Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Из чего сделан шатун двигателя


Шатун двигателя: устройство, предназначение

При работе двигателя шатун принимает на себя большую нагрузку т.к. совершает самую тяжёлую работу. Шатун передаёт мощность двигателя на колёса автомобиля, тем самым обеспечивая их необходимым крутящим моментом для движения. Делает он это благодаря возвратно-поступательному движению коленчатого вала и поршня.

Несмотря на то, что на всех двигателях шатуны выполняют одну и ту же работу — устроены они везде по разному. В первую очередь это зависит от типа двигателя: бензиновый или дизельный. Так же немаловажную роль играет компоновка двигателя: V-образная или рядная.

Для улучшения работы и снижения веса конструкторы стараются видоизменять шатуны и делать их более лёгкими, при этом сохраняя или даже увеличивая их заводскую прочность. Однако, проблема заключается в том, что, например, для дизельных двигателей шатуны всегда будут тяжелее, чем для бензиновых. Это обусловлено принципом работы самого ДВС.

Теперь давайте разберёмся из каких же составляющих состоит шатун двигателя внутреннего сгорания. В нём есть 3 основные детали: верхняя головка, стержень, нижняя головка. Верхняя головка имеет меньший диаметр и соединяется со стержнем поршневым пальцем. Соединение головки большего диаметра (кривошипной) происходит с помощью шейки коленчатого вала. Так у шатуна есть крышка, которая расположена в нижней головке и болты, закрепляющие её.

Подшипники скольжения очень тонкие и через отверстие в коленвале, которые сделаны на шатунных шейках, на них подаётся масло, под давлением создаётся масляная плёнка, в результате чего происходит скольжение между частицами масла.

Следующая важная деталь, о которой следует рассказать — это поршень. Он принимает на себя давление газов и дальше передаёт это усилие через шатун на коленчатый вал. В целом поршень — очень сложная техническая деталь, выполненная из алюминиевого сплава. Поршень должен быть очень прочным и лёгким, при этом при высоких температурах он не должен расширяться.

Диаметр поршня имеет немного меньший диаметр, чем цилиндр. Сделано это для того чтобы между стенками могло проходить масло и при этом не было трения металла об металл.

Поршневые кольца устанавливаются в специальные канавки в поршне и служат для уплотнения поршня с цилиндром. Сами кольца могут быть компрессионными и маслосъёмными. Компрессионных колец обычно два и они не дают газам прорываться, а маслосъёмное кольцо снимает масло со стенок цилиндров. Диаметр колец немного больше диаметра цилиндра, для лучшего уплотнения.

Определение поломки шатуна и пути решения проблемы

Ремонт шатунов двигателя — работа не сложная. Хотя при поломке последствия могут быть очень плачевными, поэтому важно уметь определять поломку этой детали и пути быстрого ремонта.

Первый признак поломки — стук в двигателе. Но многие могут спутать его со звукам распредвала, клапана или других элементов двигателя. Перепутать стук шатунов двигателя с другими звуками очень сложно. Он очень сильно похож на частый и громкий стук молотка.

Для того чтобы проверить в каком цилиндре поломка нужно попробовать снять провода с крышки трамблёра, но делать это нужно последовательно. Сняв один из проводов звук в двигателе уменьшится — это значит, что поломка скрыта именно в этом цилиндре.

На инжекторных двигателях сделать это немного сложнее. На модификации с фишками, нужно снять фишку с катушки зажигания, тем самым отключив нужный цилиндр.

После того как вы определили в каком цилиндре поломка — разберите двигатель и проверьте все шатуны. Если окажется что помимо сломанного шатуна в двигателе есть ещё и гнутые, то проблема может возникнуть в том, что с одной стороны поршень будет испытывать большее трение, а с другой пропускать масло, что впоследствии приведёт к образованию нагара.

Определить гнутый шатун очень просто. Для этого вам понадобится плоская поверхность и наждачная бумага. Натяните бумагу на поверхность и потрите об неё каждый шатун поршневой головкой. Если шатун ровный, то поверхность верхней головки будет равномерно блестящая. Если же шатун кривой, то поверхность будет блестеть не равномерно. В случае если шатун кривой — его так же следует заменить.

