Variklio stūmokliai: ką jie turi atlaikyti ir kokia jų funkcija?
Stūmokliai yra pagrindinė stūmoklinio vidaus degimo variklio dalis. Stūmokliai tarpininkauja energijos perdavimui tarp degimo kameros ir judančio mechanizmo, prijungto prie stūmoklių.
Šiame straipsnyje mes paaiškinsime stūmoklių funkciją, iš kokios medžiagos jie pagaminti ir ką jie turi atlaikyti.
Turinys
Koks yra variklio stūmoklių vaidmuo?
Degimo variklio stūmokliai priklauso vienai iš labiausiai įtemptų komponentų, kuriuos galime rasti variklyje. Jie turi atlaikyti daug streso, kurį sukelia labai aukšta temperatūra (apie 2000°C) ir didelis slėgis, kuris dyzeliniuose varikliuose yra net didesnis nei benzininiuose. Tai reiškia, kad stūmoklius daugiausia apkrauna slėgis ir temperatūra.
Alkūninis velenas: kam jis skirtas ir kaip jis įtempiamas?
Be to, vidaus degimo variklio stūmokliai švaistikliais turi sukti alkūninį veleną ir savo paviršiumi užfiksuoti dujų plėtimosi slėgį. Kitas stūmoklių darbas – atskirti degimo kamerą nuo alkūninio veleno kameros.
Tuo pačiu metu stūmokliai turi gerai užsisandarinti, bet ne per daug, kad būtų išsaugotas tarpas tarp stūmoklio korpuso ir cilindro sienelės. Stūmokliai turi būti šiek tiek mažesni už cilindrą – priešingu atveju dėl medžiagos šiluminio plėtimosi jie gali įstrigti arba įtrūkti.
Atidžiai pažiūrėkite į aukščiau pateiktą stūmoklio judėjimo animaciją ir pastebėkite nedidelį tarpą tarp stūmoklio apvalkalo ir cilindro sienelės. Dvi stūmoklio eilutės žymi stūmoklio žiedus, kurie yra arčiau sienos nei pats stūmoklis.
Stūmoklio konstrukcija
Vidaus degimo variklio stūmoklis susideda iš kelių dalių:
- Stūmoklio karūnėlė
- Stūmoklio apvalkalas
- Stūmoklio kaištis
- Stūmoklio žiedai
1. Stūmoklio karūnėlė
Stūmoklio karūnėlė, taip pat žinoma kaip stūmoklio galvutė, yra paviršius, esantis stūmoklio viršuje. Jis turi atlaikyti labai aukštą temperatūrą ir slėgį degimo kameroje.
2. Stūmoklio korpusas
Stūmoklio gaubtas yra ovali stūmoklio sienelė ir turi likti sutepta, kol variklis veikia, t.y. stūmokliui judant aukštyn ir žemyn. Norint geriau sutepti arba kad alyva liktų ant paviršiaus, korpuso paviršius yra šiek tiek grubus.
3. Stūmoklio kaištis
Stūmoklio kaištis yra žinomas kaip trumpas tuščiaviduris strypas, paprastai pagamintas iš stipraus ir kieto plieno lydinio. Šis kaištis jungia stūmoklį su švaistikliu.
Variklio švaistikliai: kaip jie įtempiami ir kokia jų funkcija?
Stūmoklio kaiščio konstrukcija yra labai svarbi, ypač mažuose, didelio sūkių dažnio automobilių varikliuose. Šiuose varikliuose stūmoklio kaištis turi atlaikyti dideles apkrovas ir įtempimus dirbant dideliu greičiu.
4. Stūmoklio žiedai{{REF_LINK}}
Stūmoklyje yra žiedai, skirti sandarinti cilindrą ir išvengti suspaudimo praradimo bei alyvos nuotėkio. Stūmoklio žiedai įdedami į stūmoklio griovelius su tam tikru tarpu, kad būtų užtikrintas tinkamas stūmoklio apvalkalo ir cilindro sienelių sutepimas.
Stūmoklio žiedai: kur jie yra ir kam jie skirti?
Paprastai ant vieno stūmoklio montuojami du ar trys stūmoklio žiedai. Yra dviejų tipų stūmoklių žiedai:
- Sandarinimo žiedas – du viršutiniai žiedai (tik vienas, jei stūmoklyje yra tik du žiedai) užsandarina degimo kamerą prispausdami prie cilindro sienelės.
- Valytuvo žiedas – apatinis žiedas, žinomas kaip valytuvo žiedas, sutepa stūmoklio apvalkalą ir neleidžia pertekliui patekti į degimo kamerą.
Stūmoklių tipai
Yra trijų tipų stūmokliai, kurių kiekvienas turi skirtingą formą ir funkciją: plokščias viršus, kupolas ir diskas / dubuo.
Plokšti stūmokliai
Plokščias viršus stūmokliai, kaip rodo pavadinimas, turi plokščią karūnėlę, kurios dėka jie gali išvystyti didžiausią jėgą ir užtikrinti efektyvų degimą. Tačiau jie gali sukurti per daug suspaudimo mažesnėms degimo kameroms.
Kupoliniai stūmokliai
Vietoj plokščio paviršiaus kupolo formos stūmokliai turi kupolą karūnos centre. Ši konstrukcija padidina suspaudimo laipsnį, tačiau kupolo stūmoklio konstrukcija skiriasi. Kai kurie kupoliniai stūmokliai kenčia nuo lėto degimo.
Plokštelių/dubenėlių stūmokliai
Kauliniai stūmokliai yra visiškai priešingi kupoliniams stūmokliams ir, kaip rodo pavadinimas, jų viršutinė dalis yra puodelio formos su šiek tiek banguotais išoriniais kraštais. Ši konstrukcija padeda išvengti detonacijos, nes sumažina suspaudimo laipsnį, padidindama kameros dubens tūrį. Šie stūmokliai dažniausiai naudojami varikliuose su turbokompresoriumi.
Stūmoklių aukščio skirtumas
Be kita ko, įvairios savybės atsiranda dėl stūmoklio aukščio. Aukštas stūmoklis yra sunkesnis už žemą. Greitaeigiuose varikliuose naudojami daug trumpesni stūmokliai nei įprastuose varikliuose būtent dėl mažesnio svorio.
Benzininiai varikliai paprastai turi trumpesnio eigos stūmoklius nei dyzeliniai varikliai. Todėl benzininio variklio stūmoklis paprastai užbaigia eigą per trumpesnį laiką nei dyzelinio variklio stūmoklis. Tačiau benzininiai varikliai yra mažiau efektyvūs nei dyzeliniai varikliai dėl mažesnio suspaudimo laipsnio.
Suspaudimo laipsnis: ar žinojote, ką jis rodo ir kokį poveikį jis turi varikliui?
Labai trumpų stūmoklių trūkumas yra padidėjusios variklio alyvos sąnaudos, nes toks stūmoklis negali idealiai užsandarinti degimo kameros.
Variklio alyva: ką turi atitikti svarbiausias automobilio eksploatacinis skystis?
Stūmoklio medžiaga
Stūmokliai dažnai gaminami iš aliuminio, silicio, vario, nikelio ir magnio lydinio, tačiau gali būti naudojamos ir kitos medžiagos. Automobilių sporte naudojami stūmokliai yra daug tvirtesni nei lengvųjų automobilių variklių stūmokliai, o jų svoris yra daug mažesnis, siekiant didesnės galios ir tuo pačiu atlaikyti didelius variklio sūkius.