arbore cotit

Animație: arborele cotit (roșu) al unui motor cu patru cilindri

Un arbore cotit este un șir de mai multe manivele . Cei mucurile arborelui de interioare articulațiilor pivotante ale pârghiilor sunt aliniate una cu cealaltă și formează un întrerupt ax . Secțiunile sale sunt conectate unele cu altele prin brațele manivelelor și tijele lor exterioare ale arborelui. Conexiunea este posibilă prin faptul că fiecare manivelă individuală are două brațe ale manivelei ( manivele ) . Manivelele sunt, în general, răsucite între ele în axa arborelui.

Seria de manivele corespunde unui arbore cotit pe care o serie de pistoane și cilindri într-un motor în linie sau un alt multi-cilindru , de obicei ca motor care funcționează piston alternativ (z. B. motor cu ardere internă ). Împreună cu bielele și pistonul alternativ pentru a forma un mecanism cu manivelă glisantă , la care se face referire individual sau mecanism cu manivelă .

Secvența componentă   obraz - știft manivelă ( butuc exterior al arborelui) - obraz   este denumită decalajul arborelui cotit .

istorie

Gatere Hierapolis

Prima mașină cunoscută în care o mișcare de rotație a fost transformată în mișcare liniară cu ajutorul unei manivele într-o tijă de împingere a fost ferăstrăul roman din Hierapolis (secolul al III-lea).

Inventatorul olandez Cornelis Corneliszoon a folosit un astfel de angrenaj pentru a opera o ferăstrău printr-o moară de vânt. În 1597 a primit un brevet pentru arborele cotit.

Reiffenstuel pompa de presiune a pistonului în Salinenpark Traunstein

În pompa de presiune a pistonului Reiffenstuel , puterea a fost transmisă de la o roată de apă depășită la trei pistoane de pompă printr-un arbore cu trei manivele. Această pompă a fost dezvoltată de Simon Reiffenstuel în 1612 pentru „prima conductă din lume”, conducta de saramură de la Reichenhall la Traunstein .

funcţie

Arborele cotit are sarcina de a absorbi forțele de piston care sunt trecute prin tija de legătură, convertindu - le în cuplul și transmiterea acestei la transmisia prin intermediul ambreiajului .

Arborele cotit poate fi, de asemenea, stocat într-un mod reglabil pe înălțime, ceea ce permite compresia variabilă. Arborele cotit este ridicat de un lagăr al arborelui cotit montat excentric . Avantajul compresiei variabile este că consumul este cu până la 25% mai mic în domeniul sarcinii parțiale.

Pentru a putea direcționa uleiul de motor din arborele cotit dintr-o singură bucată către lagărele principale și ale bielei în scopuri de lubrifiere , arborele cotit este găurit gol , uleiul este alimentat printr-un lagăr principal și apoi iese prin orificii în arborele și cotorul . Când arborii sunt asamblați, rulmenții principali și biela nu sunt rulmenți simpli , ci rulmenți cu role ; aceștia nu necesită lubrifiere cu ulei sub presiune , dar sunt furnizați cu lubrifiant de ceața de ulei din carterul cilindrului .

A stabilit

În cazul unei acționări offset a arborelui cotit într-un motor cu piston alternativ , arborele cotit este decalat lateral în raport cu axa cilindrului. Când pistonul se află în punctul mort superior (TDC), axa centrală a bielei nu mai este în plan paralel cu axa cilindrului.

Setul poate fi utilizat în diverse scopuri:

  • Un decalaj pe partea de contrapresiune determină înclinarea pistonului mai devreme și suprafața de contact de pe peretele cilindrului se schimbă. Cu o acționare a arborelui cotit fără înclinare, acest lucru se întâmplă după TDC atunci când există deja o presiune ridicată de ardere pe piston, astfel încât înclinarea (schimbarea părții de contact) duce la creșterea zgomotului (NVH, Noise Vibration Harshness ).
  • Un decalaj către partea de presiune poate reduce fricțiunea, deoarece forța laterală a pistonului scade și, odată cu aceasta, fricțiunea dintre fusta pistonului și peretele cilindrului. Acest lucru este deosebit de avantajos în cazul operațiunilor frecvente la sarcină completă (de exemplu la mașinile de construcții).
  • În cazul motoarelor VR , decalajul se efectuează alternativ pe partea de presiune sau contrapresiune. Ca urmare, axele cilindrului sunt „mai paralele”. Cu toate acestea, decalajul către partea de presiune poate provoca forțe laterale care sunt cu până la 60% mai mari, în special cu motoarele VR.
  • În general, chiulasele motoarelor V și W pot, în ceea ce privește buzunarele supapelor și prelucrarea blocului motorului, pot fi egale, astfel încât pentru fiecare banc de cilindri să se poată folosi pistoane și supape ca piese comune . În linia de producție , aceasta înseamnă că după prelucrarea primului banc de cilindri, blocul motorului este înclinat numai pentru a prelucra cel de-al doilea banc de cilindri. În acest proces nu se schimbă scule de prelucrare sau poziții ale sculelor.

Decalajul este adesea completat prin compensarea știftului pistonului .

Exemple de motoare implementate:

  • 12 mm față de partea de contrapresiune de pe Mercedes-Benz OM 654 ,
  • 7 mm până la partea de presiune a familiei de motoare non-road de la FEV ,
  • 14 mm pentru motorul turbo de 1,0 l cu 3 cilindri de la Honda (direcția de deplasare nu este specificată),
  • 12,5 mm pentru VW W12 TSI în fiecare dintre cele două blocuri ale motorului și, de asemenea, pentru VR 5.

