Mecanismo de manivela del motor: dispositivo, propósito, cómo funciona
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En los motores de combustión interna, existen dos mecanismos que permiten mover vehículos. Es distribución de gas y manivela. Centrémonos en el propósito del KShM y su estructura.
¿Qué es el mecanismo de manivela del motor?
KShM significa un conjunto de repuestos que forman una sola unidad. En él, una mezcla de combustible y aire en cierta proporción quema y libera energía. El mecanismo consta de dos categorías de piezas móviles:
- Realización de movimientos lineales: el pistón se mueve hacia arriba / hacia abajo en el cilindro;
- Realización de movimientos de rotación: el cigüeñal y las piezas instaladas en él.
Un nodo que conecta ambos tipos de partes es capaz de convertir un tipo de energía en otro. Cuando el motor funciona de forma autónoma, la distribución de fuerzas va desde el motor de combustión interna al chasis. Algunos coches permiten que la energía se redirija de las ruedas al motor. La necesidad de esto puede surgir, por ejemplo, si es imposible arrancar el motor con la batería. La transmisión mecánica le permite arrancar el automóvil desde el empujador.
¿Para qué sirve el mecanismo de arranque del motor?
KShM pone en marcha otros mecanismos, sin los cuales sería imposible que el coche marchara. En los vehículos eléctricos, el motor eléctrico, gracias a la energía que recibe de la batería, crea inmediatamente una rotación que va hacia el eje de transmisión.
La desventaja de las unidades eléctricas es que tienen una pequeña reserva de energía. Aunque los principales fabricantes de vehículos eléctricos han elevado este listón a varios cientos de kilómetros, la gran mayoría de los automovilistas no tiene acceso a este tipo de vehículos debido a su elevado coste.
La única solución económica, gracias a la cual es posible viajar largas distancias y a alta velocidad, es un automóvil equipado con un motor de combustión interna. Utiliza la energía de la explosión (o más bien la expansión posterior) para poner en movimiento las partes del grupo cilindro-pistón.
El propósito del KShM es garantizar una rotación uniforme del cigüeñal durante el movimiento rectilíneo de los pistones. Aún no se ha logrado la rotación ideal, pero hay modificaciones en los mecanismos que minimizan las sacudidas resultantes de las sacudidas repentinas de los pistones. Los motores de 12 cilindros son un ejemplo de esto. El ángulo de desplazamiento de las manivelas en ellos es mínimo y el accionamiento de todo el grupo de cilindros se distribuye en un mayor número de intervalos.
El principio de funcionamiento del mecanismo de manivela.
Si describe el principio de funcionamiento de este mecanismo, se puede comparar con el proceso que se produce al andar en bicicleta. El ciclista presiona alternativamente los pedales, haciendo girar la rueda dentada motriz.
El movimiento lineal del pistón es proporcionado por la combustión del BTC en el cilindro. Durante una microexplosión (el HTS está fuertemente comprimido en el momento en que se aplica la chispa, por lo tanto, se forma un empujón brusco), los gases se expanden, empujando la pieza a la posición más baja.
La biela está conectada a una manivela separada en el cigüeñal. La inercia, así como un proceso idéntico en cilindros adyacentes, asegura que el cigüeñal gire. El pistón no se congela en los puntos extremos superior e inferior.
El cigüeñal giratorio está conectado a un volante al que está conectada la superficie de fricción de la transmisión.
Después del final de la carrera de la carrera de trabajo, para la ejecución de otras carreras del motor, el pistón ya está puesto en movimiento debido a las revoluciones del eje del mecanismo. Es posible debido a la ejecución de la carrera de la carrera de trabajo en cilindros adyacentes. Para minimizar las sacudidas, los muñones de la manivela están desplazados entre sí (hay modificaciones con los muñones en línea).
Dispositivo KShM
El mecanismo de manivela incluye una gran cantidad de piezas. Convencionalmente, se pueden atribuir a dos categorías: los que realizan el movimiento y los que permanecen fijos en un lugar todo el tiempo. Algunos realizan diversos tipos de movimientos (traslacionales o rotacionales), mientras que otros sirven como una forma en la que se asegura la acumulación de la energía necesaria o el apoyo de estos elementos.
