Características estructurales del motor.
Según los diferentes combustibles que utiliza el motor, los motores se dividen en dos categorías: motores de gasolina y motores diésel.
1. Motor de gasolina
Tamaño pequeño, peso ligero, precio económico; buen rendimiento de arranque, alta velocidad a máxima potencia; baja vibración y ruido durante el funcionamiento; , especialmente los coches de alta velocidad. Debido a la limitación de la detonación, la relación de compresión de los motores de gasolina no puede ser demasiado alta y la eficiencia térmica y la economía no son tan buenas como las de los motores diésel.
La mezcla de los motores de gasolina se forma principalmente en el paso del aire y luego ingresa al cilindro. A medida que la compresión se acerca al final, la bujía la enciende. El conductor usa el pedal del acelerador para controlar la cantidad de aire mezclado en el cilindro para controlar la carga del motor. Este es el llamado ajuste de volumen. El sistema de suministro de combustible y el sistema de encendido de un motor de gasolina son componentes con una alta tasa de fallas. Los componentes nocivos como el monóxido de carbono, los clorofluorocarbonos y los óxidos de nitrógeno en las emisiones de escape de los motores de gasolina son mayores que los de los motores diésel. Sin embargo, con el uso de dispositivos de purificación de gases de escape, como los sistemas de inyección de combustible controlados electrónicamente, este aspecto se ha reducido. mejorado mucho. Además, las características de par del motor de gasolina son muy adecuadas para el uso en automóviles y pueden reducir significativamente la intensidad del trabajo del conductor.
2. Motor diésel
En comparación con los motores de gasolina, los motores diésel son más grandes, más pesados, más caros y tienen un rendimiento de arranque deficiente (especialmente a bajas temperaturas). La vibración y el ruido son fuertes cuando se trabaja; es probable que se emita humo negro cuando se sobrecarga. Los motores diésel se utilizan principalmente en vehículos medianos y pesados. Las características de los motores diésel son:
1) La relación de compresión de los motores diésel es muy alta porque no está restringida por la deflagración y satisface las necesidades de la combustión espontánea del diésel. La eficiencia térmica y la economía son mejores que las de los motores de gasolina.
2) En las mismas condiciones de potencia, el motor diésel tiene un gran par y baja velocidad a máxima potencia, lo que lo hace adecuado para camiones.
3) La mezcla del motor diésel se forma en el cilindro y no hay válvula de mariposa en la entrada de aire, por lo que la resistencia a la entrada de aire es pequeña. El conductor cambia la carga sobre el motor acelerando hasta el bordillo para controlar la cantidad de combustible inyectado, lo que se denomina regulación de masa. Como no hay problema de deficiencia de oxígeno, el contenido de monóxido de carbono e hidrocarburos en el escape es menor que el de un motor de gasolina.
4) Debido a que no hay sistema de encendido, la tasa de falla del dispositivo de suministro de combustible es baja. Por tanto, los motores diésel tienen menos averías que los motores de gasolina.
5) Las características de par del motor diésel no son adecuadas para las condiciones de conducción del automóvil. El uso frecuente de marchas durante la conducción aumenta la intensidad del trabajo del conductor.
2. Número y disposición de los cilindros del motor
La cilindrada del motor es igual a la suma del volumen de trabajo de cada cilindro. Aumentar el número de cilindros no sólo puede aumentar la cilindrada y la potencia de salida del motor, sino también hacer que el motor funcione sin problemas y reducir la vibración y el ruido. Los coches modernos utilizan motores multicilíndricos. Los motores de los miniautos son en su mayoría motores de 3 cilindros, mientras que las minivans, autobuses y motores sedán de tamaño mediano e inferior son en su mayoría motores de 4 cilindros. Los motores de camiones medianos, automóviles grandes y autobuses son en su mayoría de 6 cilindros; los camiones pesados generalmente tienen de 6 a 8 cilindros. Los cilindros de los motores de menos de 6 cilindros son en su mayoría de una sola fila en línea; los motores de 8 cilindros tienen forma de V para reducir la altura y la longitud del motor; algunos automóviles adoptan diseños V6 y V8; La mayoría de los motores de miniautos son de 3 cilindros inclinados. Los motores en línea tienen una estructura simple y un precio bajo. La desventaja es que el motor es alto y largo. Es un método versátil. El motor tipo V tiene una altura baja y una longitud corta, pero tiene una estructura compleja y es caro, por lo que es adecuado para motores grandes. Los bloques de cilindros de los motores refrigerados por agua están fundidos en una sola pieza. Los motores pequeños utilizan aleaciones de aluminio, mientras que los motores medianos y grandes están fabricados principalmente de hierro fundido. La culata se fija en el plano superior del bloque de cilindros mediante tornillos. Además de sellar el cilindro para formar la cámara de combustión, también hay conductos de admisión y escape, válvulas, bujías y trenes de válvulas.
