Из за чего вал двигателя и колеса вращались отдельно

Механизмы двигателя

Кривошипно-шатунный механизм (далее сокращенно – КШМ) – механизм двигателя. Основным назначением КШМ является преобразование возвратно-поступательных движений поршня цилиндрической формы во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и, наоборот.

Устройство КШМ

Поршень

Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.

Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.

Шатун

Изготовленный штамповкой или кованый стальной (реже – титановый) шатун имеет шарнирные соединения. Основная роль шатуна состоит в передаче поршневого усилия к коленчатому валу. Конструкция шатуна предполагает наличие верхней и нижней головки, а также стержня с двутавровым сечением. В верхней головке и бобышках находится вращающийся (плавающий) поршневой палец, а нижняя головка – разборная, позволяя, тем самым, обеспечить тесное соединение с шейкой вала. Современная технология контролируемого раскалывания нижней головки позволяет обеспечить высокую точность соединения ее частей.

Коленчатый вал

Изготовленный из стали или чугуна высокой прочности коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками и вращающихся в подшипниках скольжения. Щеки создают противовес шатунным шейкам. Основная функция коленчатого вала состоит в восприятии усилия от шатуна для преобразования его в крутящий момент. Внутри щек и шеек вала предусмотрены отверстия для подачи под давлением масла системой смазки двигателя.

Маховик

Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид двух, упруго соединенных между собой, дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.

Блок и головка цилиндров

Блок цилиндров и головка блока цилиндров отливаются из чугуна (реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные-выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованной крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Источник

Просто о сложном: что заставляет двигатель работать?

В скольких десятках статей мы с вами, друзья, обсуждали нюансы работы двигателя внутреннего сгорания. ГРМ, форсунки, зажигание, выпуск. Но не разбирали главного: а как это всё взаимосвязано, так сказать, глобально? Как работает ДВС в принципе? За счёт чего он «крутится» и не останавливается, пока не повернёшь ключ? Вот сегодня и рассмотрим этот коренной момент. Да, в сети есть гигатонны статей на эту тему, но они, на мой взгляд, по большей части занудны и не всегда понятны. Я же попробую рассказать «на пальцах», как всегда. Ну и анимация нам в помощь.

Читайте также:  Ваз 21099 заливает свечи при запуске двигателя

Что двигается внутри?

Есть некая идеально-выточенная (до тысячных долей миллиметра) «труба». Это цилиндр (что очевидно по геометрической форме). В него очень плотно вставляется цилиндрическая же подвижная часть — это поршень. Поршень непрерывно и циклически передвигается вверх-вниз по своей «трубе», и будучи связан некой палкой на двух осях с коленчатым валом , вращает его. Палка называется шатун , и превращает возвратно-поступательное движение поршня (то есть вверх-вниз) во вращательное движение коленчатого вала (по кругу).

Наверху, над поршнями, есть два вала называемых распределительными . Они «намертво» связаны с коленчатым валом цепью или ремнём, и вращаются всегда одновременно с ним. Задача распредвалов — вовремя открывать и закрывать клапаны над поршнями. Зачем нужны клапаны? Об этом далее.

За счёт чего двигаются поршни?

Чтобы толкнуть поршень вниз — то есть, заставить его надавить на шатун и провернуть коленчатый вал (коленвал) — необходима некая сила, которая вынудит его это сделать. В случае с двигателем внутреннего сгорания, это химическая энергия горения топлива, преобразуемая в механическую энергию движения поршней и всего остального. Но я обещал просто. Итак, что происходит в цилиндрах.

1) Сначала в цилиндр (для упрощения считаем его полностью герметичным) нужно добавить то, что будет гореть. Конечно, это топливо (в нашем случае бензин). Но ни один бензин не будет гореть в безвоздушной среде. Необходим окислитель — кислород, содержащийся в воздухе. Значит, подаём в цилиндр смесь бензина и воздуха. На этом этапе у нас открыт впускной клапан , откуда эта гремучая смесь и поступает. При этом цилиндр движется вниз, буквально засасывая эту смесь через клапан (как шприц воду, или тот же воздух). Этот такт называется впуск .

