Mootori kolvid: kuidas need töötavad?
Kolvid on kolbpõlemismootori põhiosa. Mootori kolvid vahendavad energiaülekannet põlemiskambri ja kolbidega ühendatud liikuva mehhanismi vahel.
See artikkel heidab valgust kolbide funktsioonile, konstruktsioonile, materjalile ja sellele, millistele jõududele nad peavad vastu pidama.
Sisu
Mootori kolbide funktsioon
Sisepõlemismootori kolvid on mootori üks enim koormatud komponente. Nad peavad taluma palju stressi, mis on põhjustatud väga kõrgetest temperatuuridest (umbes 2000 °C või 3600 °F) ja suurest rõhust, mis on diiselmootorite puhul isegi suurem kui bensiinimootorid. Seega on kolvid peamiselt rõhu ja temperatuuri mõjul.
Väntvõll: milleks see on mõeldud ja millistele jõududele see peab vastu pidama?
Lisaks peavad sisepõlemismootori kolvid väntvõlli ühendusvarraste abil pöörama ja oma pinnaga kinni püüdma gaaside paisumisrõhu. Kolbide teine ülesanne on eraldada põlemiskamber väntvõlli kambrist.
Kolvid peavad tihenduma hästi, kuid mitte liiga palju, et säilitada vahe kolvi äärise ja silindri seina vahel. Kolvid peavad olema silindrist väiksemad (sadu millimeetrit) – vastasel juhul võivad need kinni jääda või praguneda. Selle põhjuseks on materjalide soojuspaisumine.
Vaadake tähelepanelikult ülaltoodud kolvi liigutuste animatsiooni ja märkake pisikest pilu kolvi äärise ja silindri seina vahel. Kaks rida kolvil tähistavad kolvirõngaid, mis on seinale lähemal kui kolb ise.
Mootori kolbide ehitus
Sisepõlemismootori kolb koosneb mitmest osast:
- Kolvi kroon/pea
- Kolviäär
- Kolvitihvt või kolvitihvt
- Kolvirõngad
1. Kolvi kroon
Kolvipea, tuntud kui kolvipea, on kolvi peal olev pind. See peab taluma väga kõrgeid temperatuure ja rõhku põlemiskambris.
2. Kolbseelik
Kolvi ääris on kolvi silindriline sein ja see peab jääma õlitatuks mootori töötamise ajal, st kui kolb liigub üles-alla. Määrimise säilitamiseks on kolviääre pind kergelt krobeline.
3. Gudgeon pin
Söögitihvti nimetatakse kolvitihvtiks või randmenõelaks. See on lühike õõnes varras, mis on tavaliselt valmistatud ülitugevast ja kõvast terase sulamist. See tihvt ühendab kolvi ühendusvardaga ja tagab ka laagri ühendusvarda jaoks.
Ühendusvarras: mis on selle funktsioon?
Pöördtihvti disain on mootori jõudluse seisukohalt ülioluline, eriti väikeste kõrgete pööretega automootorite puhul. Nendes mootorites peab tihvt suurel kiirusel töötades taluma suuri koormusi ja pingeid.
4. Kolvirõngad{{REF_LINK}}
Kolb on varustatud rõngastega, mis tihendavad silindrit ja hoiavad ära kompressiooni kadumise ja õlilekke. Kolvirõngad asetatakse kolvi soontesse teatud vahega, et tagada kolviäärise ja silindri seinte korralik määrimine.
Kolvirõngad: mis on nende funktsioon ja tüübid?
Tavaliselt on ühele kolvile paigaldatud kahe kuni kolme kolvirõngad. Kolvirõngaid on kahte tüüpi:
- Kohustusrõngas – kaks ülemist rõngast (ainult üks juhul, kui kolvil on ainult kaks rõngast) tihendavad põlemiskambrit, surudes vastu silindri seina.
- Õli juhtrõngas – alumisel rõngal, mida tuntakse õli juhtrõngana, on kolm funktsiooni: juhtida mootoriõli juurdevoolu silindrisse, määrida kolvi äärist ja hoida liigset õli eemal. põlemiskambrisse.
Kolbide tüübid
Kolbe on kolme tüüpi, millest igaühel on erinev kuju ja funktsioon: lame, kuppel ja taldrik.
Lameda otsaga kolvid
Lameda ülaosaga kolbidel on tasane pealispind, mis võimaldab neil tekitada kõige rohkem jõudu ja toota tõhusat põlemist. Kuid need võivad tekitada väiksemate põlemiskambrite jaoks liiga tugeva kokkusurumise.
Kuppelkolvid
Kuppelkolvid seevastu mullitavad keskel nagu staadioni ülaosa, mis suurendab kolvi ülaosas saadaolevat pinda. See disain suurendab surveastet, kuigi kupli kolvi konstruktsioon võib varieeruda. Mõned kuppelkolvid kannatavad aeglase põlemise all.
Kausi kolvid
Kausi kolvid on kuppelkolbide vastas ja, nagu nimigi ütleb, on nende ülaosa kujuga nagu kauss või tass, mille välisservad on kergelt kõverduvad. See konstruktsioon aitab vältida detonatsiooni, kuna see vähendab surveastet, lisades kambrisse täiendava kausi mahu. Neid kolbe kasutatakse tavaliselt turbo- või ülelaadimisega mootorites.
Kolbide kõrguse erinevus
Muuhulgas toob kolvi kõrgus kaasa erinevaid omadusi. Kõrge kolb on raskem kui madal. Kiirmootorites kasutatakse palju lühemaid kolbe kui tavamootorites just nende väiksema kaalu tõttu.
Bensiinimootoritel on üldiselt lühema käiguga kolvid kui diiselmootoritel. Seega lõpetab bensiinimootori kolb oma käigu tavaliselt lühema ajaga kui diiselmootori kolb. Bensiinimootoritel on aga madalam kasutegur kui diiselmootoritel nende madalama surveastme tõttu.
Väga lühikeste kolbide puuduseks on suurenenud mootoriõli kulu, kuna selline kolb ei suuda põlemiskambrit täiuslikult tihendada.
Selgitatud mootoriõli klassifikatsioon
Mootori kolbide materjal
Kolvid on sageli valmistatud alumiiniumist, ränist, vasest, niklist ja magneesiumisulamist, kuid kasutada võib ka muid materjale. Võidusõidus kasutatavad kolvid on palju tugevamad kui sõiduautode mootorite kolvid, samas kui nende kaal on mootori kõrge pöörete arvu saavutamiseks palju väiksem.