3. Modo de suministro de combustible del motor de gasolina
1. Sistema de suministro de combustible del carburador
El sistema de suministro de combustible del motor de gasolina se divide en tipo de carburador e inyección de combustible. Modo. El principio de funcionamiento del dispositivo principal de suministro de aceite del carburador es que cuando el motor está funcionando, el aire exterior es filtrado por el filtro de aire bajo la succión del cilindro y luego ingresa al cilindro. Cuando el aire fluye a través de la garganta, la presión cae debido a la reducción de la sección transversal y al aumento de la velocidad del flujo, formando un cierto grado de vacío. La gasolina en la cámara del flotador se rocía desde la boquilla principal hacia la entrada de aire bajo la acción del vacío. La gasolina rociada se convierte en niebla mediante el flujo de aire de alta velocidad, lo que se llama atomización. Luego, en forma de evaporación espacial y evaporación de la película de aceite, el aceite se mezcla con el aire en el conducto de aire para formar una mezcla de gases que ingresa al cilindro.
Para lograr economía, el dispositivo principal de suministro de aceite también adopta una solución de freno de aire. La boquilla principal se coloca en la cámara de aire y se abren varias filas de orificios pasantes a su alrededor para comunicarse con la cámara de aire. Cuando la apertura del acelerador aumenta gradualmente, los orificios de aire se comunican gradualmente con el aire.
No solo reduce el grado de vacío y diluye la mezcla, sino que el aire que ingresa a la boquilla principal favorece la atomización de la gasolina.
2. Sistema de suministro de combustible por inyección de combustible controlado electrónicamente
El dispositivo de suministro de aceite del carburador tiene las ventajas de una estructura simple, operación confiable, bajo precio y fácil mantenimiento. Pero su mayor desventaja es que no puede controlar con precisión la concentración de la mezcla, lo que provoca una combustión incompleta y un aumento de componentes nocivos en los gases de escape, lo que no cumple con los estrictos requisitos actuales de protección ambiental.
Además, debido a la existencia de la garganta, aumenta la resistencia a la entrada de aire. También hay una distribución desigual de la gasolina en cada cilindro, lo que es propenso a bolsas de aire, formación de hielo y otros fenómenos. Para resolver estos problemas, en la década de 1980 se utilizaron ampliamente sistemas de inyección de combustible controlados electrónicamente en motores de automóviles.
(1) Ventajas del sistema de inyección de combustible controlado electrónicamente: El sistema de inyección de combustible controlado electrónicamente (EFI) tiene las siguientes ventajas:
1) Puede funcionar en cualquier condición ambiental y funcionamiento del motor. Condiciones Controle con precisión la concentración de la mezcla para garantizar la combustión completa de la gasolina. Esto reduce en gran medida el contenido de componentes nocivos en los gases de escape, lo que permite que el motor tenga una excelente economía de combustión.
2) Controlar de forma centralizada el suministro de combustible, encendido, temperatura, etc. Puede mejorar el rendimiento del motor, aumentar la potencia del motor y reducir el consumo de combustible.
3) El motor siempre puede estar en un estado operativo estable y el automóvil puede conducir normalmente de acuerdo con los requisitos del conductor en diversas condiciones de trabajo.
4) Como no hay garganta, la resistencia a la entrada de aire es pequeña. Al mismo tiempo, no es fácil producir una esclusa de aire y la gasolina se distribuye uniformemente en cada cilindro. Las desventajas del sistema de inyección de combustible son el alto costo, la estructura compleja y el mantenimiento complicado.
(2) Clasificación de los sistemas de inyección de combustible controlados electrónicamente:
1) Según el modo de detección del volumen de aire, se divide en modo de flujo másico y modo de densidad de velocidad.
2) Según el método de inyección de combustible, existen las dos clasificaciones siguientes.
Según la posición de inyección, se puede dividir en dos tipos: inyección conjunta del colector de admisión (SPI) e inyección del colector de admisión (MPI), que también se denominan inyección monopunto e inyección multipunto respectivamente. . Actualmente, el MPI se utiliza ampliamente.
Sistema de encendido de motores de gasolina
Existen tres tipos de sistemas de encendido de gasolina: sistema de encendido por contacto, sistema de encendido electrónico y sistema de encendido controlado por computadora.
Bloque de cilindros y culata
Un motor es una máquina que convierte la energía térmica generada por la combustión del combustible en energía mecánica. En cada proceso de conversión, debe pasar por cuatro tiempos de admisión, compresión, expansión y escape para completar un ciclo de trabajo. Las principales partes móviles de un motor son el pistón, que se mueve sobre sí mismo y el movimiento alternativo. Cuando el pistón se mueve hacia adelante y hacia atrás en los cuatro tiempos anteriores para completar un ciclo de trabajo, se denomina motor de cuatro tiempos. Un motor de dos tiempos completa un ciclo después de dos tiempos. Un motor que utiliza gasolina como combustible se llama motor de gasolina tipo carburador. La gasolina y el aire se mezclan en el carburador y luego se envían al cilindro, donde se genera energía donde se inyecta directamente la gasolina. cilindro o tubo de admisión, y luego se mezcla con La mezcla de aire para formar una mezcla se llama motor de gasolina de inyección directa después de la carrera anterior. Los motores que utilizan diésel como combustible generalmente utilizan una bomba de inyección de combustible para inyectar diésel directamente en el cilindro. Después de mezclarlo con aire comprimido, se quema automáticamente a alta temperatura y alta presión para generar energía, lo que se denomina motor diésel de encendido por compresión. Con la escasez mundial de energía y los requisitos de protección ambiental, han surgido motores que utilizan otros combustibles limpios como el gas natural y el gas licuado de petróleo. Pero funciona de manera similar. Hablemos de cada viaje en detalle a continuación.