Логично спросить: ну а в самом начале-то, за счёт чего поршень движется вниз, если машина была незаведённой?! Отвечаю — есть такая штука как стартер, работающий автономно, от аккумулятора. Он и заставляет мотор сделать «первый вдох» с поворотом ключа на «старт». Стартер раскручивает коленвал тупо механически, своей шестерёнкой за маховик (это такое большое чугунное колесо в торце коленвала).

2) Отлично, взрывоопасная смесь в цилиндре! Но поршень-то уже внизу, а чтобы он начал «давить» на коленвал через шатун, он должен быть наверху! Да. Поэтому, за счёт движения других цилиндров (они обычно работают парно и асинхронно: два вверху, два внизу) и за счёт инерции вращения тяжеленного маховика , поршень снова идёт вверх. При этом, впускной клапан закрывается. Получается, что поршень, двигаясь вверх, сжимает топливовоздушную смесь в цилиндре. При этом она, по всем законам физики, ещё и нагревается. Этот такт называется сжатие . Всё логично и не так сложно, не правда ли? 🙂

3) Все мы знаем о свечах зажигания . Когда поршень, дойдя до верха, максимально сжал смесь, свеча даёт электродугу (искру). Её достаточно для того, чтобы смесь воспламенилась. При этом мы помним, что так как она была неслабо сжата поршнем (скажем, в 10 раз от первоначального объёма), то и без того находилась под давлением. А учитывая что смесь ещё и горючая. В общем, взрыв, возникающий в цилиндре, вызывает резкое расширение газов . А так как на данном этапе камера сгорания герметична (все клапаны закрыты), единственный «выход» для этих газов — продавить подвижный поршень вниз. Это и есть тот момент, когда на поршень давят сгораемые газы, а поршень через шатун крутит коленвал, совершая полезную работу. Такт рабочего хода .

4) Ну и «финал-апофеоз» происходящего. Логично, что теперь продукты сгорания нужно вытолкнуть из цилиндра и повторить цикл заново. Когда поршень дошёл до нижней точки и совершил работу, он снова начинает двигаться вверх (помним, что другие поршни тоже трудятся и коленвал вращается непрерывно). Но теперь уже не сжимая заготовленную смесь, а выталкивая отработанные газы. Для этого на данном этапе открывается выпускной клапан, а далее газы поступают в выпускной тракт и на улицу, через выхлопную трубу. Вы удивитесь, но это называется такт выпуска .

Ну а далее всё снова повторяется: дойдя до верха, поршень снова бежит вниз, засасывая свежий воздух вперемешку с бензином.

Читайте также:  Чему равна работа совершаемая идеальным тепловым двигателем

А «следит» за этим делом всё тот же механизм ГРМ, который строго в нужный момент открывает и закрывает нужные клапаны (на впуск и выпуск). Подробнее об этом мы уже разговаривали здесь .
К слову, теперь понятно, почему двигатель называется четырёхтактный .

Надеюсь, кому-то будет полезно!
Всем исправных двигателей и понятной матчасти!

P.S.: Друзья, буду очень рад лайкам и подписке!

Данная статья публикуется исключительно на Я.Дзен OVER 9000

Источник

Устройство и работа механической коробки передач автомобиля

Коробка передач гарантирует, что двигатель вращается с оптимальной скоростью (не слишком медленно и не слишком быстро), одновременно обеспечивая колеса нужной мощностью, необходимой им для движения и остановки.

Элементы механической коробки передач

1- Входной вал

Входной вал тянется от двигателя. Он вращается со скоростью и мощностью двигателя.