Менять шатун нужно в нескольких случаях:

  • Деформирован стержень
  • Появились зазоры в верхней или нижней части головки

Какие же могут быть причины обрыва шатуна в двигателе? Очень просто!

  1. Поддерживайте достаточный уровень масла
  2. Меняйте фильтр, не допускайте его загрязнения
  3. Меняйте масло каждые 7-12 тыс км

Перед началом восстановления шатунов двигателявнимательно осмотрите все шатуны и проверьте какие из них можно отремонтировать, а какие следует заменить.

Чтобы хорошо и правильно отремонтировать шатун, желательно использовать специализированное оборудование, если у вас такого оборудования нет, то лучше доверить дело профессионалам.

Во-первых, для того чтобы привести нижний шатун в идеальное заводское состояние — вам нужно обточить крышку головки. Слой, который вы снимите, должен быть минимальным. После проведения операции установить головку в прежнее положение и затяните болты.

Во-вторых, помните, что нельзя растачивать головку больше установленного диаметра. Для того чтобы не превысить допустимое значение — расточку следует выполнять на специализированном станке.

В-третьих, после расточки шатуна может увеличиться зазор под поршневым пальцем в головке. Для решения этой проблемы нужно заменить бронзовую втулку, после чего она примет требуемый диаметр.

Шатун

- Wikipedia

Шатун и поршень от автомобильного двигателя

Шатун , также называемый шатун , является частью поршневого двигателя, который соединяет поршень с коленчатым валом. Вместе с кривошипом шатун преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленчатого вала. Шатун необходим для передачи сжимающих и растягивающих усилий от поршня и вращения на обоих концах.

Предшественником шатуна является механическая связь, используемая водяными мельницами для преобразования вращательного движения водяного колеса в возвратно-поступательное движение. [1]

Чаще всего шатуны используются в двигателях внутреннего сгорания или в паровых двигателях.

Происхождение [править]

Самое раннее свидетельство наличия шатуна появляется в конце 3-го века нашей эры на римской лесопилке Иераполис. Это также появляется в двух восточно-римских лесопильных заводах 6-ого столетия, раскопанных в Эфесе соответственно Герасе. Механизм кривошипа и шатуна этих римских водяных мельниц преобразовал вращательное движение водяного колеса в линейное движение пильных дисков. [2]

В Renaissance Italy самое раннее свидетельство - хотя и механически неправильно понятое - составной шатун и шатун можно найти в книгах с эскизами Такколы. [3] Хорошее понимание вовлеченного движения показывает художника Пизанелло (ум. 1455), который показал поршневой насос, приводимый в движение водяным колесом и управляемый двумя простыми кривошипами и двумя шатунами. [3]

К 16-му веку, свидетельства о шатунах и шатунах в технологических трактатах и ​​произведениях искусства эпохи Возрождения в Европе становятся все более распространенными; Агостино Рамелли «« Разнообразные и искусственные машины » только 1588 года изображает восемнадцать примеров, число которых увеличивается в году Theatrum Machinarum Novum Георга Андреаса Беклера до 45 различных машин. [4]

Шатун в двигателе Caterpillar

Ранняя документация проекта произошла где-то между 1174-1206 гг. Н.э. в штате Артукид (современная Турция), когда изобретатель Аль-Джазари описал машину, которая включала шатун с коленчатым валом для перекачивания воды как часть водоподъемной машины. , [5] [6]

Паровые двигатели [править]

Балочный двигатель с двумя шатунами (почти вертикально) между горизонтальной балкой и маховиком

Шатун паровоза (между поршнем и задним колесом; самый большой видимый шток)

Атмосферный двигатель Newcomen 1712 года (первый паровой двигатель) использовал цепной привод вместо шатуна, поскольку поршень создавал силу только в одном направлении. [7] Однако большинство паровых двигателей после этого имеют двойное действие, поэтому сила создается в обоих направлениях, что приводит к использованию шатуна. Типичная конструкция использует большой блок подшипников скольжения, называемый поперечиной, с шарниром между поршнем и шатуном, расположенным снаружи цилиндра, для чего требуется уплотнение вокруг штока поршня. [8]

В паровозе кривошипы обычно устанавливаются непосредственно на ведущие колеса. Шатун используется между шатунным штифтом на колесе и поперечиной (где он соединяется с штоком поршня). [9] Эквивалентные шатуны на тепловозах называются «боковыми шатунами» или «шатунами». На небольших паровозах шатуны обычно имеют прямоугольное поперечное сечение, [10] , однако иногда используются стержни морского типа круглого сечения.