Si la mezcla encuentra chispas, puede explotar fácilmente. En el motor de un automóvil, es la fuerza de esta explosión la que empuja el pistón del cilindro desde su posición más alta a su posición más baja. La distancia que recorre el pistón de arriba a abajo se llama carrera. Durante la primera carrera, el cigüeñal empuja el pistón hacia abajo a través de la biela y la mezcla ingresa a la parte superior del pistón del cilindro a través de la válvula de admisión. La segunda carrera se llama carrera de compresión, donde se cierran las válvulas de admisión y escape. El pistón se mueve hacia arriba hasta que el cigüeñal vuelve a bajar la mezcla inhalada. El tercer golpe se llama golpe de potencia. En este momento, las dos válvulas todavía están cerradas. La electricidad de alto voltaje suministrada por el distribuidor hace que la bujía en la cámara de combustión genere chispas, encienda la mezcla y genere una fuerza explosiva para empujar el pistón hacia abajo. el cilindro está lleno de humo caliente. Cuando el pistón vuelve a subir, se abre la válvula de escape. Este humo espeso es expulsado de la cámara de combustión del cilindro por el pistón y entra en el tubo de escape. Este es el último tramo del viaje, llamado el Viaje Cansado. Luego, el motor inicia la primera carrera del siguiente ciclo de trabajo y funciona sin cesar.
De entre los componentes del motor, el bloque de cilindros es el más pesado y grande.
Es el componente básico que reúne todos los mecanismos y sistemas del motor en un todo. En el cilindro existen varios cilindros cilíndricos huecos, que son los espacios por donde se mueve el pistón, llamados cilindros. Cuando hay varios tanques vacíos, hay varios tanques. Generalmente los motores de cuatro cilindros se denominan motores de cuatro cilindros. Por supuesto, hay más, como 6 cilindros, 8 cilindros o incluso 12 cilindros. Cuantos más cilindros, más potente será el motor. Pero si el pistón está en pleno contacto con el cilindro, su resistencia al movimiento aún no es pequeña. Para reducir el área de contacto, se colocan varios segmentos en el pistón. Permitir que el anillo del pistón entre en contacto con la pared del cilindro reduce en gran medida la resistencia al movimiento del pistón. Generalmente, hay más de un anillo de pistón en un pistón, incluidos un anillo de gas y un anillo de aceite.
Dado que la superficie del cilindro a menudo está en contacto con gases de combustión de alta temperatura y alta presión, y el pistón oscila a alta velocidad sobre él, el material del cilindro debe ser resistente a altas temperaturas. desgaste y corrosión. Para cumplir con estos requisitos, generalmente se utiliza y se pule una aleación de hierro fundido de alta calidad que contiene pequeñas cantidades de elementos de aleación como níquel, molibdeno, cromo y fósforo para obtener una superficie de trabajo con alta rugosidad, forma y precisión dimensional.
Pero sería un desperdicio si todos los cilindros estuvieran fabricados con los materiales de alta calidad mencionados anteriormente. Porque a excepción de estas superficies de trabajo, el resto del cilindro no tiene requisitos tan elevados. Por lo tanto, en los motores se utilizan ampliamente superficies de trabajo flexibles y extraíbles, concretamente camisas de cilindro. Puede estar fabricado con materiales de alta calidad y el cuerpo del cilindro puede estar fabricado con hierro fundido común o una aleación ligera. Las camisas de cilindro se dividen en camisas secas y camisas húmedas según estén expuestas al agua de refrigeración. Este último es fácil de moldear, fácil de desmontar y montar y tiene un buen efecto de enfriamiento. La desventaja es que tiene poca rigidez y es fácil de filtrar.
Hay una tapa de cilindro en la parte superior del bloque de cilindros para cubrir el cilindro. Su función principal es sellar la parte superior del bloque de cilindros y formar una cámara de combustión con la parte superior del pistón y el cilindro. Generalmente fabricados en fundición gris o en aleación de hierro fundido y aleación de aluminio, conteniendo una camisa de agua. Atornillado junto con el bloque de cilindros mediante pernos. Generalmente se agrega una capa de junta cilíndrica entre ellos para sellar. En la culata, cada cilindro tiene su propia válvula de admisión, válvula de escape, orificio para el asiento de la bujía o orificio para el asiento del inyector y orificio guía de la válvula. Hay muchas culatas. Diferentes motores tienen diferentes culatas y algunas están divididas en varios cilindros. La ventaja del primero es que se puede acortar la longitud total del motor. La desventaja es que tiene poca rigidez, se deforma fácilmente cuando se calienta, afecta el sellado y debe reemplazarse en su totalidad después de sufrir daños.
