Fonction
La fonction du mécanisme de bielle de manivelle est de fournir un lieu de combustion et de convertir la pression de détente du gaz produit par la combustion du carburant au sommet du piston en couple de rotation du vilebrequin, qui est une puissance de sortie continue.
(1) Changer la pression du gaz dans le couple du vilebrequin
(2) Changer le mouvement alternatif du piston dans le mouvement de rotation du vilebrequin
(3 ) La force de combustion agissant sur le haut du piston est convertie en couple du vilebrequin pour fournir de l'énergie mécanique à la machine de travail.
Composition
Le mécanisme de bielle manivelle se compose du groupe de corps, la bielle de piston Il se compose de trois parties: l'ensemble volant moteur vilebrequin.
(1) Ensemble de carrosserie : bloc-cylindres, joint de culasse, culasse, carter moteur, chemise de cylindre et carter d'huile
(2) Ensemble de bielle de piston: piston, segment de piston, axe de piston, bielle
(3) Jeu de volants de vilebrequin : vilebrequin, volant, amortisseur de torsion, arbre d'équilibrage
Ensemble de corps
Le corps est composé Le squelette du moteur est la base d'installation des différents mécanismes et systèmes du moteur. Toutes les pièces principales et accessoires du moteur sont installés à l'intérieur et à l'extérieur, qui supportent diverses charges. Par conséquent, le corps doit avoir une résistance et une rigidité suffisantes.
Bloc-cylindres
Le bloc-cylindres est la base d'assemblage des différents mécanismes et systèmes du moteur, et est la partie la plus importante du moteur. Le bloc-cylindres a un bloc-cylindres refroidi par eau et un bloc-cylindres refroidi par air.
Le bloc-cylindres refroidi par eau est généralement coulé dans son ensemble avec le carter supérieur. Tous les cylindres sont projetés sur la partie supérieure du bloc-cylindres et les cavités autour des cylindres sont reliées les unes aux autres pour former une chemise d'eau. La partie inférieure est le carter utilisé pour supporter le vilebrequin.
Le bloc-cylindres a trois types : en ligne, en forme de V et opposé horizontalement, et en ligne et en forme de V sont couramment utilisés dans les automobiles. La structure de la partie inférieure du bloc-cylindres a trois formes : type général, type portique et type tunnel. Le bloc-cylindres et le carter moteur refroidis par air adoptent une structure divisée. Le bloc-cylindres et le carter sont coulés séparément puis assemblés. De nombreuses ailettes de refroidissement sont moulées sur la surface extérieure du bloc-cylindres et de la culasse pour assurer une dissipation thermique suffisante. Le matériau du bloc-cylindres est généralement de la fonte grise. Afin d'améliorer la résistance à l'usure du cylindre, une petite quantité d'éléments d'alliage tels que le nickel, le molybdène, le chrome et le phosphore sont parfois ajoutés à la fonte. Attendre. Cependant, dans les faits, hormis la surface de la paroi du cylindre qui coopère avec le piston, d'autres pièces ne nécessitent pas une résistance à l'usure élevée. Pour une économie de matériau, il est largement utilisé pour insérer la chemise de cylindre dans le corps du cylindre pour former la surface de travail du cylindre. De cette façon, la chemise de cylindre peut être en fonte alliée ou en acier allié avec une meilleure résistance à l'usure pour prolonger la durée de vie du cylindre, et le bloc-cylindres peut être en fonte ordinaire ou en alliage d'aluminium à des prix inférieurs. Il existe deux types de chemises de cylindre, le type sec et le type humide.
La surface extérieure de la chemise sèche du cylindre n'est pas en contact direct avec l'eau froide et son épaisseur de paroi est généralement de 1 à 3 mm. La surface extérieure de la chemise de cylindre et la surface intérieure du cylindre assemblé adoptent un ajustement serré.
La surface extérieure de la chemise de cylindre humide est en contact direct avec l'eau de refroidissement et l'effet de refroidissement est bon. Son épaisseur de paroi est plus épaisse que celle des chemises de cylindre sèches, généralement de 5 à 9 mm.
