Motorkurbelmechanismus: Gerät, Zweck, wie es funktioniert
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Motorkurbelmechanismus: Gerät, Zweck, wie es funktioniert

Bei Verbrennungsmotoren gibt es zwei Mechanismen, die das Bewegen von Fahrzeugen ermöglichen. Es ist Gasverteilung und Kurbel. Konzentrieren wir uns auf den Zweck des KShM und seine Struktur.

Was ist der Motorkurbelmechanismus?

KShM bedeutet einen Satz Ersatzteile, die eine Einheit bilden. Darin verbrennt und setzt ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft in einem bestimmten Verhältnis Energie frei. Der Mechanismus besteht aus zwei Kategorien beweglicher Teile:

  • Lineare Bewegungen ausführen - der Kolben bewegt sich im Zylinder auf / ab;
  • Drehbewegungen ausführen - die Kurbelwelle und die darauf installierten Teile.
Motorkurbelmechanismus: Gerät, Zweck, wie es funktioniert

Ein Knoten, der beide Arten von Teilen verbindet, kann eine Art von Energie in eine andere umwandeln. Wenn der Motor autonom arbeitet, geht die Kraftverteilung vom Verbrennungsmotor zum Fahrgestell. Bei einigen Autos kann Energie von den Rädern zurück zum Motor geleitet werden. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn der Motor nicht über die Batterie gestartet werden kann. Mit dem mechanischen Getriebe können Sie das Auto vom Drücker aus starten.

Wofür ist der Motorkurbelmechanismus?

KShM setzt andere Mechanismen in Gang, ohne die das Auto nicht fahren kann. In Elektrofahrzeugen erzeugt der Elektromotor dank der Energie, die er von der Batterie erhält, sofort eine Drehung, die zur Getriebewelle geht.

Der Nachteil von elektrischen Einheiten ist, dass sie eine kleine Gangreserve haben. Obwohl die führenden Hersteller von Elektrofahrzeugen diese Messlatte auf mehrere hundert Kilometer angehoben haben, hat die überwiegende Mehrheit der Autofahrer aufgrund ihrer hohen Kosten keinen Zugang zu solchen Fahrzeugen.

Motorkurbelmechanismus: Gerät, Zweck, wie es funktioniert

Die einzige billige Lösung, mit der lange Strecken und hohe Geschwindigkeiten zurückgelegt werden können, ist ein Auto mit Verbrennungsmotor. Es nutzt die Energie der Explosion (oder vielmehr die Expansion danach), um die Teile der Zylinder-Kolben-Gruppe in Bewegung zu setzen.

Der Zweck des KShM besteht darin, eine gleichmäßige Drehung der Kurbelwelle während der geradlinigen Bewegung der Kolben sicherzustellen. Eine ideale Drehung wurde noch nicht erreicht, aber es gibt Modifikationen an den Mechanismen, die Rucke minimieren, die durch plötzliche Stöße der Kolben entstehen. Ein Beispiel hierfür sind 12-Zylinder-Motoren. Der Verschiebungswinkel der Kurbeln in ihnen ist minimal und die Betätigung der gesamten Zylindergruppe ist über eine größere Anzahl von Intervallen verteilt.

Das Funktionsprinzip des Kurbelmechanismus

Wenn Sie das Funktionsprinzip dieses Mechanismus beschreiben, kann es mit dem Vorgang verglichen werden, der beim Fahrradfahren auftritt. Der Radfahrer tritt abwechselnd auf die Pedale und treibt das Antriebskettenrad in Rotation.

Die lineare Bewegung des Kolbens wird durch die Verbrennung des BTC im Zylinder bereitgestellt. Während einer Mikroexplosion (das HTS wird zum Zeitpunkt des Anlegens des Funkens stark komprimiert, wodurch ein scharfer Druck entsteht) dehnen sich die Gase aus und drücken das Teil in die niedrigste Position.

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Die Pleuelstange ist mit einer separaten Kurbel an der Kurbelwelle verbunden. Die Trägheit sowie ein identischer Vorgang in benachbarten Zylindern sorgen dafür, dass sich die Kurbelwelle dreht. Der Kolben gefriert nicht an den äußersten unteren und oberen Punkten.

Die rotierende Kurbelwelle ist mit einem Schwungrad verbunden, mit dem die Getriebereibfläche verbunden ist.