La forma de la cámara de combustión compuesta por la culata tiene una gran influencia en el funcionamiento del motor. Por tanto, sus requisitos básicos son: estructura compacta y pequeña superficie de enfriamiento, para que la mezcla pueda generar vórtices antes de la combustión. Su finalidad es reducir la pérdida de calor, acortar la distancia de difusión de la llama, aumentar la velocidad de combustión, asegurar una combustión completa y oportuna, obteniendo así la máxima potencia y reduciendo las sustancias nocivas contenidas en los gases de escape.
Normalmente, los motores refrigerados por agua tienen un cárter de fundición en la parte inferior del bloque de cilindros. En su interior se encuentra el espacio donde se mueve el cigüeñal. El cigüeñal cuelga directamente debajo del cárter. También hay un componente en forma de placa en la parte inferior del cárter llamado cárter de aceite. Se utiliza principalmente para almacenar aceite de motor y sellar el cárter. La bomba de aceite está ubicada en el cárter de aceite. El cárter de aceite también está equipado con un deflector para evitar que el aceite salpique demasiado. Se instala un tapón de drenaje magnético en la parte inferior para absorber las virutas de metal en el aceite. En un lado del cárter de aceite, también hay una varilla medidora para comprobar la cantidad de aceite en el cárter de aceite.
Grupo cigüeñal, pistón y biela
Las principales piezas móviles del motor son el cigüeñal, el pistón y la biela. Consta de cigüeñal, pistón, segmento de pistón, pasador de pistón, biela y volante.
(1) Cigüeñal
Este es un eje que gira varias veces. El número de bielas depende de cuántos cilindros tenga el motor y de su disposición. Si las bielas están conectadas a manivelas, el número de manivelas es igual al número de cilindros. Si dos bielas están conectadas por una manivela, el número de manivelas es la mitad del número de cilindros.
El cigüeñal requiere resistencia al impacto y resistencia al desgaste. Generalmente se forja con acero de medio carbono o acero de aleación de medio carbono, y también se funde con hierro dúctil.
Cigüeñal con volante motor. El muñón principal ubicado en el centro de rotación está conectado al cárter a través de casquillos de cojinete. El muñón que no está en el centro de rotación se llama muñón de biela o pasador de manivela y está conectado a la biela a través de cojinetes y pernos de biela.
Debido a que el cigüeñal gira a alta velocidad, la superficie de fricción debe lubricarse constantemente con aceite de motor. Por lo tanto, se perforan conductos de aceite en el cuerpo del cigüeñal, en el muñón principal del cigüeñal y en el muñón de la biela para que el aceite pueda pasar a través de estos conductos de aceite y lubricar estas piezas.
Debido a que la forma del cigüeñal es muy irregular, se tambaleará al girar. Los expertos llaman a este fenómeno desequilibrio. Si se forma algodón artificial cuando el motor está en marcha, no sólo producirá mucho ruido, sino que también acortará considerablemente la vida útil de las piezas.
La principal causa del desequilibrio es la fuerza centrífuga irregular y el momento centrífugo generado cuando el cigüeñal gira, así como la fuerza de inercia del movimiento alternativo del pistón. Estas fuerzas y momentos pueden existir o no para motores con diferentes números de cilindros. Por lo tanto, es necesario configurar bloques de equilibrio de acuerdo con la estructura específica a equilibrar. Algunos contrapesos están integrados con el cigüeñal y otros se fijan al cigüeñal mediante pernos.
Sabemos que una vez que una rueda con una gran masa gira, seguirá girando sin resistencia. Por ello, en el extremo trasero del cigüeñal se instala un volante de fundición gris o fundición dúctil y acero fundido. Se trata de un disco de gran inercia y de borde ancho y grueso. Su función principal es almacenar la energía cinética proporcionada por el motor, superar la resistencia del movimiento del grupo de bielas del cigüeñal, superar la sobrecarga a corto plazo y garantizar que el motor genere un par y una velocidad uniformes. Además, también es la parte de transmisión del embrague de fricción, por lo que también debe equilibrarse con el cigüeñal.
(2) Pistón
Es como una copa invertida, con el fondo de la copa hacia arriba, formando parte de la cámara de combustión. Hay un orificio redondo en la pared de. la copa a través de la cual puede pasar el pasador del pistón. Este orificio redondo. La biela pasa a través de la boca de la copa y está conectada al pistón a través del pasador del pistón. Su función principal es transferir la fuerza explosiva generada por la combustión de la mezcla a la biela a través del pasador del pistón para empujar el cigüeñal a girar.
Las condiciones de trabajo del pistón son muy duras. La parte superior del pistón está en contacto con gas a alta temperatura y soporta el impacto causado por el movimiento alternativo de alta velocidad y la alta presión causada por la fuerza de inercia. Cada parte del pistón está sujeta a fuerzas y momentos combinados de tensión, compresión y flexión, y se calienta de manera desigual. Por lo tanto, se requiere que el pistón tenga una masa pequeña, una expansión térmica pequeña, una buena transferencia de calor y resistencia al desgaste. Los pistones de aleación de aluminio tienen las propiedades anteriores y actualmente son el material preferido para los pistones de automóviles.