2- Промежуточный вал

Он расположен чуть ниже выходного вала. Промежуточный вал соединяется непосредственно с входным валом с помощью шестерни с фиксированной скоростью. Если вращается входной вал, вращается и промежуточный вал с той же скоростью, что и входной вал.

Примечание: в дополнение к шестерне, которая получает мощность от входного вала, на промежуточном валу также имеется несколько шестерен, по одной для каждой из «шестерен» автомобиля, включая заднюю.

3- Выходной вал

Он проходит параллельно над промежуточным валом. Это вал, который подает мощность на остальную часть трансмиссии. Объем мощности, которую выдает выходной вал, зависит от того, какие шестерни в нем задействованы. При этом выходной вал имеет свободно вращающиеся шестерни, которые работают в нем с помощью шариковых подшипников. Скорость выходного вала определяется тем, какая из пяти передач включена или включена.

4- 1-5 передачи

Это шестерни, которые установлены на выходном валу с помощью подшипников и определяющие, в какой «шестерне» находится автомобиль. Каждая из этих шестерен постоянно зацепляется с одной из шестерен на промежуточном валу и вращается.

5- Первая передача

Самая большая, и по мере перехода к пятой передаче они постепенно уменьшаются. И поскольку первая передача больше, чем шестерня промежуточного вала, к которой она подключена, она может вращаться медленнее, чем входной вал (помните, что промежуточный вал движется с той же скоростью, что и входной вал), но доставляет больше мощности на выходной вал. По мере движения вверх передаточное число на передачах уменьшается до тех пор, пока вы не достигнете точки, в которой входной и выходной валы движутся с одинаковой скоростью и выдают одинаковое количество энергии.

6- Промежуточная шестерня

Ведущая шестерня (иногда называемая «задняя шестерня») находится между задней шестерней на выходном валу и шестерней на промежуточном валу. Механизм холостого хода позволяет вашему автомобилю ехать назад. Задняя передача — единственная передача в синхронизированной передаче, которая не всегда зацепляется или вращается с передачей промежуточного вала. Она движется только тогда, когда вы переключаете автомобиль на задний ход.

7- Синхронизатор

Современные автомобили имеют синхронизированную трансмиссию, что означает, что шестерни, которые обеспечивают мощность на выходном валу, зацепляются с шестернями на промежуточном валу и постоянно вращаются. Но вы можете подумать: «Как все пять шестерен могут постоянно включаться и вращаться, если только одна из этих шестерен передает мощность на выходной вал?»

Другая проблема, которая возникает при вращении шестерен, заключается в том, что ведущая шестерня часто вращается с другой скоростью, чем выходной вал, к которому подключена шестерня. Как синхронизировать вращение зубчатого колеса с другой скоростью и сделать это плавно?

Ответ на оба вопроса: ошейники синхронизатора.

Как упомянуто выше, шестерни 1-5 установлены на выходном валу с помощью шариковых подшипников. Это позволяет всем передачам свободно вращаться во время работы двигателя. Чтобы включить одно из этих зубчатых колес, нам необходимо надежно подключить его к выходному валу, чтобы мощность подавалась на выходной вал, а затем на остальную часть трансмиссии.

Между каждой шестерней расположены кольца, называемые воротниками синхронизатора. На трансмиссии с пятью скоростями есть воротник между 1-й и 2-й передачами, между 3-й и 4-й передачами и между 5-й и задней передачами. Всякий раз, когда вы переключаете автомобиль на передачу, воротник синхронизатора переключается на движущуюся передачу, которую вы хотите задействовать. На внешней стороне зубчатой передачи расположены конусообразные зубья. Воротник синхронизатора имеет пазы для размещения этих зубов. Благодаря специальной механике, муфта синхронизатора может подключаться к передаче с очень небольшим шумом или трением даже во время движения и синхронизировать скорость передачи с входным валом. Как только муфта синхронизатора соединена с ведущей шестерней, эта ведущая шестерня начинает передавать мощность на выходной вал.