Nach dem Ende des Arbeitshubs ist der Kolben für die Ausführung anderer Hübe des Motors aufgrund der Umdrehungen der Mechanismuswelle bereits in Bewegung gesetzt. Es ist aufgrund der Ausführung des Hubs des Arbeitshubs in benachbarten Zylindern möglich. Um ein Ruckeln zu minimieren, sind die Kurbelzapfen gegeneinander versetzt (es gibt Modifikationen bei Inline-Zapfen).

KShM-Gerät

Der Kurbelmechanismus enthält eine große Anzahl von Teilen. Herkömmlicherweise können sie zwei Kategorien zugeordnet werden: denen, die die Bewegung ausführen, und denen, die die ganze Zeit an einem Ort fixiert bleiben. Einige führen verschiedene Arten von Bewegungen aus (translatorisch oder rotatorisch), während andere als eine Form dienen, in der die Akkumulation der notwendigen Energie oder Unterstützung für diese Elemente sichergestellt ist.

Motorkurbelmechanismus: Gerät, Zweck, wie es funktioniert

Dies sind die Funktionen, die von allen Elementen des Kurbelmechanismus ausgeführt werden.

Kurbelgehäuse blockieren

Ein Block aus haltbarem Metall (in preisgünstigen Autos - Gusseisen und in teureren Autos - Aluminium oder einer anderen Legierung). Die notwendigen Löcher und Kanäle sind darin gemacht. Kühlmittel und Motoröl zirkulieren durch die Kanäle. Durch technische Löcher können die Schlüsselelemente des Motors zu einer Struktur verbunden werden.

Die größten Löcher sind die Zylinder selbst. In sie sind Kolben eingelegt. Das Blockdesign hat auch Stützen für die Kurbelwellenstützlager. Ein Gasverteilungsmechanismus befindet sich im Zylinderkopf.

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Die Verwendung von Gusseisen oder Aluminiumlegierungen beruht auf der Tatsache, dass dieses Element hohen mechanischen und thermischen Belastungen standhalten muss.

Im unteren Teil des Kurbelgehäuses befindet sich eine Ölwanne, in der sich nach dem Schmieren aller Elemente Öl ansammelt. Um zu verhindern, dass sich im Hohlraum ein übermäßiger Gasdruck aufbaut, verfügt die Struktur über Lüftungskanäle.

Es gibt Autos mit nassem oder trockenem Sumpf. Im ersten Fall wird das Öl im Sumpf gesammelt und verbleibt darin. Dieses Element ist ein Reservoir zum Sammeln und Lagern von Fett. Im zweiten Fall fließt das Öl in die Ölwanne, die Pumpe pumpt es jedoch in einen separaten Tank. Diese Konstruktion verhindert einen vollständigen Ölverlust bei einem Sumpfausfall - nach dem Abstellen des Motors tritt nur ein kleiner Teil des Schmiermittels aus.

Zylinder

Der Zylinder ist ein weiteres festes Element des Motors. Tatsächlich ist dies ein Loch mit einer strengen Geometrie (der Kolben muss perfekt hineinpassen). Sie gehören auch zur Zylinder-Kolben-Gruppe. Beim Kurbelmechanismus wirken die Zylinder jedoch als Führungen. Sie sorgen für eine streng überprüfte Bewegung der Kolben.

Die Abmessungen dieses Elements hängen von den Eigenschaften des Motors und der Größe der Kolben ab. Die Wände an der Oberseite der Struktur sind der maximalen Temperatur zugewandt, die im Motor auftreten kann. Auch in der sogenannten Brennkammer (oberhalb des Kolbenraums) kommt es nach dem Zünden des VTS zu einer starken Ausdehnung der Gase.

Um einen übermäßigen Verschleiß der Zylinderwände bei hohen Temperaturen (in einigen Fällen kann sie bis zu 2 Grad stark ansteigen) und hohem Druck zu vermeiden, werden sie geschmiert. Zwischen den O-Ringen und dem Zylinder bildet sich ein dünner Ölfilm, um einen Metall-Metall-Kontakt zu verhindern. Um die Reibungskraft zu verringern, wird die Innenfläche der Zylinder mit einer speziellen Verbindung behandelt und ideal poliert (daher wird die Oberfläche als Spiegel bezeichnet).