Estas son las funciones que realizan todos los elementos del mecanismo de manivela.
Bloque de cárter
Un bloque de metal duradero (en automóviles económicos, hierro fundido, y en automóviles más caros, aluminio u otra aleación). En él se hacen los agujeros y canales necesarios. El refrigerante y el aceite del motor circulan por los canales. Los orificios técnicos permiten que los elementos clave del motor se conecten en una estructura.
Los agujeros más grandes son los propios cilindros. En ellos se colocan pistones. Además, el diseño del bloque tiene soportes para los cojinetes de soporte del cigüeñal. Un mecanismo de distribución de gas está ubicado en la culata.
El uso de fundición o aleación de aluminio se debe a que este elemento debe soportar elevadas cargas mecánicas y térmicas.
En la parte inferior del cárter hay un cárter en el que se acumula el aceite una vez que se han lubricado todos los elementos. Para evitar que se acumule una presión de gas excesiva en la cavidad, la estructura tiene conductos de ventilación.
Hay coches con cárter húmedo o seco. En el primer caso, el aceite se recoge en el cárter y permanece en él. Este elemento es un depósito para la recolección y almacenamiento de grasa. En el segundo caso, el aceite fluye hacia el sumidero, pero la bomba lo bombea hacia un tanque separado. Este diseño evitará una pérdida completa de aceite en caso de avería del cárter; solo una pequeña parte del lubricante se escapará después de apagar el motor.
Cilindro
El cilindro es otro elemento fijo del motor. De hecho, este es un agujero con una geometría estricta (el pistón debe encajar perfectamente en él). También pertenecen al grupo cilindro-pistón. Sin embargo, en el mecanismo de manivela, los cilindros actúan como guías. Proporcionan un movimiento estrictamente verificado de los pistones.
Las dimensiones de este elemento dependen de las características del motor y del tamaño de los pistones. Las paredes en la parte superior de la estructura se enfrentan a la temperatura máxima que puede ocurrir en el motor. Además, en la llamada cámara de combustión (sobre el espacio del pistón), se produce una fuerte expansión de los gases después del encendido del VTS.
Para evitar un desgaste excesivo de las paredes del cilindro a altas temperaturas (en algunos casos puede subir bruscamente hasta los 2 grados) y alta presión, se lubrican. Se forma una fina película de aceite entre las juntas tóricas y el cilindro para evitar el contacto de metal con metal. Para reducir la fuerza de fricción, la superficie interior de los cilindros se trata con un compuesto especial y se pule en un grado ideal (por lo tanto, la superficie se llama espejo).
Hay dos tipos de cilindros:
- Tipo seco. Estos cilindros se utilizan principalmente en máquinas. Son parte del bloque y parecen agujeros hechos en el estuche. Para enfriar el metal, se hacen canales en el exterior de los cilindros para la circulación del refrigerante (camisa del motor de combustión interna);
- Tipo húmedo. En este caso, los cilindros serán manguitos hechos por separado que se insertan en los orificios del bloque. Están sellados de manera confiable para que no se formen vibraciones adicionales durante el funcionamiento de la unidad, por lo que las piezas KShM fallarán demasiado rápido. Dichos revestimientos están en contacto con el refrigerante desde el exterior. Un diseño similar del motor es más susceptible de reparación (por ejemplo, cuando se forman rasguños profundos, el manguito simplemente se cambia y no se perfora y los orificios del bloque se rectifican durante la capitalización del motor).
En los motores en forma de V, los cilindros a menudo no están colocados simétricamente entre sí. Esto se debe a que una biela sirve a un cilindro y tiene un lugar separado en el cigüeñal. Sin embargo, también hay modificaciones con dos bielas en un muñón de biela.
Bloque de cilindro
Ésta es la mayor parte del diseño del motor. En la parte superior de este elemento, se instala la culata, y entre ellos hay una junta (por qué es necesaria y cómo determinar su mal funcionamiento, lea en una revisión separada).
Se hacen huecos en la culata, que forman una cavidad especial. En él, se enciende la mezcla de aire comprimido y combustible (a menudo llamada cámara de combustión). Las modificaciones a los motores refrigerados por agua estarán equipados con un cabezal con canales para la circulación de fluidos.
