piątek, 6 kwietnia 2012

Silniki spalinowe: cz.1 "Korbowód"


Korbowód
Źródło: http://piaseczno.suzuki.pl

    Musi być prawdziwym "twardzielem", jednocześnie dbać o figurę i smukłą sylwetkę, no i rzecz jasna nie może pozwolić sobie na nadwagę. Do tego niesamowicie zwrotny
i szybki... ehhh ideał westchnęłyby kobiety.
O kim mowa? Oczywiście o korbowodzie. Zapraszam do zapoznania się z pierwszym artykułem z serii o silnikach spalinowych,
 na temat korbowodów.   



    Zaczynamy dzisiaj nową serię artykułów, oczywiście pozostałe działy nadal będą uzupełniane. Jednak z pewnością odczuć można tutaj brak jakże ważnego tematu silników spalinowych. Na początku zagłębimy się w podstawowe elementy charakterystyczne dla większości silników samochodowych. Poznamy zasadę działania różnego typu silników, jak również mam nadzieje uda nam się przyjrzeć układom niezbędnym do prawidłowej pracy silników.


Co to jest korbowód?

    Korbowód jest elementem łączącym tłok z wałem korbowym silnika. Jest on silnie obciążony, ponieważ musi przenieść siły nacisku działające na tłok, powstające w wyniku spalania mieszanki, na wał korbowy. Poza tym, aby efektywnie wykorzystać energię ze spalania mieszanki musi on zamienić ruch posuwisto - zwrotny tłoka, na ruch obrotowy wału korbowego. Jeżeli przyjrzeć się dokładnie obciążeniom działającym na korbowód, okazuje się, że musi być on odporny zarówno na ściskanie, wyboczenie, rozciąganie i zginanie. Z tego powodu korbowód musi być konstrukcją sztywną, jednak nie może być ciężki, z powodu występujących sił bezwładności, związane z jego ruchem. Trzeba wiedzieć, że tłok ciągle przyśpiesza i hamuje, poruszając się w górę i w dół. W końcu aby zmienić kierunek ruchu prędkość musi być równa 0. Jest tak w górnym i dolnym maksymalnym położeniu tłoka.


Budowa korbowodu.

    Chciałbym przedstawić teraz materiał wideo prezentujący budowę typowego korbowodu. W następnej kolejności zajmiemy się zagadnieniami konstrukcji korbowodów i materiałów z jakich powstają. Zapraszam do obejrzenia!





Materiały konstrukcyjne korbowodów.


Korbowody z tytanu
Źródło: http://linnesgarage.com  
    
    Ze względu na wymagania stawiane korbowodom, najczęściej do ich produkcji używa się stali węglowych lub stopowych z dodatkami pierwiastków poprawiających własności wytrzymałościowe. Korbowody takie odkuwa się w foremnikach wraz z pokrywą stopy lub bez niej. Innym materiałem jest żeliwo sferoidalne, w tym przypadku są one odlewane. Korbowody mogą być również spiekane z proszków. W samochodach sportowych stosuje się korbowody tytanowe.


                                      Konstrukcja korbowodów.

    1.   Głowa korbowodu:

    Najczęściej spotykanym rozwiązaniem jest zastosowanie pływającego sworznia tłokowego. Polega to na ciasnym pasowaniu, (czyli połączeniu na "wcisk"), głowy korbowodu z tuleją wykonaną z brązu. Kolejno rozwierca się taką tuleje, aby otrzymać odpowiedni otwór na sworzeń tłokowy.

Klasyczna głowa korbowodu
Źródło: Jan A. Wajand, Jan T. Wajand
"Tłokowe silniki spalinowe"
Głowa korbowodu z kanałem olejowym
Źródło: Jan A. Wajand, Jan T. Wajand
"Tłokowe silniki spalinowe"

    2.   Trzon korbowodu

    Trzon wykonywany jest powszechnie w formie dwuteownika. Przekrój taki nie tylko pozwala na zaoszczędzenie materiału, tym samym zmniejszenie masy korbowodu do czego dążymy, ale jest również korzystny ze względów wytrzymałościowych.

Trzon w kształcie dwuteownika
Źródło: Jan A. Wajand, Jan T. Wajand
"Tłokowe silniki spalinowe"
Trzon z kanałem olejowym
Źródło: Jan A. Wajand, Jan T. Wajand
"Tłokowe silniki spalinowe"

    Ważną wielkością jest długość trzonu korbowodu. Pomimo niektórych korzyści ze zwiększenia długości trzonu, m.in. takich jak poprawienie współczynnika napełnienia, w praktyce dąży się jednak do zaprojektowania możliwie krótkiego korbowodu.




    3.   Stopa korbowodu

    Przy projektowaniu stopu dąży się do tego, aby tłok wraz z korbowodem ( bez pokrywy stopy) można było zdemontować przez cylinder. Dlatego też spotyka się stopy dzielone poziomo i skośnie.


Korbowód ze stopą dzieloną poziomo
Źródło: Jan A. Wajand, Jan T. Wajand
"Tłokowe silniki spalinowe"
Korbowód ze stopą dzieloną skośnie
Źródło: Jan A. Wajand, Jan T. Wajand
"Tłokowe silniki spalinowe"

    Niezmiernie ważna jest sztywność zarówno stopy jak i jej pokrywy, a także napięcie specjalnych śrub technologicznych korbowodu, gdyż może to skutkować zatarciami na zewnętrznej powierzchni panewki.
 
    Połączenie otworu w stopie i panewki jest połączeniem ciasnym, docisk śrub korbowodowych oraz specjalne zabezpieczenia zapobiegają przed jej obrotem i przesunięciem osiowym.
 
    Nie można pominąć kwestii ułożyskowania korbowodu, czyli panewki, która jest niczym innym jak łożyskiem ślizgowym. Ten typ łożyska jest uzasadniony z wielu względów, m.in. posiada zdolność do przenoszenia dużych obciążeń, jest trwałe, zajmuje mało miejsca i jest lekkie. Jak wszystko w życiu tak i to rozwiązanie ma swoje wady, najpoważniejszą z nich jest konieczność bardzo dobrego smarowania.   Dlatego też w silnikach dwusuwowych gdzie smarowanie odbywa się poprzez olej zawarty w mieszance, stosuje się łożyska walcowe lub też igiełkowe, które nie wymagają aż tak dobrego i intensywnego smarowania.



Łożysko igiełkowe
Źródło: www.auto-truck3.pl
Łożysko ślizgowe 
Źródło: www.nbbreeze.en.made-in-china.com

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz