränning av ett bränsle i den värmeisolerade kammaren så att de maximala temperaturindikatorerna uppnås och i slutet minskade denna temperatur till minimivärdena Genom att slå på ångfasen.
Rotary-kolv vankielmotor
