Zestawienie
Ten dokument zawiera informacje na temat:
Informacje ogólne
Funkcja
Informacje ogólne
Silnik spalinowy jako silnik o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka charakteryzuje się pracą z oscylującym ruchem tłoka i wewnętrznym, cyklicznym spalaniem. Dzięki mechanicznemu współdziałaniu różnych grup konstrukcyjnych silnik o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka spręża mieszaninę powietrza z paliwem i przekazuje ciśnienie spalania jako moment obrotowy na wał korbowy.
Ilustracja przykładowa napędu korbowegoM139 |
1 | Skrzynia korbowa |
2 | Miska olejowa |
3 | Dolna część miski olejowej |
4 | Obudowa napędu rozrządu |
5 | Wałek wyrównoważający |
6 | Koło pośrednie |
7 | Wał korbowy |
8 | Korbowód |
9 | Tłok |
10.1 | Pierścień zgarniający olej |
10.2 | Minutowy pierścień |
10.3 | Pierścień ściskający |
A | Powierzchnia robocza cylindra (powłoka NANOSLIDE®) |
P01.00-A042-76
Funkcja
Skrzynia korbowa
Skrzynie korbowe obecnych silników wysokoprężnych i benzynowych Mercedesa są wykonane z aluminium. W wielu konstrukcjach silników powierzchnie robocze cylindrów są nakładane w procesie powlekania NANOSLIDE® bezpośrednio na wewnętrzne powierzchnie skrzyni korbowej. Silniki M260 i M264 oraz M270, M274 i M278 są wyposażone w tuleje cylindrowe wykonane z żeliwa szarego.
Jako centralny element obudowy silnika, który zazwyczaj składa się ze skrzyni korbowej, miski olejowej i skrzyni rozrządu, skrzynia korbowa wykonuje ważne zadania. Na przykład, absorpcja współdziałających sił z procesów spalania i oscylujących ruchów tłoków, jak również wysokich obciążeń termicznych. Mechanicznie, skrzynia korbowa stanowi wspornik dla wielu elementów silnika na ścianach zewnętrznych, w środku i mieści cały mechanizm korbowy. Istotnymi elementami mechanizmu korbowego są:
Wałek wyrównoważający z panewkami łożysk
Koła pośrednie
Wał korbowy z górnym i dolnym panewkami łożysk
Korbowód z panewkami łożysk
Sworzeń tłoka
Tłok
Pierścienie tłokowe
Trybologiczne wykonanie powierzchni roboczej cylindra i mechanizmu korbowego jest podstawą redukcji strat spowodowanych tarciem i wytrzymałości silnika. Ciśnienie spalania oddziałujące na tłok jest przekształcane na ruch linearny. Wynikający z tego napęd jest przekazywany poprzez korbowód na wał korbowy, w wyniku czego powstaje moment obrotowy.
Tłoki z ich pierścieniami tłokowymi są narażone na duże obciążenia mechaniczne i termiczne. Geometria i jakość powierzchni mają istotny wpływ na tworzenie mieszaniny i spalanie. Poza tym odpowiada on za odprowadzanie ciepła z komory spalania do oleju i płynu chłodzącego. Pierścienie tłokowe są projektowane w różnych geometriach z uwzględnieniem ich funkcji. Dolny pierścień, pierścień zgarniający olej, zgarnia olej silnikowy z powierzchni roboczej cylindra i w ten sposób dozuje film olejowy, po którym podczas skoku przesuwają się górne pierścienie tłokowe. Pierścień minutowy, umieszczony w środkowym rowku tłoka, kontroluje warstwę oleju, zarówno dla wystarczająco dobrych warunków trybologicznych, jak i grubości jego warstwy. Musi być ona bardzo cienka, aby straty oleju w wyniku odparowania były niewielkie. Pierścień minutowy uszczelnia również gazy spalinowe i wpływa na zachowanie silnika podczas wydmuchiwania poprzez interakcję z ruchem pierścienia dolnego. Prostokątny pierścień lub pierścień zaciskowy uszczelnia komorę spalania do skrzyni korbowej i odprowadza ciepło spalania do chłodzonej powierzchni roboczej cylindra. Mechaniczne naprężenie wstępne tego pierścienia tłokowego zapewnia uszczelnienie podczas rozruchu silnika i zapobiega trzepotaniu pierścienia przy dużych prędkościach obrotowych silnika.