Culasse
La fonction principale de la culasse est de fermer la partie supérieure du cylindre, formant une chambre de combustion avec le haut du piston et la paroi du cylindre.
Une chemise d'eau de refroidissement est coulée dans la culasse d'un moteur général refroidi par eau. L'extrémité inférieure de la culasse et l'extrémité supérieure du bloc-cylindres sont en communication avec la chemise d'eau correspondante. La circulation d'eau est utilisée pour refroidir les pièces à haute température telles que la paroi de la chambre de combustion. ; De nombreuses ailettes de refroidissement sont moulées sur la culasse du moteur refroidi par air pour réduire la température de la chambre de combustion en augmentant la surface de refroidissement.
La culasse du moteur doit avoir des trous de conduit de siège de soupape d'admission et d'échappement et des passages d'admission et d'échappement. Les culasses des moteurs à essence doivent également avoir des trous pour bougies d'allumage, tandis que les moteurs diesel ont des trous pour l'installation des injecteurs de carburant.
Joint de culasse
Un joint de cylindre est installé entre la culasse et le bloc-cylindres. Sa fonction est d'assurer l'étanchéité entre la culasse et le bloc-cylindres et d'éviter les fuites d'air et d'eau dans la chambre de combustion. fuite d'eau.
Carter d'huile
La fonction principale du carter d'huile est de stocker l'huile et de sceller le carter. Le carter d'huile a très peu de force et est généralement embouti dans une fine plaque d'acier.
Jeu de bielles de piston
L'ensemble de bielle de piston se compose d'un piston, d'un segment de piston, d'un axe de piston, d'une bielle, d'un roulement de bielle, etc.
Piston
La fonction du piston est de former une chambre de combustion avec la culasse et la paroi du cylindre, et de résister à la pression des gaz dans le cylindre. La force est transmise à la bielle par l'axe du piston. Pousser le vilebrequin pour le faire tourner.
Le piston peut être divisé en trois parties : tête, gorge annulaire et jupe.
Tête de piston Le piston fait partie intégrante de la chambre de combustion et sa forme dépend de la forme de la chambre de combustion. Les formes courantes de tête de piston incluent le dessus plat, le dessus concave et le dessus convexe.
Rainure de segment de piston Le segment de piston est monté dans la gorge de segment de piston. Les moteurs à essence ont généralement 2 à 3 gorges annulaires. Les 1 ou 2 rainures supérieures servent à installer la bague à gaz pour réaliser l'étanchéité du cylindre ; celui du bas est utilisé pour installer la bague d'huile. De nombreux trous de retour d'huile radiaux sont percés au fond de la rainure du segment d'huile. Lorsque le piston descend, la bague d'huile racle l'excès d'huile sur la paroi du cylindre et retourne dans le carter d'huile par le trou de retour d'huile. Si la température est trop élevée, le premier anneau est sujet aux dépôts de carbone, provoquant une surchauffe et un blocage.
Jupe de piston La jupe de piston joue un rôle de guidage.
Segment de piston
Le segment de piston est installé dans la rainure du segment de piston pour sceller l'espace entre le piston et la paroi du cylindre, empêcher les fuites et faire en sorte que le piston effectue un mouvement alternatif en douceur. Les segments de piston sont divisés en deux types : segment à gaz et segment à huile.
Axe de piston
La fonction de l'axe de piston est de relier le piston et le pied de bielle, et de transmettre la force de gaz subie par le piston à la bielle.
Les axes de piston sont généralement des cylindres creux, et parfois ils sont transformés en structures tubulaires de section transversale selon les exigences de résistance égale.
Les axes de piston sont généralement en acier à faible teneur en carbone ou en alliage à faible teneur en carbone.
La connexion entre l'axe de piston et le trou de siège d'axe de piston et le trou de douille de pied de bielle adopte des connexions entièrement flottantes et semi-flottantes. Avec une connexion flottante complète, l'axe de piston peut tourner librement dans le trou ; avec une liaison semi-flottante, il y a un ajustement serré entre l'axe et le pied de bielle, et aucune rotation relative ne se produit pendant le travail ; il y a un espace entre l'axe et le trou du siège d'axe de piston Ajustement avec jeu.