В лопастных пароварках шатуны называются «питманами» (не путать с «стрелками»).

Двигатели внутреннего сгорания [править]

Типичная конструкция шатуна автомобильного двигателя

Шатун для двигателя внутреннего сгорания состоит из «большого конца», «стержня» и «малого конца».Маленький конец прикрепляется к поршневому пальцу (также называемому «поршневым пальцем» или «запястьем»), который может поворачиваться в поршне. Как правило, большой конец соединяется с кривошипом, используя подшипник скольжения, чтобы уменьшить трение; однако некоторые меньшие двигатели могут вместо этого использовать подшипник качения, чтобы избежать необходимости использования системы смазки с насосом.

Как правило, в подшипнике на большом конце шатуна просверлено отверстие для отверстия, из-за которого смазочное масло стекает на упорную сторону стенки цилиндра, чтобы смазать ход поршней и поршневых колец.

Шатун может вращаться на обоих концах, поэтому угол между шатуном и поршнем может изменяться при движении штока вверх и вниз и вращении вокруг коленчатого вала.

Материалы [редактировать]

Алюминиевый стержень с модульной головкой и втулкой в ​​основании (слева), алюминиевый масляный стержень с погребениями (в центре), стальной стержень (справа)

В автомобильных двигателях серийного производства шатуны чаще всего изготавливаются из стали. В высокопроизводительных применениях могут использоваться шатуны «заготовки», которые изготавливаются из цельной металлической заготовки, а не отливаются или выковываются.

Другие материалы включают алюминиевый сплав T6-2024 или алюминиевый сплав T651-7075, которые используются для легкости и способности поглощать высокие удары за счет долговечности. Титан является более дорогим вариантом, который уменьшает вес. Чугун может использоваться для более дешевых и менее эффективных приложений, таких как мотороллеры.

Отказ во время работы [править]

Верхняя половина вышедшего из строя шатуна Шатун, который вначале вышел из строя из-за усталости, а затем был поврежден от удара коленчатым валом

Во время каждого вращения коленчатого вала шатун часто подвергается большим и повторяющимся силам: силам сдвига, обусловленным углом между поршнем и кривошипом, силам сжатия при движении поршня вниз и силам растяжения при движении поршня вверх. [11] Эти силы пропорциональны квадрату оборотов двигателя (об / мин).

Выход из строя шатуна, который часто называют «бросанием штока», является одной из наиболее распространенных причин катастрофического отказа двигателя в автомобилях. [ цитирование необходимо ] часто приводит в движение сломанный стержень через боковую часть картера и тем самым делая двигатель непоправимым. [12] Распространенными причинами отказа шатуна являются разрушение при растяжении из-за высоких оборотов двигателя, сила удара, когда поршень касается клапана (из-за проблемы с клапанным механизмом), отказ подшипника штока (обычно из-за проблемы со смазкой или неправильной установки). шатуна. [13] [14] [15] [16]

Износ цилиндров [править]

Боковое усилие, приложенное к поршню через шатун коленчатого вала, может привести к износу цилиндров овальной формы. Это значительно снижает производительность двигателя, поскольку круглые поршневые кольца не могут должным образом уплотнить стенки цилиндра овальной формы.

Величина бокового усилия пропорциональна углу шатуна, поэтому более длинные шатуны уменьшат боковое усилие и износ двигателя.Однако максимальная длина шатуна ограничена размером блока двигателя; длина хода плюс длина шатуна не должны приводить к перемещению поршня за верхнюю часть блока цилиндров.

Хозяева и рабыни [править]

Принцип работы радиального двигателя

Ведущие и ведомые стержни в авиационном двигателе Renault 8G V8 1916-1918 гг.