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Es gibt zwei Arten von Zylindern:

  • Trockener Typ. Diese Zylinder werden hauptsächlich in Maschinen eingesetzt. Sie sind Teil des Blocks und sehen aus wie Löcher, die in das Gehäuse gebohrt wurden. Zur Kühlung des Metalls sind an der Außenseite der Zylinder Kanäle für die Zirkulation des Kühlmittels (Verbrennungsmotormantel) vorgesehen.
  • Nasser Typ. In diesem Fall werden die Zylinder separat aus Hülsen hergestellt, die in die Löcher des Blocks eingeführt werden. Sie sind zuverlässig abgedichtet, damit sich während des Betriebs des Geräts keine zusätzlichen Vibrationen bilden, wodurch die KShM-Teile zu schnell ausfallen. Solche Auskleidungen kommen von außen mit dem Kühlmittel in Kontakt. Ein ähnliches Design des Motors ist anfälliger für Reparaturen (wenn beispielsweise tiefe Kratzer gebildet werden, wird die Hülse einfach gewechselt und nicht gebohrt, und die Löcher des Blocks werden während der Motorkapitalisierung geschliffen).

Bei V-förmigen Motoren sind die Zylinder häufig nicht symmetrisch zueinander positioniert. Dies liegt daran, dass eine Pleuelstange einen Zylinder bedient und einen separaten Platz auf der Kurbelwelle hat. Es gibt jedoch auch Modifikationen mit zwei Pleueln an einem Pleuelzapfen.

Zylinderblock

Dies ist der größte Teil des Motordesigns. Oben auf diesem Element ist ein Zylinderkopf installiert, und zwischen ihnen befindet sich eine Dichtung (warum wird sie benötigt und wie kann die Fehlfunktion festgestellt werden?) in einer separaten Überprüfung).

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Im Zylinderkopf sind Aussparungen angebracht, die einen speziellen Hohlraum bilden. Darin wird das Druckluft-Kraftstoff-Gemisch gezündet (oft als Brennkammer bezeichnet). Änderungen an wassergekühlten Motoren werden mit einem Kopf mit Kanälen für die Flüssigkeitszirkulation ausgestattet.

Motorskelett

Alle festen Teile des KShM, die in einer Struktur verbunden sind, werden als Skelett bezeichnet. Dieser Teil nimmt die Hauptlast während des Betriebs der beweglichen Teile des Mechanismus wahr. Je nachdem, wie der Motor im Motorraum montiert ist, nimmt das Skelett auch Lasten von der Karosserie oder dem Rahmen auf. Während des Bewegungsvorgangs kollidiert dieser Teil auch mit dem Einfluss des Getriebes und des Fahrgestells der Maschine.

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Um zu verhindern, dass sich der Verbrennungsmotor während des Beschleunigens, Abbremsens oder Manövrierens bewegt, ist der Rahmen fest mit dem tragenden Teil des Fahrzeugs verschraubt. Um Vibrationen am Gelenk zu vermeiden, werden Motorlager aus Gummi verwendet. Ihre Form hängt von der Modifikation des Motors ab.

Wenn die Maschine auf einer unebenen Straße gefahren wird, ist die Karosserie einer Torsionsspannung ausgesetzt. Um zu verhindern, dass der Motor solche Lasten aufnimmt, wird er normalerweise an drei Punkten angebracht.

Alle anderen Teile des Mechanismus sind beweglich.

Kolben

Es ist Teil der KShM-Kolbengruppe. Die Form der Kolben kann ebenfalls variieren, aber der entscheidende Punkt ist, dass sie in Form eines Glases hergestellt werden. Die Oberseite des Kolbens wird als Kopf und die Unterseite als Schürze bezeichnet.

Der Kolbenkopf ist der dickste Teil, da er die thermische und mechanische Belastung aufnimmt, wenn der Kraftstoff gezündet wird. Das Ende dieses Elements (unten) kann verschiedene Formen haben - flach, konvex oder konkav. Dieser Teil bildet die Abmessungen der Brennkammer. Modifikationen mit Vertiefungen verschiedener Formen sind häufig anzutreffen. Alle diese Arten von Teilen hängen vom ICE-Modell, dem Prinzip der Kraftstoffversorgung usw. ab.

