Mécanisme de manivelle du moteur: appareil, objectif, comment cela fonctionne

Dans les moteurs à combustion interne, il existe deux mécanismes permettant de déplacer des véhicules. C'est la distribution de gaz et la manivelle. Concentrons-nous sur le but du KShM et sa structure.

Quel est le mécanisme de manivelle du moteur

KShM signifie un ensemble de pièces de rechange qui forment une seule unité. Dans celui-ci, un mélange de carburant et d'air dans une certaine proportion brûle et libère de l'énergie. Le mécanisme se compose de deux catégories de pièces mobiles:

• Effectuer des mouvements linéaires - le piston monte / descend dans le cylindre;
• Effectuer des mouvements de rotation - le vilebrequin et les pièces installées dessus.

Un nœud qui relie les deux types de pièces est capable de convertir un type d'énergie en un autre. Lorsque le moteur fonctionne de manière autonome, la répartition des forces va du moteur à combustion interne vers le châssis. Certaines voitures permettent à l'énergie d'être redirigée des roues vers le moteur. La nécessité de cela peut survenir, par exemple, s'il est impossible de démarrer le moteur à partir de la batterie. La transmission mécanique vous permet de démarrer la voiture à partir du poussoir.

À quoi sert le mécanisme de manivelle du moteur?

KShM met en marche d'autres mécanismes, sans lesquels il serait impossible pour la voiture de rouler. Dans les véhicules électriques, le moteur électrique, grâce à l'énergie qu'il reçoit de la batterie, crée immédiatement une rotation qui va vers l'arbre de transmission.

L'inconvénient des unités électriques est qu'elles ont une faible réserve de marche. Si les principaux constructeurs de véhicules électriques ont relevé cette barre à plusieurs centaines de kilomètres, la grande majorité des automobilistes n'ont pas accès à ces véhicules en raison de leur coût élevé.

La seule solution bon marché, grâce à laquelle il est possible de parcourir de longues distances et à grande vitesse, est une voiture équipée d'un moteur à combustion interne. Il utilise l'énergie de l'explosion (ou plutôt l'expansion après celle-ci) pour mettre en mouvement les pièces du groupe cylindre-piston.

Le but du KShM est d'assurer une rotation uniforme du vilebrequin pendant le mouvement rectiligne des pistons. La rotation idéale n'a pas encore été réalisée, mais il y a des modifications aux mécanismes qui minimisent les secousses résultant des secousses soudaines des pistons. Les moteurs 12 cylindres en sont un exemple. L'angle de déplacement des manivelles en eux est minimal et l'actionnement de l'ensemble du groupe de vérins est réparti sur un plus grand nombre d'intervalles.

Le principe de fonctionnement du mécanisme à manivelle

Si vous décrivez le principe de fonctionnement de ce mécanisme, il peut être comparé au processus qui se produit en faisant du vélo. Le cycliste appuie alternativement sur les pédales, entraînant la rotation du pignon d'entraînement.

Le mouvement linéaire du piston est assuré par la combustion du BTC dans le cylindre. Lors d'une microexplosion (le HTS est fortement comprimé au moment où l'étincelle est appliquée, donc une forte poussée est formée), les gaz se dilatent, poussant la pièce vers la position la plus basse.

La bielle est reliée à une manivelle séparée sur le vilebrequin. L'inertie, ainsi qu'un processus identique dans les cylindres adjacents, garantissent la rotation du vilebrequin. Le piston ne gèle pas aux points extrêmes inférieurs et supérieurs.

Le vilebrequin rotatif est relié à un volant d'inertie auquel la surface de friction de transmission est reliée.

Après la fin de la course de la course de travail, pour l'exécution d'autres courses du moteur, le piston est déjà mis en mouvement en raison des révolutions de l'arbre du mécanisme. Cela est possible grâce à l'exécution de la course de la course de travail dans les cylindres adjacents. Pour minimiser les secousses, les tourillons de manivelle sont décalés les uns des autres (il existe des modifications avec des journaux en ligne).

Appareil KShM

Le mécanisme à manivelle comprend un grand nombre de pièces. Classiquement, ils peuvent être attribués à deux catégories: ceux qui exécutent le mouvement et ceux qui restent fixes au même endroit tout le temps. Certains effectuent différents types de mouvements (de translation ou de rotation), tandis que d'autres servent de forme sous laquelle l'accumulation de l'énergie ou du soutien nécessaire à ces éléments est assurée.

