כיצד פועל מנגנון כננת המנוע

מנגנון הארכובה של המנוע ממיר את התנועה ההדדית של הבוכנות (עקב אנרגיית הבעירה של תערובת הדלק) לסיבוב של גל הארכובה ולהיפך. זהו מנגנון מורכב מבחינה טכנית המהווה בסיס למנוע בעירה פנימית. במאמר נשקול בפירוט את המכשיר ואת תכונות הפעולה של KShM.

היסטוריה של הבריאה

העדות הראשונה לשימוש בארכובה נמצאה במאה ה-3 לספירה, באימפריה הרומית ובביזנטיון במאה ה-6 לספירה. דוגמה מושלמת היא המנסרה מהיירפוליס, המשתמשת בגל ארכובה. ארכובה מתכת נמצאה בעיר הרומית אוגוסטה רוריקה, מה שהיא כיום שוויץ. בכל מקרה, ג'יימס פקארד פלוני רשם פטנט על ההמצאה ב-1780, אם כי עדויות להמצאתו נמצאו בעת העתיקה.

רכיבי KShM

הרכיבים של KShM מחולקים באופן קונבנציונלי לחלקים נעים וקבועים. חלקים נעים כוללים:

• בוכנות וטבעות בוכנה;
• מוטות חיבור;
• פיני בוכנה;
• גל ארכובה;
• גַלגַל תְנוּפָה.

החלקים הקבועים של ה-KShM משמשים כבסיס, מחברים ומנחים. אלו כוללים:

• בלוק גליל;
• ראש הגליל;
• ארכובה;
• מחבת שמן;
• מחברים ומסבים.

חלקים קבועים של קש"מ

ארכובה ומחבת שמן

ארכובה הוא החלק התחתון של המנוע המכיל את המיסבים ומעברי השמן של גל הארכובה. במארכובה, מוטות החיבור נעים וגל הארכובה מסתובב. מחבת שמן היא מאגר לשמן מנוע.

בסיס הארכובה במהלך הפעולה נתון לעומסים תרמיים וכוח קבועים. לכן, חלק זה כפוף לדרישות מיוחדות לחוזק וקשיחות. לייצורו משתמשים בסגסוגות אלומיניום או ברזל יצוק.

בית הארכובה מחובר לבלוק הצילינדר. יחד הם מהווים את מסגרת המנוע, החלק העיקרי של גופו. הצילינדרים עצמם נמצאים בבלוק. ראש בלוק המנוע מותקן על גבי. מסביב לצילינדרים יש חללים לקירור נוזלי.

מיקום ומספר צילינדרים

הסוגים הבאים הם כיום הנפוצים ביותר:

• מיקום של ארבעה או שישה צילינדרים;
• שישה צילינדרים במצב V 90°;
• מיקום בצורת VR בזווית קטנה יותר;
• מיקום הפוך (בוכנות נעות זו לזו מכיוונים שונים);
• מצב W עם 12 צילינדרים.

בסידור פשוט בשורה, הצילינדרים והבוכנות מסודרים בשורה בניצב לגל הארכובה. תכנית זו היא הפשוטה והאמינה ביותר.

ראש הגליל

הראש מחובר לבלוק עם חתיכים או ברגים. הוא מכסה את הצילינדרים עם בוכנות מלמעלה, ויוצר חלל אטום - תא הבעירה. יש אטם בין הבלוק לראש. ראש הצילינדר מכיל גם את הרכבת השסתומים והמצתים.

צילינדרים

הבוכנות נעות ישירות בצילינדרים של המנוע. גודלם תלוי במהלך הבוכנה ובאורכה. צילינדרים פועלים בלחצים משתנים ובטמפרטורות גבוהות. במהלך הפעולה, הקירות נתונים לחיכוך מתמיד וטמפרטורות עד 2500 מעלות צלזיוס. דרישות מיוחדות מונחות גם על החומרים והעיבוד של הצילינדרים. הם עשויים מברזל יצוק, פלדה או סגסוגות אלומיניום. פני השטח של החלקים חייבים להיות לא רק עמידים, אלא גם קלים לעיבוד.

משטח העבודה החיצוני נקרא מראה. הוא מצופה כרום ומלוטש לגימור מראה כדי למזער חיכוך בתנאי שימון מוגבלים. צילינדרים יצוקים יחד עם הבלוק או עשויים בצורה של שרוולים נשלפים.

חלקים ניידים של קש"מ

בוכנה

תנועת הבוכנה בצילינדר מתרחשת עקב הבעירה של תערובת האוויר והדלק. נוצר לחץ הפועל על כתר הבוכנה. זה עשוי להיות שונה בצורתו בסוגים שונים של מנועים. במנועי בנזין, התחתית הייתה שטוחה בתחילה, ואז החלו להשתמש במבנים קעורים עם חריצים לשסתומים. במנועי דיזל, אוויר נדחס מראש בתא הבעירה, לא דלק. לכן, לכתר הבוכנה יש גם צורה קעורה, שהיא חלק מתא הבעירה.

לצורת התחתית חשיבות רבה ליצירת הלהבה הנכונה לבעירה של תערובת האוויר-דלק.

שאר הבוכנה נקראת החצאית. זהו מעין מדריך שנע בתוך הגליל. החלק התחתון של הבוכנה או החצאית עשוי בצורה כזו שלא בא במגע עם מוט החיבור במהלך תנועתו.