La estructura básica del pistón se puede dividir en tres partes: parte superior, cabeza y faldón.
La parte superior del pistón se divide en parte superior plana y parte superior cóncava, y la superficie debe ser lo más lisa posible. La cabeza del pistón tiene varias ranuras anulares con secciones transversales rectangulares para acomodar varios anillos de pistón. Hay muchos orificios radiales perforados en la parte inferior de la ranura anular para que el aceite raspado de la pared del cilindro pueda fluir hacia el aceite a través de estos orificios. Caso inferior. La cabeza del pistón soporta y transmite la fuerza explosiva de la combustión del gas mezclado; puede conducir el calor generado por la combustión del gas mezclado y forma parte de la cámara de combustión con el anillo del pistón; El faldón del pistón es la parte buena desde la ranura del segmento del pistón hasta la abertura de la copa. Su función principal es guiar el pistón en el movimiento alternativo del cilindro y resistir la presión lateral que le ejerce la pared del cilindro.
Cuando el pistón trabaja en el cilindro, la tensión térmica es muy desigual, lo que provocará una deformación desigual. Por lo tanto, el espacio entre el pistón y la pared del cilindro puede ser grande o pequeño, y también puede haberlo. Fugas de aire y rayones en la pared del cilindro. Posibilidad superficial. En casos severos, puede atascarse y dañar el pistón.
Para tener un espacio uniforme entre el pistón y la pared del cilindro a temperatura de funcionamiento normal, aunque el cilindro en sí sigue siendo cilíndrico, el pistón tiene una forma ovalada para que pueda expandirse en una forma similar. forma cilíndrica al trabajar. Por lo tanto, en circunstancias normales, el pistón tiene una forma aproximadamente cónica u ovalada, con un diámetro superior pequeño y un diámetro inferior grande.
Por supuesto, si prestas atención, también encontrarás que algunos faldones de pistón tienen ranuras longitudinales y transversales. El propósito de abrir ranuras transversales es principalmente bloquear la transferencia de calor desde la parte superior del pistón al faldón, para obligar al faldón a no expandirse demasiado. Si el nivel está ubicado en la ranura del anillo de aceite, también puede funcionar como orificio de aceite. La función de la ranura longitudinal es obtener la holgura mínima con la pared del cilindro cuando se ensambla el pistón en estado frío, en estado caliente, el pistón no se atascará en el cilindro. La dirección de la ranura longitudinal no es paralela a la dirección del movimiento del pistón y la ranura inclinada evita que el pistón raye la pared del cilindro.
(3) Aros de pistón
El pistón debe encajar perfectamente con la pared del cilindro. Incrustar aros de pistón en el pistón es una medida para solucionar este problema. Los aros de pistón se dividen en anillos de gas y anillos de aceite. El primero evita que la mezcla de combustión se escape al cárter. Este último está fabricado en aleación de hierro fundido, tiene una abertura biselada y es elástico. Cuando se coloca sobre el pistón, tiene la característica de extenderse hacia afuera y pegarse estrechamente a la pared del cilindro. Si las condiciones de sellado se dañan y hay fugas de aire, el motor perderá parte de su potencia, aumentarán las pérdidas de combustible y aceite y aparecerán fuertes depósitos de carbón en la superficie del pistón y la cámara de combustión, provocando contaminación ambiental.
Generalmente, los pistones están equipados con 2 a 3 anillos de gas y 1 a 2 anillos de aceite. Bajo el requisito de garantizar el sellado, reduzca la cantidad de anillos tanto como sea posible. Aunque existen varios anillos de gas, los requisitos para cada anillo de gas no son los mismos. El primer anillo de gas está más cerca de la cima. Debido a que está cerca de la cámara de combustión y trabaja en un ambiente con la temperatura y presión más altas y la lubricación más difícil, su superficie de trabajo generalmente está recubierta con cromo poroso, lo que no solo aumenta la dureza de la superficie, sino que también almacena una pequeña cantidad de aceite de motor, mejora las condiciones de lubricación y prolonga la vida útil. Otros anillos de gas generalmente sólo están estañados o fosfatados. Dado que la temperatura de trabajo del primer anillo de gas es alta, su espacio de entalla también es grande.
Al instalar cada anillo de pistón en el pistón, sus respectivas ranuras deben estar escalonadas, lo que favorece el sellado del cilindro.
(4) Pasador del pistón
Es la conexión entre el pistón y el extremo pequeño de la biela, y desempeña la función de transmitir la fuerza de la langosta del pistón a la conexión. vara. Debido a que soporta fuerzas de impacto periódicas a altas temperaturas y tiene malas condiciones de lubricación, requiere suficiente rigidez, resistencia y resistencia al desgaste. Para reducir la inercia, generalmente se convierte en un cilindro hueco para reducir la masa. Los pasadores de pistón generalmente están hechos de acero con bajo contenido de carbono y la superficie se cementa, luego se afila y se pule para mejorar la dureza de la superficie y la tenacidad general. El pasador del pistón flota cuando se instala en el orificio del pasador del pistón y en el orificio del extremo pequeño de la biela. Cuando el motor está funcionando, puede girar lentamente alrededor de su eje principal en el orificio del asiento del pasador para obtener un desgaste más uniforme. Para evitar que el pasador del pistón se mueva a lo largo del eje principal, el anillo elástico en el orificio del pasador del pistón está incrustado en la ranura del asiento del pasador para limitar la posición.