Радиальные двигатели обычно используют ведущие и ведомые шатуны, причем один поршень (самый верхний поршень в анимации) имеет главный шток с прямым креплением к коленчатому валу.Остальные поршни прикрепляют крепления своих шатунов к кольцам по краю основного шатуна.

Многобаночные двигатели с множеством цилиндров, например двигатели V12, имеют мало свободного места для многих шеек шатунов на ограниченной длине коленчатого вала. Самое простое решение, которое используется в большинстве двигателей дорожных автомобилей, состоит в том, чтобы каждая пара цилиндров имела общий шатун, однако это уменьшает размер подшипников штока и означает, что совпадающие (т.е. противоположные) цилиндры в разных рядах слегка смещены. вдоль оси коленчатого вала (что создает качающуюся пару).Другое решение состоит в том, чтобы использовать ведущие и ведомые соединительные стержни, где главный стержень также содержит один или несколько кольцевых штифтов. Эти кольцевые штифты соединены с большими концами ведомых стержней на других цилиндрах. Недостаток этого состоит в том, что ход ведомого стержня немного короче, чем ведущий, что увеличивает вибрацию в V-образном двигателе.

Одним из наиболее сложных примеров шатунов типа «главный и подчиненный» является экспериментальный 24-цилиндровый двигатель Junkers Jumo 222, разработанный для Второй мировой войны.Этот двигатель состоял из шести блоков цилиндров, каждый с четырьмя цилиндрами на банк. В каждом «слое» из шести цилиндров использовался один главный соединительный стержень, а в остальных пяти цилиндрах использовались ведомые стержни. [17] Приблизительно 300 испытательных двигателей были построены, однако двигатель не достиг производства.

Штоки вил и лезвия [править]

Шатуны с вилами и лезвиями, также известные как «раздвоенные шатуны», использовались в двигателях V-twin для мотоциклов и в авиационных двигателях V12. [18] Для каждой пары цилиндров стержень «вилки» на большом конце разделен на две части, а стержень «лопасти» из противоположного цилиндра утончается, чтобы войти в этот зазор в вилке.Такое расположение устраняет качающуюся пару, которая возникает, когда пары цилиндров смещены вдоль коленчатого вала.

Общепринятая конструкция подшипника большого конца состоит в том, чтобы стержень вилки имел единственную широкую втулку подшипника, которая охватывает всю ширину стержня, включая центральный зазор. В этом случае стержень лезвия движется не непосредственно по шатуну, а снаружи этой втулки. Это заставляет два стержня колебаться взад и вперед (вместо того, чтобы вращаться относительно друг друга), что уменьшает силы на подшипник и скорость на поверхности. a b Ritti, Grewe & Kessener 2007, p. 161 ошибка harvnb: нет цели: CITEREFRittiGreweKessener2007 (помощь):

Из-за находок в Эфесе и Герасе изобретение системы кривошипа и шатунов пришлось пересмотреть с 13 по 6 век; теперь рельеф Иераполиса возвращает его еще на три столетия, что подтверждает, что каменные мельницы с водяным приводом действительно использовались, когда Авсоний написал свою Мозеллу. "Drysdale Godzilla V-Twin". thekneeslider.com . Получено 26 сентября 2019 года. ,

Обратный шатун двигателя - Википедия

Обратный шатун , [1] [2] Шток обратного поршня [i] или (на морском языке) двигатель с двойным штоком [2] или обратного действия Двигатель представляет собой особую компоновку для парового двигателя.

Ключевым атрибутом этой компоновки является то, что шток поршня выходит из цилиндра на траверсу, но шатун затем меняет направление и идет назад на к коленчатому валу.Такая компоновка компактна, но имеет механические недостатки. Возвратные шатунные двигатели при этом использовались редко.

Схема возвратного шатуна имеет две возможные формы:

  • Цилиндр находится между поперечиной и коленчатым валом. Это требует длинных шатунов. Чтобы избежать неуравновешенных сил на поперечной головке, эти стержни, как правило, спарены и проходят по обе стороны от цилиндра.
  • Коленчатый вал находится между поперечиной и цилиндром. Для этого требуется спаренный шток или вилка поршня, чтобы обойти коленчатый вал.

