Содержание
Кривошипно-шатунный механизм — Pddtut.com
Содержание
- 1 Устройство кривошипно-шатунного механизма
- 1.1 Устройство КШМ
- 1.2 Шатун
- 1.3 Коленчатый вал
- 1.4 Маховик
- 1.5 Блок и головка блока цилиндров
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.
Кривошипно-шатунный механизм
Устройство КШМ
Поршень
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
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, позволяющая, тем самым, обеспечить тесное соединение с шейкой вала. Современная технология контролируемого раскалывания нижней головки позволяет обеспечить высокую точность соединения ее частей.
Коленчатый вал
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
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 блока цилиндров
Блок и головка блока 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.
Устройство кривошипно-шатунного механизма: принцип работы
Содержание
Ключевая функция ДВС, имеющегося на различной технике, заключается в преобразовании энергии, образующейся при горении некоторых веществ.
В двигателях внутреннего сгорания ими является топливо. Оно включает в себя нефтепродукты или спирты, требующиеся для того, чтобы гореть.
Преобразование энергии переводится в механическое действие, известное под названием вращение вала. Затем оно поступает дальше для выполнения полезного действия.
На первый взгляд может показаться, что в преобразовании энергии нет ничего сложного, но на деле по-другому. Требуется позаботиться о качественном преобразовании выделяемой энергии, поступлении топлива в камеры, в которых происходит горение топливных смесей для выделяемой энергии, уборке продуктов горения. Также должно быть место для отвода, образующегося при горении, тепла. Должно отсутствовать трение движущихся элементов.
Можно сказать, что ДВС является сложным устройством, включающим в себя большое число механизмов с разными задачами. За превращение энергии отвечает кривошипно-шатунный механизм. Оставшиеся составляющие силовой установки отвечают за создание условий, подходящих для превращения и обеспечения максимально возможного получения КПД.
Принцип устройства кривошипно-шатунного механизма
Ключевая роль в ДВС отводится именно данному механизму. Благодаря ему осуществляется возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленвала. Именно движение этого вала и приводит к полезному действию.
В двигателе имеется цилиндро-поршневая группа. Она включает в себя гильзы и поршни. Внутри первых располагается поршень, наверху их закрывает головка. В закрытой части гильзы и происходит сгорание топливных смесей.
Во время сгорания происходит существенное повышение объема горючей смеси. Причиной этому является статичность гильз и головки, повышение объема оказывает влияние на одну движущуюся деталь, которой является поршень. Из-за того что эта деталь подвергается воздействие газов, образующихся при горении, он смещается ниже. Это и есть первая ступень превращения. Горение заставляет поршень двигаться, другими словами, химический процесс становится механическим.
После этого действие начинает кривошипно-шатунный механизм.
Шатун связывает между собой кривошип и поршень. Это очень надежное, но не статичное соединение. Поршень закрепляется на шатуне с помощью пальца, благодаря чему последний легко меняет свое положение по отношению к первому. Цилиндрическая шейка кривошипа располагается с нижней части шатуна. Это дает возможность менять угол между шатуном и кривошипом и шатуном и поршнем, шатун не может двигаться в сторону. В этот момент происходит вращение на шейке кривошипа, а по отношению к поршню изменения происходят только в углу.
Из-за плотного соединения нет изменений в промежутке между поршнем и шейкой кривошипа. Однако из-за П-образной формы кривошипа происходит изменение промежутка у поршня и кривошипа по отношению к оси коленвала. Это ось, где устанавливается сам кривошип. Именно благодаря их использованию получилось добиться перемещения поршня во вращение вала.
Это описание работы ЦПГ с КВШ. Но все не так просто, как кажется на первый взгляд. Между деталями данных механизмов имеется механическое взаимодействие.
Это приводит к образованию трения в местах пересечения данных деталей. По возможности его необходимо минимизировать. Не стоит забывать о том моменте, что невозможно взаимодействие кривошипа и нескольких шатунов, но все двигатели имеют несколько цилиндров (число может достигать шестнадцати). Также требуется передача вращательного движения далее. Остановимся подробнее на том, что входит в цилиндро-поршневую группу и кривошипно-шатунный механизм.
Для начала разберемся в ЦПГ. Ключевые элементы называются гильзами и поршнями. Также здесь находятся кольца с пальцами.
Гильза
Существуют двух типов – встроенные в блок и являющиеся его составным элементом, и съемные. Первые можно описать, как впадины цилиндрической формы определенного размера, расположенные в блоке.
У гильз съемных аналогичная форма, с граней они не закрыты. В большинстве случаев вверху механизма находится маленький отлив, отвечающий за то, чтобы гильза была плотно закреплена в своем определенном месте.
Чтобы добиться плотности внизу механизма прибегают к помощи прорезиненных колец, которые располагаются в проточных канавках на гильзе.