(5) Biela
La biela conecta el pasador del pistón en el extremo pequeño del extremo superior y el cigüeñal en el extremo grande del extremo inferior, y puede convertir el movimiento alternativo del pistón en el movimiento de rotación del cigüeñal. Como el movimiento de tus muslos cuando andas en bicicleta. Las bielas generalmente se fabrican con acero al carbono medio o acero aleado mediante forja, mecanizado y tratamiento térmico. Dado que la biela está sujeta a fuerzas de compresión, tensión y flexión que cambian periódicamente durante el funcionamiento, se requiere que la biela sea lo más pequeña posible y tenga suficiente rigidez y resistencia. La rigidez no es suficiente, el orificio del extremo de biela no es redondo y una mala lubricación quemará el casquillo del cojinete. La flexión del cuerpo de la varilla provocará fugas de aire y aceite en el cilindro.
La cabeza de la biela generalmente se compone de dos bloques semicirculares, uno es el extremo inferior de la cabeza de la biela y el otro se llama tapa de la biela. Los dos están atornillados entre sí con pernos de biela. Las dos piezas se mecanizan (perforan) juntas. La superficie del orificio del extremo grande tiene un acabado alto para ajustarse perfectamente al casquillo del cojinete, y la superficie también está fresada con ranuras y pequeños orificios de aceite para colocar el casquillo del cojinete.
Las condiciones de trabajo de los pernos de biela son las mismas que las de las bielas. Generalmente fabricado con acero aleado de alta calidad o acero al carbono de alta calidad, forjado o con cabeza en frío. Al instalar el extremo de biela de la biela, los pernos de la biela deben apretarse al par especificado por el fabricante y se deben tomar medidas para evitar que se aflojen por sí solos.
El cojinete de biela está hecho por la mitad como el extremo grande de la biela. La base del cojinete es una placa de acero delgada y la superficie interior está fundida con una capa de oro que reduce el desgaste, como la aleación Babbitt. La reducción de oro durante el período de rodaje puede reducir la fricción, acelerar el período de rodaje y mantener la película de aceite.
La superficie de apoyo que coincide con la cabeza de biela y la tapa de biela debe tener una suavidad muy alta. La mitad del casquillo del cojinete no es semicircular antes de la carga. Cuando está cargado, el casquillo del cojinete puede presionar contra la pared del orificio grande debido a la presión (interferencia). Para evitar que el casquillo del cojinete gire o se desplace axialmente durante el funcionamiento, las protuberancias de posicionamiento estampadas en el casquillo del cojinete están incrustadas en las ranuras de la cabeza grande y la tapa de la biela, respectivamente. La superficie interior del casquillo del cojinete tiene ranuras de aceite para asegurar una buena lubricación.
Sabemos que cuanta más mezcla entra en la cámara de combustión del cilindro, más calor se libera durante la combustión y mayor es la explosividad. Para un motor específico, el volumen total de la cámara de combustión es determinado. Para llenar la cámara de combustión con más gas mezclado, la presión del gas mezclado debe ser alta y la temperatura debe ser baja. Sin embargo, dado que la mezcla solo puede ingresar al cilindro a través del tubo de admisión, inevitablemente se generará resistencia durante el proceso de flujo, lo que además reducirá la presión de carga, debido a la alta temperatura de los gases de escape en el cilindro y la alta temperatura de los adyacentes; componentes después del último ciclo, la mezcla que acaba de ingresar al cilindro se calienta, por lo que es difícil cumplir este requisito al 100%.
Los diseñadores de motores generalmente comienzan mejorando la estructura para reducir la resistencia de admisión y escape, la apertura y duración de las válvulas de admisión y escape, y mantener suficientes volúmenes de admisión y escape tanto como sea posible. Las válvulas son partes muy importantes del motor, deben abrirse o cerrarse en el momento exacto. Según la disposición de la válvula, se puede dividir en tipo de montaje superior y tipo de montaje lateral. Dependiendo del número de válvulas por cilindro, hay dos válvulas, cuatro válvulas o incluso más.
La configuración de válvula más común es en cabeza. Su válvula de admisión y válvula de escape están colgadas de la culata, con la cabeza grande en la parte inferior y la cabeza pequeña en la parte superior. El mecanismo de válvula garantiza la apertura y cierre oportunos de cada válvula.
Características estructurales del sistema de transmisión
El sistema de transmisión está situado entre el motor y las ruedas motrices, lo que permite adaptar las características de potencia de la salida del motor a las necesidades del coche bajo Diversas condiciones de trabajo, haciendo que el coche conduzca normalmente. El más común es el sistema de transmisión mecánica, y el sistema de transmisión hidromecánica se utiliza en autobuses grandes, automóviles de lujo y diversos vehículos de ingeniería. Los propulsores eléctricos son relativamente raros y sólo se utilizan en vehículos mineros grandes.