Как в горизонтальном, так и в вертикальном расположении использовалась схема возвратного шатуна. Вертикальные возвратные шатунные двигатели имели оригинальную «вертикальную» компоновку с цилиндром, направленным вверх к поперечине [ii]

Настольные и Steeple двигатели [править]

Модель стола двигателя, показывающая раздвоенный шатун

«Настольные» и «шпильные» двигатели - это вертикальные стационарные двигатели с возвратными шатунами.

Настольные двигатели [править]

Настольные двигатели размещают цилиндр над коленвалом и поперечиной и между ним.Они увидели широкое производство Maudslay примерно с 1805 года и были использованы для питания небольших инженерных мастерских. Они были особенно популярны для вождения линейного вала, поскольку они могли работать на более высокой скорости, чем лучевые двигатели.

Подобно меньшим кузнечным двигателям, преимущество настольных двигателей Maudslay заключалось в том, что они могли быть изготовлены на заводах как единое целое. Это включало их большую чугунную опорную плиту или стол. В отличие от горизонтальных двигателей и самодельных балочных двигателей, они не требовали строительства большого и тщательно выровненного кладочного фундамента на месте установки двигателя.Двигатели также можно было сделать заранее и продавать «с полки». Хотя это позволило сэкономить средства, это было в основном выгодно, потому что это было на быстрее, чем , чем ввод в эксплуатацию здания двигателя и машинного отделения.

Steeple двигателей [править]

Steeple двигателей поместите коленчатый вал над цилиндром, между ним и поперечиной. Они используют парные поршневые штоки, два или даже четыре, от поршня до поперечины, чтобы избежать коленчатого вала. Другой образец использовал треугольное ярмо на единственном штоке поршня, позволяя коленчатому валу проходить через него. [4]

Двигатели Steeple в основном использовались в качестве судовых двигателей. [1] [5] У некоторых американских речных катеров с гребным колесом были особенно большие шпили, которые возвышались над их рубкой.

Термин «коленчатый двигатель» также использовался позднее для обозначения двигателей с тандемным соединением в форме перевернутой вертикали ввиду их большой высоты. [iii] Это не были возвратные шатунные двигатели.

Локомотивов [править]

Первые двигатели высокого давления Тревитика, начиная с 1801 года, включая его локомотивы, использовали расположение возвратных шатунов в горизонтальном и вертикальном расположении.Цилиндры были встроены в котел, чтобы избежать потери тепла, и короткий котел также образовывал каркас двигателя. Это сделало возвратный шатун естественной компоновкой с коленчатым валом на противоположном конце котла от траверсы. Парные шатуны были относительно простыми компонентами, хотя два были необходимы. Поскольку они также позволяли коленвалу использовать две простые нависающие кривошипы на концах вала, а не сложный кованый коленчатый вал с внутренней кривошипой, это также было ценным упрощением.

Другие ранние паровозы, такие как Саламанка Мюррея (1812) и Blücher (1815) Джорджа Стефенсона и Locomotion (1825) Джорджа, также использовали двигатели с обратной шатуной. Все они имели тяжелые вертикальные цилиндры, установленные тандемом внутри цилиндра котла, которые проходили через поперечные траверсы над локомотивом, опираясь на качающиеся звенья. Сложность этого движения привела к тому, что водители назвали его «вязание» . Качающаяся тяга была проще, чем раннее параллельное движение Уотта, и не заставляла траверсу двигаться по такой точной прямой линии.Однако дополнительная длина шатунов для двигателя возвратного шатуна относительно хода поршня делала этот эффект угла менее серьезным. Steam Elephant использовал элементарный набор ползунков для поддержки поперечины.

Использование возвратного шатуна к валу под котлом с нависающими кривошипами также позволило избежать необходимости использования внутреннего кривошипа. Для конструкций Стивенсона эта коленчатая ось также несла бы вес локомотива, а не просто коленчатый вал, и, таким образом, это позволило избежать особенно трудной работы по ковке.

Одним из последних локомотивов, которые использовали возвратные шатуны, были Эрикссон и Braithwaite Novelty на испытаниях в Рейнхилле.