Esqueleto del motor
Todas las partes fijas del KShM, conectadas en una estructura, se denominan esqueleto. Esta parte percibe la carga de potencia principal durante el funcionamiento de las partes móviles del mecanismo. Dependiendo de cómo esté montado el motor en el compartimiento del motor, el esqueleto también absorbe cargas de la carrocería o el bastidor. En el proceso de movimiento, esta parte también choca con la influencia de la transmisión y el chasis de la máquina.
Para evitar que el motor de combustión interna se mueva durante la aceleración, el frenado o las maniobras, el bastidor está firmemente atornillado a la parte de soporte del vehículo. Para eliminar las vibraciones en la articulación, se utilizan soportes de motor de goma. Su forma depende de la modificación del motor.
Cuando la máquina se conduce por una carretera irregular, la carrocería está sujeta a esfuerzos de torsión. Para evitar que el motor absorba tales cargas, generalmente se conecta en tres puntos.
Todas las demás partes del mecanismo son móviles.
Pistón
Forma parte del grupo de pistones KShM. La forma de los pistones también puede variar, pero el punto clave es que están hechos en forma de vidrio. La parte superior del pistón se llama cabeza y la parte inferior se llama falda.
La cabeza del pistón es la parte más gruesa, ya que absorbe la tensión térmica y mecánica cuando se enciende el combustible. La cara final de ese elemento (parte inferior) puede tener diferentes formas: plana, convexa o cóncava. Esta parte forma las dimensiones de la cámara de combustión. A menudo se encuentran modificaciones con depresiones de diversas formas. Todos estos tipos de piezas dependen del modelo ICE, el principio de suministro de combustible, etc.
Se hacen ranuras en los lados del pistón para la instalación de juntas tóricas. Debajo de estas ranuras hay rebajes para el drenaje de aceite de la pieza. El faldón suele ser de forma ovalada y su parte principal es una guía que evita la cuña del pistón como resultado de la expansión térmica.
Para compensar la fuerza de inercia, los pistones están hechos de materiales de aleación ligera. Esto los hace ligeros. El fondo de la pieza, así como las paredes de la cámara de combustión, encuentran temperaturas máximas. Sin embargo, esta parte no se enfría mediante la circulación de refrigerante en la camisa. Debido a esto, el elemento de aluminio está sujeto a una fuerte expansión.
El pistón está enfriado por aceite para evitar agarrotamientos. En muchos modelos de automóviles, la lubricación se suministra de forma natural: la neblina de aceite se deposita en la superficie y fluye de regreso al cárter. Sin embargo, hay motores en los que se suministra aceite a presión, lo que proporciona una mejor disipación del calor de la superficie calentada.
Anillos de pistón
El segmento de pistón realiza su función en función de en qué parte de la cabeza del pistón esté instalado:
- Compresión: la más alta. Proporcionan un sello entre el cilindro y las paredes del pistón. Su propósito es evitar que los gases del espacio del pistón ingresen al cárter. Para facilitar la instalación de la pieza, se realiza un corte en ella;
- Raspador de aceite: asegure la eliminación del exceso de aceite de las paredes del cilindro y también evite la penetración de lubricante en el espacio superior del pistón. Estos anillos tienen ranuras especiales para facilitar el drenaje de aceite a las ranuras de drenaje del pistón.
El diámetro de los anillos es siempre mayor que el diámetro del cilindro. Debido a esto, proporcionan un sello en el grupo cilindro-pistón. Para que ni los gases ni el aceite se filtren a través de las cerraduras, los anillos se colocan en su lugar con las ranuras desplazadas entre sí.
El material utilizado para hacer los anillos depende de su aplicación. Por lo tanto, los elementos de compresión suelen estar hechos de hierro fundido de alta resistencia y un contenido mínimo de impurezas, y los elementos raspadores de aceite están hechos de acero de alta aleación.
Pasador del pistón
Esta pieza permite que el pistón se fije a la biela. Parece un tubo hueco, que se coloca debajo de la cabeza del pistón en los resaltes y al mismo tiempo a través del orificio en la cabeza de la biela. Para evitar que el dedo se mueva, se fija con anillos de retención en ambos lados.