Внутренняя часть гильзы имеет название зеркало. Это происходит из-за того, что у внутренней поверхности высокая степень обработки. Она позволяет минимизировать натирание поршня и зеркала.
Если брать двухтактные двигатели, то в них делают несколько отверстий, расположенных на определенном уровне. Их принято называть окна. В классической схеме ДВС есть 3 окна. Они нужны, чтобы впускать, выпускать и перепускать топливную смесь и продукты, оставшиеся после горения. Если брать оппозитные установки (например, ОРОС), то и они двухтактные, но в них отсутствует необходимость в наличии перепускного окна.
Поршень
В эту деталь входят днища, юбки и бобышки для пальца. Основная функция поршня – принятие на себя энергии, образующейся в процессе горения. Благодаря движению поршня он превращает ее в механическое действие.
Днище поршня отвечает за принятие энергии.
Вначале на днище бензиновых моторов ничего не было, но со временем на них решили сделать углубления. Они нужны для того, чтобы не сталкивались клапаны и поршни.
Если брать дизельные моторы, то у них есть камера сгорания, выглядящая как особые углубления. Ее необходимость объясняется тем, что смесеобразование осуществляется в самом цилиндре, а подача составляющих смесей осуществляется по одной. Такие углубления позволяют качественнее смешивать компоненты смеси.
Камеры сгорания также имеются в инжекторных бензиновых двигателях. Это необходимо из-за того, что поступление составных смесей также осуществляется независимо друг от друга.
Юбка – его направляющая в гильзе. Нижняя половина имеет определенный вид для того, чтобы избежать ее контакта с шатуном.
Поршневые кольца защищают подпоршневое пространство от попадания продуктов, образующихся при горении. Кольца бывают двух видов:
- Компрессионные;
- Маслосъемные.
Роль первых заключается в том, чтобы не допустить образования пространства между поршнем и зеркалом.
Это дает возможность сохранения давления в надпоршневом пространстве, принимающем непосредственное участие в процессе. Отсутствие компрессионных колец привело бы к сильному трению между металлами, используемыми для производства поршня с гильзой. Это бы способствовало скорому выходу поршня из строя.
В двухтактных двигателях отсутствует необходимость в маслосъемных кольцах. За смазку зеркала отвечает масло, имеющееся в топливе. Маслосъемные кольца есть в четырехтактных двигателях. Они нужны для предотвращения перерасхода масла. Они убирают лишнее масло с детали и отправляют его в поддон. Все кольца устанавливают в канавки, которые находятся в поршне.
В нем есть места, предназначенные для пальца, они называются бобышками. Они включают в себя отливы внутри поршня, которые способствуют повышению устойчивости конструкции.
Палец – это трубка достаточной толщины, имеющая высокоточную обработку внешней части. В большинстве случаев палец задерживается кольцами, расположенными в углублениях бобышек.
Это позволяет предотвратить выход пальца за границы поршня и дальнейшее повреждение зеркала.
Остановимся подробнее на устройстве КШМ.
Шатун
В этой детали находятся коленвал, его посадочные места в блоке и крышках крепления, вкладыши, втулки, полукольца.
Шатун выполнен в виде стержня, сверху находится место для поршневого пальца. Низ имеет форму полукольца, надеваемого на шейку кривошипа. Вокруг нее находится фиксирующая крышка. Ее внутренняя часть также имеет форму полукольца. С шатуном они образуют довольно прочное, но двигающееся соединение с шейкой. Шатун может крутиться вокруг нее. С крышкой он соединяется при помощи болтов.
Также в этой конструкции есть втулка, сделанная из латуни или меди. Она позволяет минимизировать трение, возникающее между пальцем и отверстием шатуна. Внутри шатуна располагается пространство, предназначенное для поступления масла, необходимого для смазки места соприкосновения шатуна с пальцем.
Коленчатый вал
У этой детали довольно сложный вид.
Роль его оси играют коренные шейки, обеспечивающие соединение данной детали с блоком цилиндров. Посадочные места в блоке имеют форму полуколец, что помогает получить прочное, но двигающееся соединение. Вторая половина полуколец представлена крышками, соединяющими вал с блоками. Крышки и блок имеют болтовое соединение.
Коленвал двигателя с четырьмя цилиндрами
В качестве ключевой части кривошипа выступают щеки. К ним присоединены коренные шейки вала. Вверху щек находится шатунная шейка. На число коренных и шатунных шеек влияет численность цилиндров и их комплектация. В рядных и V-образных двигателях вал подвергается повышенным нагрузкам. Необходимо большое внимание уделять его соединению с блоком. Это соединение должно быть в состоянии верно распределить такое давление.