Отказ от конструкции возвратного шатуна

Puffing Billy Хедли, современник Blücher , избегал возвратного шатуна в пользу балки кузнечика. Цилиндры были теперь установлены рядом, но были все еще большими, тяжелыми и установлены как неотъемлемая часть котла.Хотя лучевой двигатель имеет конструкцию, аналогичную двигателю обратной шатуны, в том, что шток поршня направлен в одном направлении, а шатун движется в обратном направлении, двигатели луча не рассматриваются как двигатели обратной шатуна. Локомотив Royal George , принадлежащий Стивенсону из Хэкворта, перевернул конструкцию так, чтобы цилиндры, все еще вертикальные, были обращены вниз непосредственно на коленчатый вал. Ко времени выпуска Стивенсона Rocket , особенно когда новые тепловозы с тепловыми трубками стали легче и быстрее, было признано, что вертикальные цилиндры вызывали удар молотка по хрупким рельсам живота того времени. Ракета была построена с цилиндрами, наклоненными под углом 45 °, но вскоре была перестроена, чтобы расположить их почти горизонтально. С тех пор почти у всех паровозов были установлены цилиндры близко к горизонтали.

Судовые паровые двигатели [править]

Байдарки [править]

Поперечный («квадратный») двигатель парохода по реке Гудзон PS Belle

Первые морские паровые машины приводили в движение гребные колеса. Для лопастей требуется относительно высокая ось, которая также часто образует коленчатый вал.Для устойчивости основной вес двигателя, то есть его цилиндра, установлен низко вниз. Позже двигатели приводили в движение одношнековые винты. Теперь для них требовался низкий привод, но все же он получал выгоду от эффекта устойчивости двигателя с низкой посадкой. Такие ранние двигатели, ограниченные технологией того времени, работали при низких давлениях в котле и низких скоростях поршня. Вместе с коротким ходом поршня, ограниченным из-за нехватки места для двигателя, [iv] этим ранним двигателям требовались поршни большого диаметра, чтобы развить достаточную мощность.

Двигатели с крестовинами [править]

Поперечная, «двойная поперечная» [1] Двигатели или «квадрат» представляли собой вертикальные двигатели, аналогичные по конструкции настольному двигателю с цилиндром над коленчатым валом. Траверсы нужно быть очень широким, чтобы позволить шатуны пройти по обе стороны от большого цилиндра, который в свою очередь, требуется большой опорную раму для Регуляторами. Они были популярны для ранних американских речных судов, и их большие деревянные поперечные опоры с рамой были отличительной чертой. [6] Большие двигатели стали сверхтяжелыми, и поэтому конструкция была заменена двигателями с шпилем или шагающим лучом.

Steeple двигателей [править]

Европейская практика, особенно на Клайде, отдавала предпочтение шпилерному двигателю Napier вместо квадратного двигателя. Их было сложнее построить и использовать больше металлоконструкций, но они поместили цилиндр под коленчатый вал и поэтому были более устойчивыми в узком корпусе. Ни одна форма не была популярна для морских судов. [1] [4] [5]

Винтовой привод [править]

В морской практике двигатель шатуна обратного хода для винтового движителя был назван обратного действия [1] (на языке США) или двухпоршневой шток [2] двигатель.

Базовые двигатели [править]

Джон Пенн запатентовал двигатель багажника в 1848 году. Это была конструкция, позволяющая создать особенно короткий двигатель (измеренный в направлении его штока поршня), который также мог поддерживать поршень большого диаметра. [v] Они были установлены поперечно, обычно в виде двухцилиндровых двигателей, и использовались для военных кораблей с относительно высокой установленной мощностью. Базовый двигатель достигает своей короткой длины, имея большой диаметр, полый поршневой шток или «ствол». Штифт поршневого пальца шатуна установлен внутри этого ствола, благодаря чему общая длина двух компонентов человека, поршневого штока и шатуна, может телескопироваться вместе.Поскольку ствол должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить возможность поворота шатуна при вращении кривошипа, эта конструкция ограничена двигателями большого диаметра. Также было обнаружено, что с повышением давления в котле уплотнение большого диаметра вокруг ствола становится все более подверженным утечкам. [7]

Двигатели с двойным штоком [править]
Двухпоршневой двигатель с винтовым приводом HMS Agincourt (1865)
Цилиндр и поршень находятся справа, конденсатор и воздушный насос - слева.