Ce sont les fonctions remplies par tous les éléments du mécanisme de manivelle.

Bloc carter

Un bloc coulé en métal durable (dans les voitures économiques - fonte, et dans les voitures plus chères - aluminium ou autre alliage). Les trous et canaux nécessaires y sont faits. Le liquide de refroidissement et l'huile moteur circulent dans les canaux. Les trous techniques permettent aux éléments clés du moteur d'être connectés en une seule structure.

Les plus gros trous sont les cylindres eux-mêmes. Des pistons y sont placés. En outre, la conception du bloc a des supports pour les roulements de support de vilebrequin. Un mécanisme de distribution de gaz est situé dans la culasse.

L'utilisation de fonte ou d'alliage d'aluminium est due au fait que cet élément doit résister à des charges mécaniques et thermiques élevées.

Dans la partie inférieure du carter se trouve un carter dans lequel l'huile s'accumule après la lubrification de tous les éléments. Pour empêcher une pression de gaz excessive de s'accumuler dans la cavité, la structure dispose de conduits de ventilation.

Il y a des voitures avec carter humide ou sec. Dans le premier cas, l'huile est collectée dans le puisard et y reste. Cet élément est un réservoir pour la collecte et le stockage de graisse. Dans le second cas, l'huile s'écoule dans le puisard, mais la pompe la pompe dans un réservoir séparé. Cette conception empêchera une perte totale d'huile en cas de panne du carter - seule une petite partie du lubrifiant s'échappera après l'arrêt du moteur.

Cylindre

Le cylindre est un autre élément fixe du moteur. En fait, il s'agit d'un trou à géométrie stricte (le piston doit parfaitement s'y insérer). Ils appartiennent également au groupe cylindre-piston. Cependant, dans le mécanisme à manivelle, les cylindres agissent comme des guides. Ils assurent un mouvement strictement vérifié des pistons.

Les dimensions de cet élément dépendent des caractéristiques du moteur et de la taille des pistons. Les parois en haut de la structure font face à la température maximale qui peut se produire dans le moteur. De plus, dans la soi-disant chambre de combustion (au-dessus de l'espace du piston), une forte expansion des gaz se produit après l'allumage du VTS.

Pour éviter une usure excessive des parois des cylindres à haute température (dans certains cas, elle peut monter brusquement jusqu'à 2 degrés) et à haute pression, elles sont lubrifiées. Une fine pellicule d'huile se forme entre les joints toriques et le cylindre pour empêcher le contact métal sur métal. Pour réduire la force de frottement, la surface intérieure des cylindres est traitée avec un composé spécial et polie à un degré idéal (par conséquent, la surface est appelée un miroir).

Il existe deux types de cylindres:

• Type sec. Ces cylindres sont principalement utilisés dans les machines. Ils font partie du bloc et ressemblent à des trous percés dans le boîtier. Pour refroidir le métal, des canaux sont réalisés à l'extérieur des cylindres pour la circulation du liquide de refroidissement (chemise de moteur à combustion interne);
• Type humide. Dans ce cas, les cylindres seront des manchons fabriqués séparément qui seront insérés dans les trous du bloc. Ils sont scellés de manière fiable afin qu'aucune vibration supplémentaire ne se forme pendant le fonctionnement de l'unité, ce qui entraînera une défaillance trop rapide des pièces KShM. Ces chemises sont en contact avec le liquide de refroidissement de l'extérieur. Une conception similaire du moteur est plus susceptible d'être réparée (par exemple, lorsque des rayures profondes se forment, le manchon est simplement changé, et non percé et les trous du bloc sont rectifiés lors de la capitalisation du moteur).

Dans les moteurs en forme de V, les cylindres ne sont souvent pas positionnés symétriquement les uns par rapport aux autres. C'est parce qu'une bielle sert un cylindre et qu'elle a une place séparée sur le vilebrequin. Cependant, il existe également des modifications avec deux bielles sur un tourillon de bielle.

Bloc cylindre

C'est la plus grande partie de la conception du moteur. Au sommet de cet élément, la culasse est installée, et entre eux se trouve un joint (pourquoi est-il nécessaire et comment déterminer son dysfonctionnement, lisez dans un examen séparé).

Des évidements sont réalisés dans la culasse, qui forment une cavité spéciale. Dans celui-ci, le mélange air comprimé-carburant est enflammé (souvent appelé chambre de combustion). Les modifications apportées aux moteurs refroidis par eau seront équipées d'une tête avec des canaux pour la circulation du fluide.

