Cara kerja mekanisme engkol mesin

Mekanisme engkol mesin mengubah gerakan bolak-balik piston (karena energi pembakaran campuran bahan bakar) menjadi rotasi poros engkol dan sebaliknya. Ini adalah mekanisme teknis yang kompleks yang membentuk dasar dari mesin pembakaran internal. Dalam artikel ini kami akan mempertimbangkan secara rinci perangkat dan fitur pengoperasian KShM.

Sejarah penciptaan

Bukti pertama penggunaan engkol ditemukan pada abad ke-3 M, di Kekaisaran Romawi dan Bizantium pada abad ke-6 M. Contoh sempurna adalah penggergajian kayu dari Hierapolis, yang menggunakan poros engkol. Sebuah engkol logam ditemukan di kota Romawi Augusta Raurica di tempat yang sekarang disebut Swiss. Bagaimanapun, James Packard tertentu mematenkan penemuan itu pada tahun 1780, meskipun bukti penemuannya ditemukan di zaman kuno.

Komponen KShM

Komponen KShM secara konvensional dibagi menjadi bagian bergerak dan tetap. Bagian yang bergerak meliputi:

• piston dan cincin piston;
• batang penghubung;
• pin piston;
• poros engkol;
• roda gila.

Bagian tetap KShM berfungsi sebagai alas, pengencang, dan pemandu. Ini termasuk:

• blok silinder;
• kepala silinder;
• bak mesin;
• panci minyak;
• pengencang dan bantalan.

Memperbaiki bagian KShM

Bak mesin dan panci minyak

Crankcase adalah bagian bawah mesin yang berisi bantalan dan saluran oli poros engkol. Di dalam bak mesin, batang penghubung bergerak dan poros engkol berputar. Oil pan adalah tempat penampungan oli mesin.

Dasar bak mesin selama operasi dikenai beban termal dan daya yang konstan. Oleh karena itu, bagian ini tunduk pada persyaratan khusus untuk kekuatan dan kekakuan. Untuk pembuatannya, aluminium atau paduan besi cor digunakan.

Crankcase melekat pada blok silinder. Bersama-sama mereka membentuk kerangka mesin, bagian utama dari tubuhnya. Silinder itu sendiri ada di dalam blok. Kepala blok mesin dipasang di atas. Di sekitar silinder ada rongga untuk pendinginan cairan.

Lokasi dan jumlah silinder

Jenis berikut saat ini yang paling umum:

• posisi empat atau enam silinder segaris;
• enam silinder 90 ° V-posisi;
• Posisi berbentuk VR pada sudut yang lebih kecil;
• posisi berlawanan (piston bergerak ke arah satu sama lain dari arah yang berbeda);
• W-posisi dengan 12 silinder.

Dalam pengaturan in-line sederhana, silinder dan piston disusun dalam satu baris tegak lurus terhadap poros engkol. Skema ini adalah yang paling sederhana dan paling dapat diandalkan.

Kepala silinder

Kepala terpasang ke blok dengan kancing atau baut. Ini menutupi silinder dengan piston dari atas, membentuk rongga tertutup - ruang bakar. Ada gasket antara blok dan kepala. Kepala silinder juga menampung kereta katup dan busi.

Silinder

Piston bergerak langsung di dalam silinder mesin. Ukurannya tergantung pada langkah piston dan panjangnya. Silinder beroperasi pada berbagai tekanan dan suhu tinggi. Selama operasi, dinding mengalami gesekan konstan dan suhu hingga 2500 ° C. Persyaratan khusus juga ditempatkan pada bahan dan pemrosesan silinder. Mereka terbuat dari besi cor, baja atau paduan aluminium. Permukaan bagian harus tidak hanya tahan lama, tetapi juga mudah diproses.

Permukaan kerja luar disebut cermin. Ini berlapis krom dan dipoles ke lapisan cermin untuk meminimalkan gesekan dalam kondisi pelumasan terbatas. Silinder dilemparkan bersama dengan balok atau dibuat dalam bentuk selongsong yang dapat dilepas.

Bagian bergerak dari KShM

Piston

Pergerakan piston di dalam silinder terjadi karena pembakaran campuran udara-bahan bakar. Tekanan dibuat yang bekerja pada mahkota piston. Bentuknya mungkin berbeda di berbagai jenis mesin. Pada mesin bensin, bagian bawah awalnya rata, kemudian mereka mulai menggunakan struktur cekung dengan alur untuk katup. Pada mesin diesel, udara dikompresi di ruang bakar, bukan bahan bakar. Oleh karena itu, mahkota piston juga memiliki bentuk cekung, yang merupakan bagian dari ruang bakar.

Bentuk bagian bawah sangat penting untuk menciptakan nyala api yang tepat untuk pembakaran campuran udara-bahan bakar.

Sisa piston disebut skirt. Ini adalah semacam panduan yang bergerak di dalam silinder. Bagian bawah piston atau skirt dibuat sedemikian rupa sehingga tidak bersentuhan dengan batang penghubung selama gerakannya.