(1) Sistema de transmisión mecánica
1, compuesto principalmente por embrague, transmisión, transmisión universal y composición del eje motriz (incluido el reductor principal, el diferencial, el semieje y la carcasa del eje, etc.). .
).En los vehículos todoterreno también hay una caja de transferencia. Responsable de distribuir la potencia de transmisión a cada transeje.
2. Características estructurales de cada componente principal
(1) Embrague:
El embrague está ubicado entre el volante del motor y la caja de cambios. La parte activa (placa de presión y tapa del embrague) está fijada en la superficie del extremo trasero del volante, y la parte conducida (placa de fricción) está ubicada entre el volante y la placa de presión, y está conectada al primer eje de la transmisión a través de el agujero central de la estría. La parte de compresión está ubicada entre la placa de presión y la tapa del embrague. La placa de fricción está firmemente sujeta entre el volante y la placa de presión por su fuerza elástica. Las partes motriz y conducida transmiten el par de torsión del motor a través del par de fricción. El mecanismo de liberación consta de una varilla de liberación instalada en la tapa del embrague y la placa de presión, un juego de cojinetes de liberación en la cubierta del cojinete del primer eje de la transmisión y una horquilla de liberación instalada en la carcasa del volante. La horquilla de desembrague está conectada al pedal del embrague en la cabina a través de un dispositivo mecánico o mecanismo hidráulico. El embrague siempre está activado para transmitir el par. Solo cuando se pisa el pedal del embrague, el mecanismo de separación mueve la placa de presión hacia atrás para separarla de la placa de fricción y presentar un estado separado. En este momento, se interrumpe la transmisión de par y se pueden realizar operaciones como arranque, cambios y frenado. Cuando el sistema de transmisión del automóvil está sobrecargado, el embrague comenzará a patinar para proteger el sistema de transmisión de la sobrecarga. También hay un amortiguador de torsión en la placa de fricción para que el sistema de transmisión funcione más suavemente. La parte de compresión del embrague de la estructura tradicional utiliza principalmente un círculo de resortes helicoidales distribuidos uniformemente. Además de la dificultad para operar el embrague, no es fácil que la fuerza elástica sea uniforme. También existen desventajas como el gran tamaño axial y la pequeña fuerza de compresión a altas velocidades, que están siendo reemplazadas gradualmente por embragues de diafragma. El embrague de diafragma utiliza un resorte de diafragma en forma de disco en lugar del resorte helicoidal y la palanca de liberación, lo que no solo reduce el tamaño axial, sino que también es fácil de operar y se puede presionar de manera confiable bajo cualquier circunstancia. El mecanismo de operación del embrague se refiere a la parte de transmisión entre el pedal del embrague y la horquilla de desembrague. La mayoría de los automóviles tienen estructuras mecánicas que están conectadas mediante tirantes o cables metálicos. También hay algunos vehículos que utilizan mecanismos hidráulicos y están conectados mediante transmisión hidráulica.
(2) Transmisión:
En la conducción de automóviles, el rango de fuerza motriz requerida es grande, pero el rango de par de salida del motor es limitado. Es necesario utilizar la transmisión para que el rango de par de salida del motor satisfaga las necesidades del automóvil. Al mismo tiempo, la transmisión también debería poder dar marcha atrás y dejar el motor en ralentí. En la actualidad, la transmisión mecánica escalonada se utiliza ampliamente en los automóviles y se compone de un mecanismo de transmisión (para transmitir y convertir el par) y un mecanismo de control de la transmisión (para cambiar de marcha). Generalmente, hay de 3 a 6 marchas adelante y 1 marcha atrás. Cada marcha tiene una relación de transmisión que aumenta el par de salida del motor en el mismo múltiplo que la relación de transmisión. Al mismo tiempo, reduzca la velocidad del motor al mismo múltiplo que la relación de transmisión. Cuanto menor sea la marcha, mayor será la relación de transmisión.
(3) Dispositivo de transmisión universal:
El dispositivo de transmisión universal se compone principalmente de una junta universal y un eje de transmisión, que transmite potencia desde la transmisión o caja de transferencia al eje motriz. .
(4) Transeje:
Reductor principal:
Se utiliza para aumentar aún más la salida de par de la transmisión y reducir aún más la velocidad. Para un motor longitudinal, el plano de rotación también gira 90 grados y se vuelve paralelo al plano de la rueda.
Diferencia:
Se instala un diferencial en el eje motriz, lo que permite que la velocidad de las ruedas motrices en ambos lados no esté sincronizada cuando sea necesario para satisfacer las necesidades de dirección del automóvil. y conducción en carreteras irregulares.
Medio eje:
Hay dos semiejes, el extremo interior de cada semieje está conectado al engranaje lateral a través de estrías y el extremo exterior está conectado mecánicamente al cubo de la rueda. .
Carcasa del eje y buje:
La carcasa del eje forma la carcasa exterior del eje motriz. El cubo es la parte de la rueda a través de la cual se monta la rueda en el transeje.
Caja de transferencia:
Los vehículos todoterreno con tracción total están equipados con una caja de transferencia, que distribuye la potencia de salida de la transmisión a cada eje motriz.