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An den Seiten des Kolbens sind Nuten zum Einbau von O-Ringen vorgesehen. Unterhalb dieser Nuten befinden sich Aussparungen für die Ölableitung aus dem Teil. Die Schürze hat meistens eine ovale Form und ihr Hauptteil ist eine Führung, die den Kolbenkeil infolge der Wärmeausdehnung verhindert.

Um die Trägheitskraft auszugleichen, bestehen die Kolben aus Leichtmetallwerkstoffen. Aus diesem Grund sind sie leicht. Der Boden des Teils sowie die Wände der Brennkammer sind maximalen Temperaturen ausgesetzt. Dieser Teil wird jedoch nicht durch zirkulierendes Kühlmittel im Mantel gekühlt. Aus diesem Grund unterliegt das Aluminiumelement einer starken Ausdehnung.

Der Kolben ist ölgekühlt, um ein Festfressen zu verhindern. Bei vielen Automodellen erfolgt die Schmierung auf natürliche Weise - der Ölnebel setzt sich auf der Oberfläche ab und fließt zurück in den Sumpf. Es gibt jedoch Motoren, bei denen Öl unter Druck zugeführt wird, um eine bessere Wärmeableitung von der beheizten Oberfläche zu gewährleisten.

Kolbenringe

Der Kolbenring erfüllt seine Funktion in Abhängigkeit davon, in welchem ​​Teil des Kolbenkopfs er eingebaut ist:

  • Kompression - die oberste. Sie dichten zwischen Zylinder- und Kolbenwand ab. Sie sollen verhindern, dass Gase aus dem Kolbenraum in das Kurbelgehäuse gelangen. Um die Installation des Teils zu erleichtern, wird ein Schnitt in das Teil gemacht;
  • Ölschaber - Stellen Sie sicher, dass überschüssiges Öl von den Zylinderwänden entfernt wird, und verhindern Sie auch das Eindringen von Schmiermittel in den Kolbenraum. Diese Ringe haben spezielle Nuten, um das Abfließen von Öl zu den Kolbenablassnuten zu erleichtern.
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Der Durchmesser der Ringe ist immer größer als der Durchmesser des Zylinders. Aufgrund dessen sorgen sie für eine Abdichtung in der Zylinder-Kolben-Gruppe. Damit weder Gase noch Öl durch die Schlösser sickern, werden die Ringe an ihren Stellen platziert, wobei die Schlitze relativ zueinander versetzt sind.

Das zur Herstellung der Ringe verwendete Material hängt von ihrer Anwendung ab. Daher bestehen Kompressionselemente meist aus hochfestem Gusseisen und einem minimalen Gehalt an Verunreinigungen, und Ölabstreiferelemente bestehen aus hochlegiertem Stahl.

Kolbenbolzen

Mit diesem Teil kann der Kolben an der Pleuelstange befestigt werden. Es sieht aus wie ein Hohlrohr, das unter dem Kolbenkopf in den Vorsprüngen und gleichzeitig durch das Loch im Pleuelkopf platziert wird. Um zu verhindern, dass sich der Finger bewegt, wird er auf beiden Seiten mit Sicherungsringen befestigt.

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Durch diese Befestigung kann sich der Stift frei drehen, wodurch der Widerstand gegen Kolbenbewegungen verringert wird. Dies verhindert auch die Bildung eines Trainings nur am Befestigungspunkt im Kolben oder in der Pleuelstange, was die Lebensdauer des Teils erheblich verlängert.

Um Verschleiß durch Reibungskraft zu vermeiden, besteht das Teil aus Stahl. Und für eine größere Beständigkeit gegen thermische Beanspruchung wird es zunächst gehärtet.

Kumpel

Die Pleuelstange ist eine dicke Stange mit Versteifungsrippen. Zum einen hat es einen Kolbenkopf (das Loch, in das der Kolbenbolzen eingesetzt wird) und zum anderen einen Strickkopf. Das zweite Element ist zusammenklappbar, so dass das Teil entfernt oder auf dem Kurbelwellen-Kurbelzapfen installiert werden kann. Es hat eine Abdeckung, die mit Schrauben am Kopf befestigt ist. Um vorzeitigen Verschleiß der Teile zu vermeiden, ist ein Einsatz mit Löchern zur Schmierung eingebaut.

Die untere Kopfbuchse wird als Pleuellager bezeichnet. Es besteht aus zwei Stahlplatten mit gebogenen Ranken zur Fixierung im Kopf.