Двигатель багажника был в значительной степени заменен на двигатель с двумя поршневыми штоками . [2] [8] Это был двигатель с обратной шатуной, с коленчатым валом между поперечиной и цилиндром. Четыре поршневых штока использовались для прохода вокруг коленчатого вала, как сверху, так и снизу, а также с каждой стороны кривошипа, поскольку ход кривошипа был шире, чем вертикальное расстояние между поршневыми штоками. Поскольку большинство этих двигателей были параллельными соединениями, два поршневых штока были бы взяты из каждого из поршней высокого и низкого давления.В некоторых двигателях использовались двойные штоки из большого цилиндра низкого давления и один шток из цилиндра высокого давления с хомутом для обхода коленчатого вала. [9] Двухпоршневые штоки также можно было бы использовать в простом двигателе, но для этого требовался болт с буртиком на поперечной головке, поэтому они были ограничены двигателями меньшего размера. Преимущество двигателя с двойным поршневым штоком над стволом заключалось в том, что оба конца шатуна были доступны для технического обслуживания. Одним из факторов, извлеченных из использования горизонтальных цилиндров в море, было то, что, несмотря на прежние опасения, дополнительный износ был незначительным из-за веса поршня, опирающегося на цилиндр. [2]

Адмиралтейский комитет 1858 года настоятельно рекомендовал отказаться от более старых конструкций двигателей в пользу рационализации только трех моделей: однопоршневой двигатель (самый узнаваемый на сегодняшний день тип), двигатель багажника и двухпоршневой шток , [10]

Более поздний вариант двигателя багажника повторно посетил расположение возвратного шатуна в качестве вибрирующего рычага или двигателя половинного багажника. Это был парный двигатель с двумя короткоходными магистральными двигателями, обращенными наружу.Их шатуны от поршней привели к вертикальным «вибрирующим рычагам», которые могли качаться взад и вперед. Эти рычаги вращали короткий вал оси с дополнительными рычагами, которые, в свою очередь, приводили в движение другую пару шатунов и общий центральный коленчатый вал. Эти сложные двигатели были изобретением шведско-американского инженера Джона Эрикссона и мало использовались за пределами этих двух стран.

Сиамский двигатель Модслея [править]

Другими компактными альтернативами возвратным шатунным или магистральным двигателям были сиамский двигатель Модслея и редкий кольцевой поршневой двигатель.Как и двигатель ствола, они помещали шплинт в длину хода поршня, имея пару поршней и Т-образную траверсу, которая могла бы перемещать шплинт за его обычное положение.

строителей [править]

Насосы и нагнетательные двигатели с прямым соединением [править]

Воздуходувный двигатель - это большой стационарный паровой двигатель, непосредственно связанный с воздушными насосными цилиндрами. Они используются для подачи воздуха в доменные печи и другие виды плавильных печей. Поскольку рабочий цилиндр и ведомая нагрузка являются поршнями с возвратно-поступательным движением, они могут быть непосредственно соединены своим поршневым штоком.Шатун используется только для привода маховика, инерция которого уравновешивает нагрузку в течение всего цикла двигателя, а не в качестве выходного вала. Эти двигатели были одними из последних новых разработок возвратных шатунов.

Показанный большой двигатель с вертикальным обдувом был построен в 1890-х годах Э. П. Аллисом из Милуоки (позже он стал частью «Аллис-Чалмерс»). [12] Воздушный цилиндр находится над паровым силовым цилиндром и поперечиной. Основная сила поршня передается на воздушный цилиндр исключительно возвратно-поступательным движением, а маховики служат только для сглаживания работы двигателя.Вал маховика установлен под паровым поршнем, соединенные шатуны движутся вниз и назад.