Sistema de suspensión del coche
El sistema de suspensión es un sistema muy importante en el coche. No solo afecta la comodidad de conducción del automóvil (comodidad de conducción), sino que también tiene un gran impacto en otras propiedades como la transitabilidad, la estabilidad y la adherencia. Cada suspensión consta de elementos elásticos (para amortiguar), mecanismos de guía (para transmisión de fuerza y estabilidad) y amortiguadores (para amortiguación). Pero no todas las suspensiones deben tener los tres elementos anteriores. Siempre que pueda desempeñar los tres roles anteriores.
1. Clasificación de la suspensión
(l) Suspensión no independiente:
Las ruedas de ambos lados están instaladas en un eje integral y el eje es conectado a la suspensión a través de la suspensión El marco está conectado.
Este tipo de suspensión tiene una estructura simple y una transmisión de fuerza confiable, pero las dos ruedas interactúan cuando reciben impactos y vibraciones. Además, debido al gran peso sin suspensión y al deficiente rendimiento de amortiguación de la suspensión, el automóvil vibrará e impactará mucho al conducir. Este tipo de suspensión se utiliza generalmente en camiones, autobuses regulares y algunos otros vehículos.
(2) Suspensión independiente:
Cada rueda se instala de forma independiente en la carrocería o eje mediante un conjunto de suspensiones, el eje se desconecta y la sección intermedia se fija en el bastidor o. Las ruedas en ambos lados de este tipo de suspensión no se afectan entre sí cuando se golpean y, debido a la mala calidad de la suspensión, tiene una fuerte capacidad de amortiguación y absorción de impactos y una conducción cómoda. Todos los indicadores son mejores que la suspensión no independiente, pero la estructura de la suspensión es compleja y el eje motriz y el sistema de dirección se complicarán.
2. Tipos de elementos elásticos
(1) Ballesta:
Está compuesta por múltiples placas de acero con diferentes longitudes y curvaturas. Después de la instalación, ambos extremos se doblan naturalmente hacia arriba. Las ballestas no sólo tienen un efecto amortiguador, sino que también tienen un efecto amortiguador. Cuando están dispuestos longitudinalmente, también tienen la función de guiar y transmitir fuerza. La mayoría de las suspensiones no independientes utilizan ballestas como elementos elásticos, que pueden ahorrar dispositivos de guía y amortiguadores y tienen una estructura simple.
(2) Resorte helicoidal:
Solo tiene un efecto amortiguador y se utiliza principalmente en dispositivos de suspensión independiente de automóviles. Debido a que no existe una función de absorción de impactos ni de transmisión de fuerza, se deben proporcionar amortiguadores y dispositivos de guía especiales.
(3) Resorte de hidrogas:
Utiliza gas como medio elástico y líquido como medio de transmisión de fuerza, no solo tiene una buena capacidad de amortiguación, sino que también tiene una resistencia a los golpes. Efecto absorbente y también puede ajustar el vehículo. La altura del estante es adecuada para vehículos pesados y autobuses.
(4) Resorte de la barra de torsión:
Un extremo de la barra de torsión hecha de varilla de resorte se fija en el marco y el otro extremo está conectado a la rueda a través del brazo oscilante. , de modo que cuando la rueda salta La deformación torsional de la barra de torsión actúa como amortiguador y es adecuada para suspensión independiente.
3. Amortiguador
Los amortiguadores de tipo cilíndrico se utilizan a menudo para consumir energía de vibración utilizando el efecto estrangulador del aceite en pequeños orificios. El extremo superior del amortiguador está conectado a la carrocería o bastidor y el extremo inferior está conectado al eje. La mayoría son amortiguadores de doble efecto con carreras de compresión y extensión.
4. Dispositivo de guía:
La mayoría de los elementos elásticos de la suspensión independiente solo pueden transmitir cargas verticales, pero no pueden transmitir fuerzas longitudinales y laterales, por lo que se requiere un dispositivo de guía adicional. Por ejemplo, brazos superiores e inferiores, estabilizadores longitudinales y laterales, etc.
5. Suspensión no independiente:
Los ejes delantero y trasero de los camiones son suspensiones no independientes. Algunos vehículos, como automóviles y autobuses, también utilizan suspensión no independiente. el eje trasero. La suspensión no independiente de cada vehículo consta de dos juegos de ballestas dispuestas longitudinalmente. La parte media de la ballesta está fijada al eje, el extremo delantero está articulado con el marco o la carrocería y el extremo trasero está articulado con el marco o la carrocería a través de orejetas de elevación o conectado a través de una patineta. El extremo superior del amortiguador está conectado al marco y el extremo inferior está conectado al eje. La mayoría de los camiones no tienen amortiguadores en el eje trasero.
6. Suspensión independiente:
Hay muchos tipos, y mayoritariamente se utilizan muelles helicoidales como elementos elásticos. Los resortes de barra de torsión también se utilizan en suspensiones independientes y se dividen en copas de torsión longitudinales y barras de torsión transversales. Aunque la suspensión independiente tiene muchas ventajas, complicará el sistema de dirección, el sistema de transmisión y la estructura de transmisión del automóvil.