Dacă priviți arborele cotit în așa fel încât acesta să se rotească în sensul acelor de ceasornic, decalajul pistonului și decalajul către partea din spate se efectuează în așa fel încât

  • axa de rotație a arborelui cotit este deplasată spre dreapta din axa cilindrului
  • nealinierea știftului pistonului astfel încât acesta să fie deplasat spre stânga din axa cilindrului.

Restricția necesită, de asemenea, ajustări ale timpilor de impozitare.

constructie

Un arbore cotit constă din următoarele elemente:

  • Jurnal de arbore. Acestea rulează în lagăre de bază ( lagăre principale ) și definesc axa de rotație a arborelui .
  • Rulmenți de bielă pe care sunt montate bielele de împingere ( bielele ). În timpul funcționării, acestea descriu o cale circulară în jurul axei de rotație a arborelui cotit. Diametrul acestei căi circulare corespunde exact cursei pistonului pistonului.
  • Pânze de manivelă care conectează rulmenții bielelor la jantele arborelui.
  • Contragreutățile, care sunt atașate la obraji (de exemplu, pentru motoarele în linie ), sunt de obicei utilizate pentru echilibrare .

Forțele de inerție rotative sunt complet și forțele de inerție oscilante de ordinul întâi sunt de obicei echilibrate la 50% prin atașarea maselor contra. Cu toate acestea, acest lucru are ca efect creșterea greutății arborelui cotit. O reducere suplimentară a forțelor de inerție oscilante de ordinul I și II nu are loc prin măsuri pe arborele cotit, ci prin compensarea Lanchester .

Tipuri și fabricare

Producție la VW (Arhive federale, B 145 Bild-F040736-0010 / Schaack, Lothar)

Se face distincția între arborele cotit construit compus din piese individuale și arborele cotit forjat sau turnat realizat dintr-o singură bucată.

literatură

  • Tullia Ritti, Klaus Grewe, Paul Kessener: o ușurare a unei fabrici de ferăstrău din piatră alimentată cu apă pe un sarcofag la Hierapolis și implicațiile sale. În: Journal of Roman Archaeology, Vol. 20: 2007, pp. 138-163.
  • Wilfried Staudt: Handbuch Fahrzeugtechnik Volumul 2. Ediția I, Bildungsverlag EINS, Troisdorf, 2005, ISBN 3-427-04522-6 .
  • Jan Drummans: Mașina și tehnologia sa. Ediția I, Motorbuchverlag, Stuttgart, 1992, ISBN 3-613-01288-X .

Link-uri web

Commons : Arborele cotit  - Colecție de imagini, videoclipuri și fișiere audio

Dovezi individuale

  1. ↑ Ritti, Grewe, Kessener (2007), p. 161.
  2. ↑ fev.com: Concepte avansate. Adus la 17 noiembrie 2010.
  3. ↑ Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (Ed.): Manual motor cu ardere internă. Secțiunea 6.1.1 Structură și funcție, ediția a 8-a 2017, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ISBN 978-3-658-10901-1 .
  4. ↑ Günter P. Merker, Rüdiger Teichmann (Ed.): Fundamentele motoarelor cu ardere internă. Springer Fachmedien Wiesbaden, ediția a VII-a 2014, secțiunea 19.3.1 Concepte alternative, ISBN 978-3-658-03194-7 .
  5. ^ A b Thomas Hamm, Michael Neitz, Vinod Rajamani, Sven Lauer: Familia de motoare nonroad pentru piețele emergente . În: ATZ offhighway . Springer Fachmedien, 1 martie 2016, ISSN  2191-1843 .
  6. ↑ a b c Eduard Köhler, Rudolf Flierl: Motoare cu ardere internă . Springer Fachmedien, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1486-9 , secțiunea 4.2.3.3 .
  7. ^ J. Liebl (Ed.): Mercedes-Benz E-Class . Carte tip ATZ / MTZ. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2017, ISBN 978-3-658-18443-8 .
  8. ↑ Tomonori Niizato, Mitsuhiro Shibata, Michael Fischer, Ulf Reinschmidt: Noul motor pe benzină cu trei cilindri de 1,0 litri de la Honda . În: MTZ Motortechnische Zeitschrift . Springer Vieweg, Springer Fachmedien, 1 ianuarie 2018, ISSN  0024-8525 , Tabelul 1 Date tehnice .
  9. ↑ Friedrich Eichler, Wolfgang Demmelbauer-Ebner, Jürgen Strobel, Jens Kühlmeyer: Noul motor W12 TSI al Grupului Volkswagen . În: MTZ Motortechnische Zeitschrift . Springer Vieweg / Springer Fachmedien, 1 februarie 2016, ISSN  0024-8525 , Tabelul 1 Date tehnice ale STI W12 .
  10. ↑ Motorul W12 de 6,0 l în Audi A8 - partea 1 . Audi AG, Ingolstadt, secția mecanică motoare . - Programul de auto-studiu VW 267, starea 01/2011
  11. ↑ Bern Ebel, Uwe Kirsch, Frank Thomas Metzner: Noul motor cu cinci cilindri de la Volkswagen . În: MTZ Motortechnische Zeitschrift . Springer Vieweg / Springer Fachmedien, 1 ianuarie 1999, ISSN  0024-8525 , Tabelul 1: Date tehnice .