Pada permukaan samping piston terdapat lekukan atau lekukan untuk ring piston. Ada dua atau tiga cincin kompresi di atas. Mereka diperlukan untuk menciptakan kompresi, yaitu mencegah penetrasi gas antara dinding silinder dan piston. Cincin ditekan ke cermin, mengurangi celah. Di bagian bawah ada alur untuk cincin pengikis oli. Dirancang untuk menghilangkan minyak berlebih dari dinding silinder sehingga tidak masuk ke ruang bakar.

Ring piston, terutama ring kompresi, beroperasi di bawah beban konstan dan suhu tinggi. Untuk produksinya, bahan berkekuatan tinggi digunakan, seperti besi tuang paduan yang dilapisi dengan krom berpori.

Pin piston dan batang penghubung

Batang penghubung terpasang ke piston dengan pin piston. Ini adalah bagian silinder padat atau berongga. Pin dipasang di lubang di piston dan di kepala atas batang penghubung.

Ada dua jenis lampiran:

• cocok tetap;
• dengan pendaratan terapung.

Yang paling populer adalah apa yang disebut "jari mengambang". Untuk cincin pengunci pengikatnya digunakan. Fixed dipasang dengan interferensi fit. Heat fit biasanya digunakan.

Batang penghubung, pada gilirannya, menghubungkan poros engkol ke piston dan menghasilkan gerakan rotasi. Dalam hal ini, gerakan bolak-balik dari batang penghubung menggambarkan angka delapan. Ini terdiri dari beberapa elemen:

• batang atau alas;
• kepala piston (atas);
• kepala engkol (bawah).

Busing perunggu ditekan ke kepala piston untuk mengurangi gesekan dan melumasi bagian yang berpasangan. Kepala engkol dapat dilipat untuk memastikan perakitan mekanisme. Bagian-bagiannya sangat cocok satu sama lain dan dipasang dengan baut dan mur pengunci. Bantalan batang penghubung dipasang untuk mengurangi gesekan. Mereka dibuat dalam bentuk dua liner baja dengan kunci. Minyak disuplai melalui alur minyak. Bantalan secara tepat disesuaikan dengan ukuran sambungan.

Berlawanan dengan kepercayaan populer, liner tidak dapat berputar bukan karena kunci, tetapi karena gaya gesekan antara permukaan luarnya dan kepala batang penghubung. Dengan demikian, bagian luar bantalan lengan tidak dapat dilumasi selama perakitan.

Poros engkol

Crankshaft merupakan bagian yang kompleks, baik dari segi desain maupun produksi. Dibutuhkan torsi, tekanan dan beban lainnya dan karena itu terbuat dari baja kekuatan tinggi atau besi cor. Poros engkol mentransmisikan putaran dari piston ke transmisi dan komponen kendaraan lainnya (seperti puli penggerak).

Poros engkol terdiri dari beberapa komponen utama:

• leher asli;
• leher batang penghubung;
• penyeimbang;
• pipi;
• betis;
• flens roda gila.

Desain poros engkol sangat tergantung pada jumlah silinder di mesin. Dalam mesin in-line empat silinder sederhana, ada empat jurnal batang penghubung pada poros engkol, di mana batang penghubung dengan piston dipasang. Lima jurnal utama terletak di sepanjang poros tengah poros. Mereka dipasang di bantalan blok silinder atau bak mesin pada bantalan biasa (liner). Jurnal utama ditutup dari atas dengan penutup yang dibaut. Sambungan membentuk bentuk-U.

Sebuah tumpuan mesin khusus untuk memasang jurnal bantalan disebut tempat tidur.

Leher batang utama dan penghubung dihubungkan oleh apa yang disebut pipi. Counterweight meredam getaran yang berlebihan dan memastikan pergerakan poros engkol yang mulus.

Jurnal poros engkol diberi perlakuan panas dan dipoles untuk kekuatan tinggi dan kecocokan yang presisi. Poros engkol juga sangat seimbang dan terpusat untuk mendistribusikan semua gaya yang bekerja padanya secara merata. Di wilayah tengah leher akar, di sisi penyangga, setengah cincin persisten dipasang. Mereka diperlukan untuk mengkompensasi gerakan aksial.

Roda gigi pengatur waktu dan katrol penggerak aksesori engine terpasang ke shank poros engkol.

Roda gila

Di bagian belakang poros ada flensa tempat roda gila terpasang. Ini adalah bagian besi cor, yang merupakan disk besar. Karena massanya, roda gila menciptakan inersia yang diperlukan untuk pengoperasian poros engkol, dan juga menyediakan transmisi torsi yang seragam ke transmisi. Di tepi roda gila ada cincin roda gigi (mahkota) untuk koneksi dengan starter. Roda gila ini memutar poros engkol dan menggerakkan piston saat mesin dihidupkan.

Mekanisme engkol, desain, dan bentuk poros engkol tetap tidak berubah selama bertahun-tahun. Sebagai aturan, hanya perubahan struktural kecil yang dilakukan untuk mengurangi berat, inersia, dan gesekan.