Esta fijación permite que el pasador gire libremente, lo que reduce la resistencia al movimiento del pistón. Esto también evita la formación de un trabajo solo en el punto de unión en el pistón o biela, lo que prolonga significativamente la vida útil de la pieza.
Para evitar el desgaste debido a la fuerza de fricción, la pieza está hecha de acero. Y para una mayor resistencia al estrés térmico, inicialmente está endurecido.
Biela
La biela es una varilla gruesa con nervaduras de refuerzo. Por un lado, tiene una cabeza de pistón (el orificio en el que se inserta el pasador del pistón) y, por otro, una cabeza de punto. El segundo elemento es plegable para que la pieza se pueda quitar o instalar en el muñón del cigüeñal. Tiene una tapa que se fija al cabezal con pernos, y para evitar el desgaste prematuro de las piezas, se instala en ella un inserto con orificios para la lubricación.
El buje de la cabeza inferior se llama cojinete de biela. Está formado por dos placas de acero con zarcillos curvos para su fijación en la cabeza.
Para reducir la fuerza de fricción de la parte interior del cabezal superior, se presiona un buje de bronce en él. Si está desgastado, no será necesario reemplazar toda la biela. El buje tiene orificios para el suministro de aceite al pasador.
Hay varias modificaciones de bielas:
- Los motores de gasolina suelen estar equipados con bielas con un conector de cabeza en ángulo recto con el eje de la biela;
- Los motores diésel de combustión interna tienen bielas con un conector de cabeza oblicua;
- Los motores en V a menudo están equipados con bielas gemelas. La biela secundaria de la segunda fila se fija a la principal con un pasador según el mismo principio que el pistón.
Cigüeñal
Este elemento consta de varias manivelas con una disposición desplazada de los muñones de las bielas con respecto al eje de los muñones principales. Ya existen diferentes tipos de cigüeñales y sus características revisión separada.
El propósito de esta parte es convertir el movimiento de traslación del pistón en rotacional. El pasador del cigüeñal está conectado a la cabeza de la biela inferior. Hay cojinetes principales en dos o más lugares del cigüeñal para evitar la vibración causada por la rotación desequilibrada de las manivelas.
La mayoría de los cigüeñales están equipados con contrapesos para absorber las fuerzas centrífugas que actúan sobre los cojinetes principales. La pieza se fabrica mediante fundición o tornos torneados a partir de una única pieza en bruto.
Una polea está unida a la punta del cigüeñal, que impulsa el mecanismo de distribución de gas y otros equipos, como una bomba, un generador y un sistema de aire acondicionado. Hay una brida en el vástago. Se le adjunta un volante.
Volante
Pieza en forma de disco. Las formas y tipos de diferentes volantes y sus diferencias también se dedican a Un artículo separado... Es necesario superar la resistencia a la compresión en los cilindros cuando el pistón está en la carrera de compresión. Esto se debe a la inercia del disco de hierro fundido giratorio.
Una rueda dentada se fija al final de la pieza. El engranaje Bendix de arranque está conectado a él en el momento en que arranca el motor. En el lado opuesto a la brida, la superficie del volante está en contacto con el disco de embrague de la canasta de transmisión. La fuerza de fricción máxima entre estos elementos asegura la transmisión de par al eje de la caja de cambios.
Como puede ver, el mecanismo de manivela tiene una estructura compleja, por lo que la reparación de la unidad debe ser realizada exclusivamente por profesionales. Para extender la vida útil del motor, es extremadamente importante cumplir con el mantenimiento de rutina del automóvil.
Además, mire una reseña en video sobre KShM:
Preguntas y respuestas
¿Qué partes están incluidas en el mecanismo de manivela? Partes estacionarias: bloque de cilindros, culata, camisas de cilindros, camisas y cojinetes principales. Partes móviles: pistón con aros, pasador de pistón, biela, cigüeñal y volante.
¿Cómo se llama esta pieza de KShM? Este es un mecanismo de manivela. Convierte los movimientos alternativos de los pistones en los cilindros en movimientos de rotación del cigüeñal.
¿Cuál es la función de las partes fijas del KShM? Estas piezas son responsables de guiar con precisión las piezas móviles (por ejemplo, el movimiento vertical de los pistones) y fijarlas de forma segura para la rotación (por ejemplo, los cojinetes principales).