Подобные насосные двигатели также использовались на водопроводных станциях. Перевернутые вертикальные двигатели имели свой цилиндр сверху и водяные поршневые насосы у основания или в скважине под ними. В промежутке между ними были предусмотрены коленчатый вал и маховики для более плавной работы, а не вращения. Они приводились в движение от нижнего (насосного) ярма короткими возвратными шатунами. Хокинс, Неемия (1897). Новый катехизис парового двигателя . Нью-Йорк: Тео Одель. стр. 335-337. ,

Соединительная тяга - Википедия

Соединительная тяга и соединительные тяги прикреплены к малому рабочему колесу локомотива

Соединительная тяга или боковая тяга соединяет ведущие колеса локомотива. В частности, паровые локомотивы обычно имеют их, но некоторые тепловозы и электровозы, особенно старые и маневровые, также имеют их. Соединительные тяги передают мощность привода на все колеса.

Разработка [править]

Локомотив № 1 был первым локомотивом, который использовал сцепные стержни, а не цепи.В 1930-х годах были разработаны надежные роликовые подшипники. [1]

Пособие по вертикальному движению [править]

В целом, все железнодорожные транспортные средства имеют рессорную подвеску; без пружин неровности на гусеничном ходу могут поднять колеса с рельса и нанести ударный урон как рельсам, так и транспортным средствам. Ведущие колеса, как правило, устанавливаются таким образом, чтобы они имели вертикальное движение около 2,5 см (1 дюйм). При наличии только двух связанных осей этот диапазон движения создает незначительное напряжение на шатунах коленчатого вала.Однако для большего количества осей необходимо предусмотреть, чтобы каждая ось двигалась вертикально независимо от других, не сгибая стержни. Это можно сделать, навесив боковой стержень на каждый промежуточный шатун, либо используя сам штифт в качестве шарнирного пальца, [2] [3] или добавив шарнирное соединение рядом со штифтом, как показано на рисунке. ,

Альтернативой является использование боковой тяги, охватывающей несколько осей, со скотч-хомутом, используемым на каждой промежуточной оси. Этот подход был довольно распространен, когда боковые тяги использовались для соединения карданного вала с двумя или более ведущими колесами на электровозах и некоторых ранних тепловозах внутреннего сгорания.Швейцарский Ce 6/8 II Крокодил локомотив является ярким примером, но были и другие. [4] [5] [6]

Балансировка [править]

Нецентрированное крепление соединительной тяги к шатуну ведущего колеса неизбежно создает эксцентричное движение и вибрацию при движении. Чтобы компенсировать это, ведущие колеса локомотива с внутренней рамой всегда имели встроенные противовесы для компенсации углового момента соединительных стержней, как показано на рисунках выше.На локомотивах с внешней рамой противовес может находиться на самом ведущем колесе или на рукоятке за рамой, как показано на соседнем рисунке.

В тех случаях, когда движение боковых стержней является чисто круговым, как на локомотивах, приводимых в движение домкратами или трансмиссией с одним приводом, противовесы могут по существу сбалансировать все движения боковых стержней. Когда часть движения является некруглой, например, горизонтальное движение поршневого штока, противовесов на колесах или ведущих осях не может быть выполнено, чтобы идеально сбалансировать весь узел.На ведущем колесе, поддерживающем обе боковые тяги и соединительный шток с поршнем, противовес, необходимый для уравновешивания горизонтального движения поршня и шатуна, будет тяжелее, чем противовес, необходимый для уравновешивания вертикального веса шатунов. В результате противовес, выбранный для минимизации общей вибрации, не минимизирует вертикальную составляющую вибрации.

Вертикальный компонент вибрации, который не может быть устранен из-за веса, необходимого для балансировки поршней, называется ударным воздействием.Это губительно как для локомотива, так и для дорожного полотна. В некоторых локомотивах этот удар может быть настолько интенсивным, что на скорости водители попеременно спрыгивают с головки рельса, а затем сильно ударяются о рельсы, когда колеса завершают свое вращение. К сожалению, ударное воздействие присуще обычным двухцилиндровым паровозам с поршневым приводом, и это одна из нескольких причин, по которой они были выведены из эксплуатации.

Материалы [редактировать]

Первоначально соединительные тяги были изготовлены из стали. Norman W. Storer, Electric Locomotive, патент США 991 038, выдан 2 мая 1911 г.

См. Также [править]

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.