Squelette de moteur

Toutes les parties fixes du KShM, connectées en une seule structure, sont appelées le squelette. Cette partie perçoit la charge de puissance principale lors du fonctionnement des parties mobiles du mécanisme. Selon la façon dont le moteur est monté dans le compartiment moteur, le squelette absorbe également les charges de la carrosserie ou du châssis. En cours de mouvement, cette pièce se heurte également à l'influence de la transmission et du châssis de la machine.

Pour empêcher le moteur à combustion interne de bouger pendant l'accélération, le freinage ou les manœuvres, le squelette est solidement boulonné à la partie de support du véhicule. Pour éliminer les vibrations au niveau de l'articulation, des supports moteur en caoutchouc sont utilisés. Leur forme dépend de la modification du moteur.

Lorsque la machine est conduite sur des routes irrégulières, la carrosserie est soumise à une contrainte de torsion. Pour empêcher le moteur de supporter de telles charges, il est généralement fixé en trois points.

Toutes les autres parties du mécanisme sont mobiles.

piston

Il fait partie du groupe de pistons KShM. La forme des pistons peut également varier, mais l'essentiel est qu'ils sont réalisés sous la forme d'un verre. Le haut du piston s'appelle la tête et le bas s'appelle la jupe.

La tête de piston est la partie la plus épaisse, car elle subit les contraintes thermiques et mécaniques lorsque le carburant est enflammé. La face d'extrémité de cet élément (en bas) peut avoir une forme différente - plate, convexe ou concave. Cette partie forme les dimensions de la chambre de combustion. Des modifications avec des dépressions de formes diverses sont souvent rencontrées. Tous ces types de pièces dépendent du modèle ICE, du principe d'alimentation en carburant, etc.

Des rainures sont réalisées sur les côtés du piston pour l'installation des joints toriques. Au-dessous de ces rainures, il y a des évidements pour l'évacuation de l'huile de la pièce. La jupe est le plus souvent de forme ovale, et sa partie principale est un guide qui empêche le coin du piston en raison de la dilatation thermique.

Pour compenser la force d'inertie, les pistons sont en alliage léger. Grâce à cela, ils sont légers. Le fond de la pièce, ainsi que les parois de la chambre de combustion, rencontrent des températures maximales. Cependant, cette pièce n'est pas refroidie par circulation de liquide de refroidissement dans la chemise. Pour cette raison, l'élément en aluminium est soumis à une forte expansion.

Le piston est refroidi à l'huile pour éviter le grippage. Dans de nombreux modèles de voitures, la lubrification est fournie naturellement - le brouillard d'huile se dépose à la surface et retourne dans le carter. Cependant, il existe des moteurs dans lesquels l'huile est fournie sous pression, ce qui permet une meilleure dissipation thermique de la surface chauffée.

Segments de piston

Le segment de piston remplit sa fonction en fonction de la partie de la tête de piston dans laquelle il est installé:

• Compression - le plus haut. Ils assurent une étanchéité entre le cylindre et les parois du piston. Leur but est d'empêcher les gaz de l'espace du piston de pénétrer dans le carter. Pour faciliter l'installation de la pièce, une découpe y est réalisée;
• Racleur d'huile - assure l'élimination de l'excès d'huile des parois du cylindre et empêche également la pénétration de lubrifiant dans l'espace du piston. Ces anneaux ont des rainures spéciales pour faciliter le drainage de l'huile vers les rainures de drainage du piston.

Le diamètre des anneaux est toujours supérieur au diamètre du cylindre. Pour cette raison, ils fournissent une étanchéité dans le groupe cylindre-piston. Pour que ni gaz ni huile ne s'infiltrent à travers les serrures, les anneaux sont placés à leur place avec les fentes décalées les unes par rapport aux autres.

Le matériau utilisé pour fabriquer les anneaux dépend de leur application. Ainsi, les éléments de compression sont le plus souvent en fonte à haute résistance et une teneur minimale en impuretés, et les éléments de raclage d'huile sont en acier fortement allié.

Axe de piston

Cette pièce permet de fixer le piston sur la bielle. Cela ressemble à un tube creux, qui est placé sous la tête de piston dans les bossages et en même temps à travers le trou de la tête de bielle. Pour empêcher le doigt de bouger, il est fixé avec des anneaux de retenue des deux côtés.