Mechanizm korbowy jest umieszczony w skrzyni korbowej. Skrzynia korbowa ma przede wszystkim następujące zadania:
Łożyska wału korbowego i wału wyrównawczego
Układ łożysk z zamontowanym wałem wyrównawczym
Połączenie przekazujące napęd pomiędzy głowicą cylindrów a zespołem napędowym
Podparcie powierzchni roboczej cylindra i/lub tulei cylindrowych
Zintegrowane struktury kanałów do chłodzenia, smarowania, odpowietrzania
Mocowanie zespołów dodatkowych
Skrzynia korbowa ma dalsze punkty mocowania domontowanych elementów i tworzy olejo- i wodoszczelną komorę mechanizmu i komorę płynu chłodzącego.
Mechanizm zaworowy
Mechanizm zaworowy określa moment i czas trwania zasysania świeżego powietrza oraz moment i czas trwania emisji spalonych gazów. Mechanizm zaworowy oraz przynależne komponenty są głównymi elementami głowicy cylindrów.
Mechanizm zaworów opisuje wymianę ładunku w silniku spalinowym. Głowica cylindrów ma następujące zadania:
Absorpcja sił ciśnienia w cylindrze
Chłodzenie obszarów blisko komory spalania
Smarowanie mechanizmu zaworów
Zamknięcie komory spalania do góry
Umiejscowienie świec zapłonowych lub dysz wtryskowychMechanizm zaworowy składa się głównie z następujących komponentów:
Zawory ssące i zawory wydechowe
Sprężyny zaworów
Dźwigienka zaworowa
Wałek rozrządu zaworów ssących i wydechowych.
Głowica cylindrów
Łańcuch rozrządu (lub pasek zębaty)Sterowanie wałka rozrządu zaworów ssących i wydechowych jest realizowane przez łańcuch rozrządu wału korbowy. Krzywki wałka rozrządu otwierają poprzez organy transmisyjne, np. popychacz, przeciwnie do siły sprężyn zaworów zawory ssące i wydechowe. Siła sprężyn zaworowych ponownie zamyka zawory. Luz roboczy rozciąga się na cztery skoki, czyli dwa obroty wału korbowego. Zawory są otwierane i zamykane tylko raz, przy tylko jednym obrocie wałka rozrządu. Wałek rozrządu pracuje z połową prędkości obrotowej silnika wału korbowego.
Stosunek prędkości obrotowej pomiędzy wałem korbowym a wałkiem rozrządu wynosi 2 : 1.
Napęd paskowy
Napęd paskowy ma za zadanie przekazywanie ruchu obrotowego wału korbowego na zespoły dodatkowe, np. alternator, pompa wodna, sprężarka układu klimatyzacji i napędzania ich.
Napęd paskowy obejmuje przede wszystkim następujące komponenty:
Pasek klinowy
Napinacz paska
Bierne koła pasoweUkład smarowania silnika
Układ smarowania silnika służy do zasilania wszystkich wymagających smarowania i chłodzenia miejsc w silniku olejem smarnym, np. tłoka, panewek łożyska, dźwigienki zaworowi. Ciśnienie oleju zmienia się w zależności od prędkości obrotowej silnika.
Układ smarowania silnika obejmuje głównie następujące komponenty:
Pompa olejowa
Miska olejowa
Zawór pompy olejowej
Czujnik oleju
Moduł filtra oleju
Wymiennik ciepła oleju silnikowego Smarowanie silnika ma następujące zadania:
Smarowanie, w celu zmniejszenia strat energii i zużycia spowodowanego tarciem pomiędzy ślizgającymi się po sobie elementami.
Chłodzenie, w celu ochrony części silnika, ponieważ nie mogą one przekazywać ciepła bezpośrednio do płynu chłodniczego lub powietrza chłodzącego.
Uszczelnienie, do dokładnego uszczelnienia między elementami ślizgającymi się po sobie (np. pierścień tłokowy przy ścianie cylindra).
Czyszczenie, do usuwania i/lub wiązania ścierania, osadów i pozostałości spalania w oleju silnikowym.
Ochrona przed korozją.
Tłumienie odgłosów pracy silnika, ponieważ film smarny działa jako wytłumienie odgłosów i drgań.
Ilustracja przykładowa mechanizm zaworów M139 |
7 | Wał korbowy |
11 | Łańcuch rozrządu |
12 | Prowadnica łańcuchowa z hydraulicznym napinaczem łańcucha |
13 | Wałek rozrządu zaworów wydechowych |
14 | Wałek rozrządu zaworów ssących |
15 | Sprężyny zaworów |
16 | Zawory ssące |
17 | Zawory wydechowe |
18 | Świece zapłonowe |
P01.00-A043-76
Powiązane dokumenty
- gf0140p1000a Skrzynia korbowa, funkcje główne
- gf0530p1000a Mechanizm zaworowy, funkcje główne
- gf1321p1001a Napęd paskowy, funkcje główne
- gf1800p1003a Smarowanie silnika, funkcje główne