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Um die Reibungskraft des inneren Teils des oberen Kopfes zu verringern, wird eine Bronzebuchse hineingedrückt. Wenn es abgenutzt ist, muss nicht die gesamte Pleuelstange ersetzt werden. Die Buchse hat Löcher für die Ölversorgung des Stifts.

Es gibt verschiedene Modifikationen von Pleueln:

  • Benzinmotoren sind meist mit Pleueln mit einem Kopfverbinder im rechten Winkel zur Pleuelachse ausgestattet;
  • Diesel-Verbrennungsmotoren haben Pleuel mit einem schrägen Kopfverbinder;
  • V-Motoren sind häufig mit zwei Pleueln ausgestattet. Die sekundäre Pleuelstange der zweiten Reihe wird mit einem Stift nach dem gleichen Prinzip wie der Kolben an der Hauptstange befestigt.

Kurbelwelle

Dieses Element besteht aus mehreren Kurbeln mit einer versetzten Anordnung der Pleuelzapfen relativ zur Achse der Hauptzapfen. Es gibt bereits verschiedene Arten von Kurbelwellen und deren Eigenschaften separate Überprüfung.

Der Zweck dieses Teils besteht darin, die Translationsbewegung vom Kolben in eine Rotation umzuwandeln. Der Kurbelzapfen ist mit dem unteren Pleuelkopf verbunden. An zwei oder mehr Stellen der Kurbelwelle befinden sich Hauptlager, um Vibrationen aufgrund einer unausgeglichenen Drehung der Kurbeln zu vermeiden.

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Die meisten Kurbelwellen sind mit Gegengewichten ausgestattet, um die auf die Hauptlager einwirkenden Fliehkräfte aufzunehmen. Das Teil wird durch Gießen oder Drehen von einem einzelnen Rohling auf Drehmaschinen hergestellt.

An der Spitze der Kurbelwelle ist eine Riemenscheibe angebracht, die den Gasverteilungsmechanismus und andere Geräte wie eine Pumpe, einen Generator und einen Klimaanlagenantrieb antreibt. Am Schaft befindet sich ein Flansch. Ein Schwungrad ist daran befestigt.

Schwungrad

Scheibenförmiges Teil. Die Formen und Typen verschiedener Schwungräder und ihre Unterschiede sind ebenfalls gewidmet Ein separater Artikel... Es ist erforderlich, den Kompressionswiderstand in den Zylindern zu überwinden, wenn der Kolben den Kompressionshub ausführt. Dies ist auf die Trägheit der rotierenden Gusseisenscheibe zurückzuführen.

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Am Ende des Teils ist ein Zahnkranz befestigt. Das Anlasserzahnrad ist zum Zeitpunkt des Motorstarts daran angeschlossen. Auf der dem Flansch gegenüberliegenden Seite berührt die Schwungradoberfläche die Kupplungsscheibe des Getriebekorbs. Die maximale Reibungskraft zwischen diesen Elementen gewährleistet die Übertragung des Drehmoments auf die Getriebewelle.

Wie Sie sehen, hat der Kurbelmechanismus eine komplexe Struktur, weshalb die Reparatur des Geräts ausschließlich von Fachleuten durchgeführt werden muss. Um die Lebensdauer des Motors zu verlängern, ist es äußerst wichtig, die routinemäßige Wartung des Fahrzeugs einzuhalten.

Sehen Sie sich außerdem ein Video über KShM an:

Kurbelmechanismus (KShM). Die Grundlagen

Fragen und Antworten:

Welche Teile sind im Kurbeltrieb enthalten? Stationäre Teile: Zylinderblock, Blockkopf, Zylinderlaufbuchsen, Laufbuchsen und Hauptlager. Bewegliche Teile: Kolben mit Ringen, Kolbenbolzen, Pleuel, Kurbelwelle und Schwungrad.

Wie heißt dieses KShM-Teil? Dies ist ein Kurbelmechanismus. Es wandelt die Hubbewegungen der Kolben in den Zylindern in Drehbewegungen der Kurbelwelle um.

Welche Funktion haben die festen Teile des KShM? Diese Teile sind dafür verantwortlich, bewegliche Teile (z. B. vertikale Bewegung von Kolben) genau zu führen und drehfest zu fixieren (z. B. Hauptlager).

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