על פני הצד של הבוכנות ישנם חריצים או חריצים לטבעות בוכנה. ישנן שתיים או שלוש טבעות דחיסה מלמעלה. הם נחוצים ליצירת דחיסה, כלומר, הם מונעים חדירת גז בין דפנות הצילינדר והבוכנה. הטבעות נלחצות אל המראה, ומקטינות את הפער. בחלק התחתון יש חריץ לטבעת מגרדת השמן. הוא נועד להסיר עודפי שמן מדפנות הצילינדר כדי שלא ייכנס לתא הבעירה.

טבעות בוכנה, במיוחד טבעות דחיסה, פועלות בעומסים קבועים ובטמפרטורות גבוהות. לייצור שלהם, חומרים בעלי חוזק גבוה משמשים, כגון ברזל יצוק סגסוגת מצופה בכרום נקבובי.

סיכת בוכנה ומוט חיבור

מוט החיבור מחובר לבוכנה באמצעות סיכת בוכנה. זהו חלק גלילי מוצק או חלול. הסיכה מותקנת בחור בבוכנה ובראש העליון של המוט המחבר.

ישנם שני סוגים של קבצים מצורפים:

• התאמה קבועה;
• עם נחיתה צפה.

הפופולרי ביותר הוא מה שנקרא "אצבע צפה". עבור הידוק שלה טבעות נעילה משמשים. קבוע מותקן עם התאמת הפרעות. בדרך כלל משתמשים בהתאמה לחום.

מוט החיבור, בתורו, מחבר את גל הארכובה לבוכנה ומייצר תנועות סיבוביות. במקרה זה, התנועות ההדדיות של מוט החיבור מתארות את המספר שמונה. הוא מורכב ממספר אלמנטים:

• מוט או בסיס;
• ראש בוכנה (עליון);
• ראש ארכובה (תחתון).

תותב ברונזה נלחץ לתוך ראש הבוכנה כדי להפחית את החיכוך ולשמן את החלקים המתואמים. ראש הארכובה מתקפל כדי להבטיח הרכבה של המנגנון. החלקים מותאמים זה לזה בצורה מושלמת ומקובעים בעזרת ברגים ואמי נעילה. מיסבי מוט חיבור מותקנים כדי להפחית את החיכוך. הם עשויים בצורה של שני ספינות פלדה עם מנעולים. שמן מסופק דרך חריצי שמן. המסבים מותאמים במדויק לגודל המפרק.

בניגוד למה שנהוג לחשוב, הספינות נשמרות מלהסתובב לא בגלל נעילה, אלא בגלל כוח החיכוך בין המשטח החיצוני שלהן לראש המוט המחבר. לפיכך, לא ניתן לשמן את החלק החיצוני של מיסב השרוול במהלך ההרכבה.

גל ארכובה

גל הארכובה הוא חלק מורכב, הן מבחינת עיצוב והן מבחינת ייצור. הוא לוקח על עצמו מומנט, לחץ ועומסים אחרים ולכן עשוי מפלדה חוזק גבוה או ברזל יצוק. גל הארכובה מעביר סיבוב מהבוכנות לתיבת ההילוכים ושאר רכיבי הרכב (כגון גלגלת ההנעה).

גל הארכובה מורכב ממספר מרכיבים עיקריים:

• צוואר ילידים;
• צווארי מוט חיבור;
• משקלי נגד;
• לחיים;
• שוק;
• אוגן גלגל תנופה.

העיצוב של גל הארכובה תלוי במידה רבה במספר הצילינדרים במנוע. במנוע פשוט בעל ארבעה צילינדרים בשורה, ישנם ארבעה מוטות חיבור על גל הארכובה, עליהם מותקנים מוטות החיבור עם הבוכנות. חמישה חוטים עיקריים ממוקמים לאורך הציר המרכזי של הפיר. הם מותקנים במיסבים של בלוק הצילינדר או ארכובה על מיסבים רגילים (ספינות). היומנים העיקריים סגורים מלמעלה עם כיסויים מוברגים. החיבור יוצר צורת U.

נקודת משען מעובדת במיוחד להרכבת יומן נושאות נקראת מיטה.

צווארי המוט הראשי והמחבר מחוברים על ידי מה שנקרא הלחיים. משקלי נגד בולעים רעידות מוגזמות ומבטיחים תנועה חלקה של גל הארכובה.

לוחות גל הארכובה מטופלים בחום ומלוטשים לחוזק גבוה והתאמה מדויקת. גל הארכובה גם מאוזן ומרוכז בצורה מאוד מדויקת כדי לפזר באופן שווה את כל הכוחות הפועלים עליו. באזור המרכזי של צוואר השורש, בצדי התמיכה, מותקנות טבעות חצי מתמשכות. הם נחוצים כדי לפצות על תנועות ציריות.

גלגלי התזמון וגלגלת ההנעה של אביזר המנוע מחוברים לשוק גל הארכובה.

גַלגַל תְנוּפָה

בגב הפיר יש אוגן אליו מחובר גלגל התנופה. זהו חלק מברזל יצוק, שהוא דיסק מסיבי. בשל המסה שלו, גלגל התנופה יוצר את האינרציה הדרושה לפעולת גל הארכובה, וכן מספק העברה אחידה של מומנט לתיבת ההילוכים. על שפת גלגל התנופה ישנה טבעת הילוכים (כתר) לחיבור עם המתנע. גלגל תנופה זה מסובב את גל הארכובה ומניע את הבוכנות כאשר המנוע מתניע.

מנגנון הארכובה, עיצובו וצורתו של גל הארכובה נותרו ללא שינוי במשך שנים רבות. ככלל, רק שינויים מבניים קלים נעשים כדי להפחית משקל, אינרציה וחיכוך.