Bielle
La fonction de la bielle est de transmettre la force du piston au vilebrequin et de convertir le mouvement alternatif du piston en mouvement de rotation du vilebrequin.
La bielle est composée d'un corps de bielle, d'un couvercle de bielle, d'un boulon de bielle et d'un coussinet de bielle. Le corps de bielle et le couvercle de bielle sont divisés en petit bout de bielle, arbre et tête de bielle.
La petite extrémité de la bielle est utilisée pour installer l'axe de piston pour connecter le piston. L'arbre est généralement constitué d'une section en forme de « travail » ou de « H » pour réduire la masse tout en répondant aux exigences de résistance et de rigidité.
La tête de bielle est reliée au tourillon de bielle du vilebrequin. Généralement, il s'agit d'un type distinct, et la moitié coupée de l'arbre s'appelle un couvercle de bielle, et les deux sont reliés par des boulons de bielle dans leur ensemble.
Le palier de bielle est installé dans le siège du trou de tête de bielle et assemblé avec le tourillon de bielle sur le vilebrequin. C'est l'une des paires correspondantes les plus importantes dans le moteur. Les alliages antifriction couramment utilisés comprennent principalement les alliages blancs, les alliages cuivre-plomb et les alliages à base d'aluminium.
Ensemble volant moteur vilebrequin
L'ensemble volant moteur de vilebrequin est principalement composé d'un vilebrequin, d'un volant moteur et de quelques accessoires.
Vilebrequin
Le vilebrequin est l'une des pièces les plus importantes du moteur. Sa fonction est de convertir la force du gaz du groupe de bielles du piston en couple de rotation du vilebrequin pour une sortie externe, et de faire fonctionner le train de soupapes du moteur et d'autres dispositifs auxiliaires.
L'extrémité avant du vilebrequin est principalement utilisée pour entraîner le mécanisme de distribution d'air, la pompe à eau et le ventilateur et d'autres mécanismes auxiliaires. L'arbre avant est équipé de pignons de distribution (ou poulies de distribution), de poulies de ventilateur et de pompe à eau et d'amortisseurs de vibrations de torsion. Ainsi que les griffes de départ et ainsi de suite.
L'extrémité arrière du vilebrequin adopte une structure de bride pour installer le volant d'inertie.
Le tourillon principal et le tourillon de bielle sont les raccords coulissants les plus critiques du moteur. Généralement, ils sont durcis en surface. Le filet de transition du tourillon doit être traité par laminage de renforcement et d'égalisation pour améliorer sa résistance anti-fatigue.
Le positionnement axial du vilebrequin adopte généralement des plaques de poussée ou des bagues à bride, et le dispositif de positionnement est installé au niveau du premier palier principal à l'extrémité avant ou à un certain palier au milieu.
Les vilebrequins sont généralement forgés ou moulés avec de l'acier de construction à teneur moyenne en carbone de haute qualité, de l'acier allié à teneur moyenne en carbone de haute qualité ou de la fonte ductile à haute résistance avec une résistance élevée, une résistance aux chocs et une résistance à l'usure.
Le vilebrequin doit subir un contrôle d'équilibrage dynamique avant montage. Pour un vilebrequin déséquilibré, une partie de la masse est souvent percée du côté le plus lourd du contrepoids ou de la manivelle pour atteindre l'exigence d'équilibre.
Volant
Le volant d'inertie est un disque avec un grand moment d'inertie. Une couronne dentée est pressée sur le bord extérieur, qui engrène avec le pignon d'entraînement du démarreur et est utilisée lors du démarrage du moteur.
Le volant d'inertie est généralement marqué avec le calage de l'allumage du premier cylindre pour calibrer le calage de l'allumage.
Le volant d'inertie d'un moteur multicylindres doit subir un test d'équilibre dynamique avec le vilebrequin. Afin de garantir que la relation d'assemblage entre le volant et le vilebrequin n'est pas endommagée pendant le processus de démontage et d'assemblage, la goupille de positionnement ou la disposition asymétrique des boulons est adoptée et une attention particulière doit être portée lors de l'installation.