Для правильного распределения нагрузки на кривошип должна приходиться пара коренных шеек. Так как он находится между двух шеек, то одна из также будет играть роль опорной и для еще одного кривошипа. Это говорит о том, что у двигателя с четырьмя цилиндрами на валу будет располагаться четыре кривошипа и на одну больше коренную шейку.
У двигателей V-образных история будет отличаться. В этих устройствах цилиндры находятся в двух рядах под углом. Это говорит о том, что кривошип находится в контакте с двумя шатунами. Это приводит к тому, что у двигателя будет четыре кривошипа и пять коренных шеек.
Для минимизации натирания шатунов и шеек, блока и коренных шеек разработаны специальные вкладыши. Они называются подшипниками трения. Их располагают между шейкой и шатуном, блоком и крышкой.
При осуществлении смазки шеек вала должно быть высокое давление. Чтобы был напор масла, задействуются углубления, находящиеся в шатунных, коренных шейках, крышках и вкладышах. В ходе этого действия образуются силы, способствующие смещению коленчатого вала в продольном направлении. Полукольца, предназначенные для опоры, помогут это предотвратить.
Если говорить о двигателях дельного типа, то в них для минимизации давления применяются противовесы. Их крепят к щекам кривошипов.
Маховик
В части вала расположен фланец, он держит маховик.
У этой детали имеется пара целей, основной является передача вращения. У него большие размеры и вес. Это помогает коленвалу облегчить вращение после раскручивания маховика. Для запуска двигателя требуется серьезное усилие. Для этого на маховик наносятся зубья. Они известны как венец маховика. Этот маховик помогает стартеру приводить в движение коленвал при работе силовой установки. С ним соединяются детали, необходимые для использования кручения вала на выполнение полезного действия. В машине за это отвечает трансмиссия. Она отвечает за то, что колеса крутятся.
Для недопущения осевых ударов необходимо чтобы маховик с валом были сбалансированы. Конец коленвала, расположенный с противоположной стороны фланца маховика необходим для приведения в действие оставшихся деталей и системный составляющих мотора. Например, такое расположение встречается у шестерни привода масляного насоса.
Так выглядит стандартное устройство коленвала. На данный момент ничего существенно отличающегося не разработано.
Работы ориентированы на то, чтобы минимизировать утрату мощности из-за трения, образующегося у деталей ЦПГ и КШМ. Происходят попытки снижения давления с коленвала с помощью смены углов расположения кривошипов. Но ничего существенного в этом достигнуть не получилось.
Связь | компонент машины | Британика
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Этот день в истории
- Викторины
- Подкасты
- Словарь
- Биографии
- Резюме
- Популярные вопросы
- Инфографика
- Демистификация
- Списки
- #WTFact
- Товарищи
- Галереи изображений
- Прожектор
- Форум
- Один хороший факт
- Развлечения и поп-культура
- География и путешествия
- Здоровье и медицина
- Образ жизни и социальные вопросы
- Литература
- Философия и религия
- Политика, право и правительство
- Наука
- Спорт и отдых
- Технология
- Изобразительное искусство
- Всемирная история
- Britannica объясняет
В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
- Britannica Classics
Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica. - Demystified Videos
В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы. - #WTFact Видео
В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти. - На этот раз в истории
В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
- Студенческий портал
Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д. - Портал COVID-19
Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня. - 100 женщин
Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю. - Спасение Земли
Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать! - SpaceNext50
Britannica представляет SpaceNext50. От полета на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые питают наше любопытство к космосу!
Содержание
Введение
Краткие факты
Связанный контент
Механическая конструкция кривошипно-ползункового механизма для коленного ортопедического устройства с использованием алгоритма Jaya
Ramanpreet Singh
◽
Вимал Кумар Патхак
Механический дизайн
◽
Алгоритм Джая
◽
Ортопедическое устройство
◽
Кривошипный механизм
Мехатронная модернизация кривошипно-шатунного механизма
Абхиджит Нагчаудруи
Дизайн механизма
◽
Мягкие вычисления
◽
Технико-экономическое обоснование
◽
Механический дизайн
◽
Двумерный
◽
Уровни производительности
◽
Аппаратная реализация
◽
И производительность
◽
И контроль
◽
Кривошипный механизм
Усилия по проектированию мехатроники были и продолжают активно исследоваться при разработке роботов-манипуляторов.
Однако мало усилий было уделено мехатронной модернизации традиционных двумерных механизмов, с которыми инженеры-механики знакомятся, когда изучают такие предметы, как кинематика и проектирование механизмов. В этой статье разработано технико-экономическое обоснование управления движением популярного кривошипно-шатунного механизма с соответствующими датчиками и приведением в действие. Результаты показывают, что различные профили движения могут быть получены из одного и того же механизма без какой-либо механической модификации. Многие из подходов к управлению, которые были тщательно исследованы в области робототехники, легко применимы к таким механизмам. Синергетическое сочетание механического проектирования, программных вычислений, датчиков, приборов и управления, вероятно, приведет к беспрецедентной универсальности и уровням производительности в аппаратной реализации машин, основанных на этих механизмах.