Читайте также:  Что за двигатель у матиза бест

8- Шток переключения

Это то, что перемещает кольца синхронизатора в направлении передачи, которую вы хотите задействовать. На автомобилях с пятью скоростями есть три тяги переключения. Один конец штока переключения связан с переключением передач. При этом на другом конце тяги переключения находится вилка переключения, которая удерживает муфту синхронизатора.

9- Сцепление

Когда сцепление отключается, оно отключает поток энергии между двигателем и коробкой передач. Такое отключение питания позволяет двигателю продолжать работу, даже если остальная часть трансмиссии автомобиля не получает никакой мощности. При отключенной мощности двигателя от коробки передач переключение передач происходит намного проще и предотвращает повреждение передач. Вот почему всякий раз, когда вы переключаете передачи, вы нажимаете педаль сцепления и выключаете сцепление.

Когда сцепление включено — ваша нога отрывается от педали и мощность между двигателем и коробкой передач восстанавливается.

Как работают ручные трансмиссии?

Итак, что происходит, когда вы переключаете передачи в автомобиле?

Начнем с запуска автомобиля и переключения на вторую передачу. Когда вы заводите автомобиль с механической коробкой передач, прежде чем повернуть ключ, вы выключаете сцепление, нажимая на педаль сцепления. Это отключает поток энергии между входным валом двигателя и трансмиссией. Это позволяет вашему двигателю работать без подачи мощности на остальную часть автомобиля.

При выключенном сцеплении вы переключаете трансмиссию на первую передачу. Это вызывает сдвиг стержня в коробке передач, чтобы переместить сдвигающую вилку в сторону первой передачи, которая установлена на выходном валу.

Эта первая шестерня на выходном валу зацеплена шестерней, соединенной с промежуточным валом. Промежуточный вал соединяется с входным валом двигателя через шестерню и вращается с той же скоростью, что и входной вал двигателя.

К поворотной вилке прикреплен хомут синхронизатора. При этом ошейник синхронизатора выполняет две функции: 1) он жестко устанавливает ведущую шестерню на выходной вал, чтобы шестерня могла передавать на него мощность, и 2) он обеспечивает синхронизацию шестерни со скоростью выходного вала.

Как только муфта синхронизатора зацеплена с первой передачей, передача надежно соединяется с выходным валом.

Далее, чтобы привести автомобиль в движение, вы слегка нажимаете на газ (что создает большую мощность двигателя) и медленно снимаете ногу со сцепления (которое включает сцепление и восстанавливает мощность между двигателем и коробкой передач).

Примечание: поскольку первая передача самая большая, она заставляет выходной вал вращаться медленнее, чем входной вал двигателя, но обеспечивает большую мощность для остальной части трансмиссии. Все это происходит благодаря чудесам передаточных чисел.

Если вы все сделали правильно, машина начнет медленно двигаться.

После того, как вы завели автомобиль, вы захотите ехать быстрее. Но когда машина на первой передаче, вы не сможете ехать быстро, потому что передаточное число заставляет выходной вал вращаться с определенной скоростью. При этом, если вы зажмете педаль газа на автомобиль на первой передаче, вы заставите входной вал двигателя вращаться очень быстро, но машина не станет ехать быстрее.

Таким образом, чтобы увеличить скорость выходного вала, вам нужно переключиться на вторую передачу. Поэтому мы наступаем на сцепление, чтобы отключить питание между двигателем и самой трансмиссией и переключиться на вторую передачу. Это перемещает шток переключения, который имеет вилку переключения и манжету синхронизатора, ко второй передаче. Хомут синхронизатора синхронизирует скорость второй передачи с выходным валом и фиксирует его на выходном валу.

Выходной вал теперь может вращаться быстрее, а входной вал двигателя вращается для выработки мощности, необходимой автомобилю.

Источник

Adblock
detector