Cette fixation permet à la goupille de tourner librement, ce qui réduit la résistance au mouvement du piston. Cela empêche également la formation d'un travail uniquement au point de fixation dans le piston ou la bielle, ce qui prolonge considérablement la durée de vie de la pièce.

Pour éviter l'usure due à la force de frottement, la pièce est en acier. Et pour une plus grande résistance aux contraintes thermiques, il est d'abord durci.

Bielle

La bielle est une tige épaisse avec des nervures de renfort. D'une part, il a une tête de piston (le trou dans lequel est inséré l'axe de piston), et d'autre part, une tête tricotée. Le deuxième élément est pliable de sorte que la pièce puisse être retirée ou installée sur le tourillon de vilebrequin. Il a un couvercle qui est fixé à la tête avec des boulons, et pour éviter une usure prématurée des pièces, un insert avec des trous pour la lubrification y est installé.

La douille de tête inférieure est appelée palier de bielle. Il est composé de deux plaques en acier avec des vrilles courbes pour la fixation dans la tête.

Pour réduire la force de frottement de la partie intérieure de la tête supérieure, une douille en bronze y est enfoncée. En cas d'usure, la bielle entière n'aura pas besoin d'être remplacée. La douille a des trous pour l'alimentation en huile de la broche.

Il existe plusieurs modifications de bielles:

• Les moteurs à essence sont le plus souvent équipés de bielles avec un connecteur de tête perpendiculaire à l'axe de la bielle;
• Les moteurs diesel à combustion interne ont des bielles avec un connecteur de tête oblique;
• Les moteurs en V sont souvent équipés de bielles doubles. La bielle secondaire de la deuxième rangée est fixée à la principale par un axe selon le même principe que le piston.

Vilebrequin

Cet élément est constitué de plusieurs manivelles avec une disposition décalée des tourillons de bielle par rapport à l'axe des tourillons principaux. Il existe déjà différents types de vilebrequins et leurs caractéristiques examen séparé.

Le but de cette partie est de convertir le mouvement de translation du piston en rotation. Le maneton est connecté à la tête de bielle inférieure. Il y a des roulements principaux à deux ou plusieurs endroits sur le vilebrequin pour éviter les vibrations causées par une rotation déséquilibrée des manivelles.

La plupart des vilebrequins sont équipés de contrepoids pour absorber les forces centrifuges sur les roulements principaux. La pièce est fabriquée par coulée ou tournée à partir d'un seul flan sur des tours.

Une poulie est attachée à la pointe du vilebrequin, qui entraîne le mécanisme de distribution de gaz et d'autres équipements, tels qu'une pompe, un générateur et un entraînement de climatisation. Il y a une bride sur la tige. Un volant d'inertie y est attaché.

Volant

Pièce en forme de disque. Les formes et les types de différents volants et leurs différences sont également consacrés à Un article distinct... Il est nécessaire de surmonter la résistance à la compression dans les cylindres lorsque le piston effectue la course de compression. Cela est dû à l'inertie du disque en fonte rotatif.

Une jante dentée est fixée à l'extrémité de la pièce. L'engrenage bendix du démarreur y est connecté au moment où le moteur démarre. Du côté opposé au flasque, la surface du volant est en contact avec le disque d'embrayage du panier de transmission. La force de frottement maximale entre ces éléments assure la transmission du couple à l'arbre de la boîte de vitesses.

Comme vous pouvez le voir, le mécanisme à manivelle a une structure complexe, en raison de laquelle la réparation de l'unité doit être effectuée exclusivement par des professionnels. Pour prolonger la durée de vie du moteur, il est extrêmement important de respecter l'entretien de routine de la voiture.

De plus, regardez une critique vidéo sur KShM:

Mécanisme à manivelle (KShM). Les bases

Questions et réponses

Quelles pièces sont incluses dans le mécanisme à manivelle ? Pièces fixes : bloc-cylindres, culasse, chemises de cylindre, chemises et paliers principaux. Pièces mobiles : piston avec segments, axe de piston, bielle, vilebrequin et volant moteur.

Quel est le nom de cette partie KShM ? Il s'agit d'un mécanisme à manivelle. Il convertit les mouvements alternatifs des pistons dans les cylindres en mouvements de rotation du vilebrequin.

Quelle est la fonction des parties fixes du KShM ? Ces pièces sont chargées de guider avec précision les pièces mobiles (par exemple, le mouvement vertical des pistons) et de les fixer solidement pour la rotation (par exemple, les paliers principaux).