Новые ТЭМ серии CM: интеграция пятиосевого моторизованного, полностью управляемого компьютером гониометра.
Марк Дж. К. де Йонг
◽
П. Эмиль С.Дж. Ассельберги
◽
Макс Т. Оттен
Механический дизайн
◽
Компьютерное управление
◽
Объектив
◽
Порт доступа
◽
Вибрационная стабильность
◽
Трансмиссионный электрон
◽
Компьютерное управление
◽
Высокий градус
◽
Пять осей
◽
пять осей
Новый шаг вперед в трансмиссионной электронной микроскопии был сделан с введением CompuStage на ПЭМ серии CM: CM120, CM200, CM200 FEG и CM300. Этот новый гониометр имеет моторизацию по пяти осям (X, Y, Z, α, β), все они находятся под полным компьютерным управлением с помощью специального микропроцессора, который связан с основным процессором CM. Положения по всем пяти осям считываются напрямую, а не через систему подсчета оборотов двигателя, что обеспечивает высокую степень точности. CompuStage входит в восьмиугольный блок вокруг образца через один порт, позволяя предметному столику свободно плавать в вакууме между полюсными наконечниками объектива, тем самым улучшая виброустойчивость и освобождая один порт доступа.
Улучшения в механической конструкции обеспечивают более высокую устойчивость к вибрации и дрейфу. Во время движения предметного столика уплотнительное кольцо держателя больше не скользит, что обеспечивает более высокую стабильность дрейфа и точность позиционирования, а также лучший вакуум.
Введение в разработку ядерного топлива; Сосредоточено на топливе LWR ― (6), Модернизация поведения топлива, Механическая конструкция топлива
Кеничи ITOH
◽
Соити DOI
Ядерное топливо
◽
Механический дизайн
◽
Поведение топлива
Разработка механизма перевоспитания коленного сустава человека
Аллауа Брахмиа
◽
Ридха Келайайя
Нижняя конечность
◽
Механический дизайн
◽
Кинематическая цепь
◽
Нижние конечности
◽
Кинематическая структура
◽
Роботизированное устройство
◽
колено человека
◽
Кинематическое исследование
◽
Реабилитационное упражнение
◽
Новая машина
Абстрактный
Для построения упражнения в открытой мышечно-цепной реабилитации (ОМЦ) необходимо выбрать тип кинематической цепи механической/биомеханической системы, из которой состоят нижние конечности при взаимодействии с роботизированным устройством.
Действительно, в биомеханике принято, что реабилитационное упражнение в ОМЦ нижней конечности выполняется с фиксированным бедром и свободной стопой. На основании этих выводов предлагается кинематическая структура новой машины, названной Ридук-Кни, и выполняется механический расчет. Вклад этой работы не ограничивается механической конструкцией системы Reeduc-Knee. Действительно, для определения минимальной параметризации, определяющей конфигурацию устройства относительно абсолютной точки отсчета, представлено геометрическое и кинематическое исследование.
Механическая конструкция недорогого трансгуморального протеза
Луис Артуро Гомес Малагон
◽
Жоао Луис Вилар Диаш
Механический дизайн
◽
Бюджетный
Эффективный подход к моделированию и управлению квадрокоптером
Ахмед С. Хушиф
ПИД-контроль
◽
Метод управления
◽
Механический дизайн
◽
Петля управления
◽
Моделирование и контроль
◽
Система управления контуром
◽
И контроль
◽
Замкнутый контур управления
◽
Система управления с обратной связью
◽
Сделано в
Квадротор — четырехроторный летательный аппарат, способный к вертикальному взлету и посадке, зависанию, полету вперед и обладающий большой маневренностью.
Его платформа может быть выполнена в небольшом размере, что делает его удобным как для внутреннего, так и для наружного использования. В модели есть четыре входные силы, которые, по сути, представляют собой тягу, обеспечиваемую каждым винтом, прикрепленным к каждому двигателю с фиксированным углом. Квадротор в основном считается нестабильной системой из-за аэродинамических эффектов; следовательно, для достижения стабильности и автономности требуется замкнутая система управления. Такая система должна позволять квадрокоптеру достигать желаемого положения как можно быстрее без какой-либо установившейся ошибки. В этой статье оптимальный контроллер разработан на основе метода пропорционально-интегрально-дифференциального управления (ПИД) для обеспечения стабильности при полете квадрокоптера. Динамическая модель этого транспортного средства также будет объяснена с использованием метода Эйлера-Ньютона. Механический дизайн был выполнен вместе с разработкой алгоритма управления. Matlab Simulink использовался для тестирования и анализа производительности предложенной стратегии управления.
