Связанные понятия
Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение (например, во вращательное движение коленчатого вала в двигателях внутреннего сгорания), и наоборот.
Шату́н (англ. connecting rod) (устар. тяговое дышло) — деталь, соединяющая поршень (посредством поршневого пальца) и шатунную шейку коленчатого вала или движущих колёс паровоза. Служит для передачи передачи газовых сил возвратно-поступательно движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.
Ремённая передача — это передача механической энергии при помощи гибкого элемента — приводного ремня, за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями.
Эксцентрик — (лат. ex centro — рус. из центра) диск (цилиндрическая поверхность) или сектор диска, насаженный на вращающийся вал так, что ось вращения диска параллельна, но не совпадает с осью вращения вала, для преобразования вращательного движения в поступательное. Расстояние между осями называется эксцентриситетом.
Вал — деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.
Упоминания в литературе
Кривошип – вращающееся звено шарнирного или рычажного механизма, которое может совершать полный оборот вокруг неподвижной оси. Конструктивно кривошип выполняют в виде детали с двумя отверстиями, или цапфами – элементами вращательных цилиндрических пар. Одна из пар в плоском механизме может быть сферической для компенсации перекосов осей звеньев. В пространственном механизме пару, в состав которой входят два подвижных звена, обычно выполняют сферической. Кривошип конструктивно совмещают с маховиком или колесом, а также выполняют в виде эксцентрика или коленчатого вала.
Электрический напильник конструкции Д.И. Судаковича предназначен для выполнения различных слесарных и сборочных работ. Длина хода напильника 12 мм, число двойных ходов в минуту 1500, мощность электродвигателя 120 Вт, рабочее напряжение тока 127 и 220 В. Напильник работает следующим образом. Включается электродвигатель. Вращающийся ротор электродвигателя через зубчатую пару передает вращение коленчатому валу, на кривошипную шейку которого насажен шатун. При этом шатун получает возвратно-поступательное движение, которое передается через шток напильнику, закрепленному в патроне. Особенностью данного электронапильника является то, что его приводной механизм выполнен с двумя шатунами, один из которых шарнирно соединен через шток с напильником, а другой – с балансиром, причем
кривошип коленчатого вала привода расположен таким образом, что поступательному перемещению напильника в одном направлении соответствует перемещение балансира в обратном направлении. Благодаря такому устройству достигается взаимное гашение инерционных сил, вызываемых возвратно-поступательным движением напильника и балансира, и устранение вибрации инструмента при его работе. Применение электронапильника повышает производительность в сравнении с работой, выполняемой обычным ручным напильником.
Вспомогательные такты (первый, второй и четвертый) совершаются за счет кинетической энергии тщательно сбалансированного массивного чугунного диска, закрепленного на валу двигателя – маховика, о котором также шла речь выше. Кроме обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, маховик способствует преодолению сопротивления сжатия в цилиндрах двигателя при его пуске, а также позволяет ему преодолевать кратковременные перегрузки, например, при трогании автомобиля с места. На ободе маховика закреплен зубчатый венец для пуска двигателя стартером. Во время третьего такта (рабочего хода) поршень через шатун,
кривошип и коленчатый вал передает запас инерции маховику. Инерция помогает ему осуществлять вспомогательные такты рабочего цикла двигателя. Из этого следует, что при тактах впуска, сжатия и выпуска поршень ходит в цилиндре именно за счет энергии, отдаваемой маховиком. В многоцилиндровом двигателе порядок работы цилиндров устанавливается таким образом, чтобы рабочий ход хотя бы одного поршня помогал осуществлять вспомогательные такты и плюс ко всему вращал маховик.
Из приведенной формулы видно, что повысить мощность можно также как за счет увеличения рабочего объема цилиндра путем изменения диаметра и хода поршня, так и за счет увеличения количества цилиндров. Увеличение количества цилиндров неизбежно связано с ростом габаритных размеров двигателя, что не всегда приемлемо из-за ограниченного пространства моторного отсека автомобиля. Увеличение хода поршня может быть осуществлено как путем замены KB на новый, так и путем эксцентричного обтачивания, например, шатунных шеек на уменьшенный диаметр. Немаловажным здесь является и то обстоятельство, что замена KB на новый, с увеличенным радиусом вращения
кривошипа , сопровождается некоторым увеличением массы двигателя.
3. Как отмечалось ранее, принцип работы двигателя внутреннего сгорания заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Это происходит на третьем этапе работы двигателя, который называется рабочим ходом. Когда поршень находится в ВМТ, а рабочая смесь максимально сжата, между электродами свечи зажигания возникает электрическая искра, что вызывает воспламенение рабочей смеси (это происходит в камере сгорания). В результате на поршень, находящийся в ВМТ, оказывается мощное давление. Клапаны в этот момент плотно закрыты, продуктам горения деваться некуда, и именно они давят на поршень, который под воздействием этого давления вынужден двигаться вниз к НМТ. При этом он передает энергию своего движения через шатун на
кривошип коленчатого вала, тем самым вынуждая его вращаться. Именно это вращение является движущей силой автомобиля.
От электромотора через редуктор и гибкий вал получает вращение
кривошип , сообщающий возвратно-поступательное движение шатуну и прикрепленному к нему шаберу.
Когда вращается коленвал, его
кривошипы с размаху «ныряют» в моторное масло, находящееся в поддоне картера. При этом масло сильно разбрызгивается. Масляные брызги, а также масляный туман, который возникает в результате очень быстрого вращения коленвала, обильно оседают на внутренней поверхности цилиндров, на детали шатунно-поршневой группы и газораспределительного механизма. В результате получается, что все эти детали очень обильно смазываются маслом (можно даже сказать – поливаются), что обеспечивает их продолжительную работу и высокую износостойкость.
Связанные понятия (продолжение)
Червя́чная переда́ча (зубчато-винтовая передача) — механическая передача, осуществляющаяся зацеплением червяка и сопряжённого с ним червячного колеса.
Храпово́й механи́зм (храпови́к) — зубчатый механизм прерывистого движения, предназначенный для преобразования возвратно-вращательного движения в прерывистое вращательное движение в одном направлении. Проще говоря, храповик позволяет оси вращаться в одном направлении и не позволяет вращаться в другом. Храповые механизмы используются достаточно широко — например, в турникетах, гаечных ключах, заводных механизмах, домкратах, лебёдках, замках наручников и т. д.
Фрикцио́нная му́фта (устар. — фрикцио́н, от англ. friction — трение) — устройство передачи вращательного движения посредством силы трения скольжения.
Цепная передача — это передача механической энергии при помощи гибкого элемента — цепи, за счёт сил зацепления. Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (например, цепной вариатор).
Обго́нная му́фта (также муфта свободного хода) — деталь механической трансмиссии, которая предотвращает передачу крутящего момента от ведомого вала обратно к ведущему в случае, если по какой-либо причине ведомый начинает вращаться быстрее. Наиболее известное применение обгонной муфты — в велосипедном приводе. В момент, когда водитель перестает вращать педали, и велосипед продолжает двигаться по инерции, срабатывает обгонная муфта, отключая колесо от педалей, и они не бьют по ногам. Иногда обгонные...
Кулачко́вый механи́зм — механизм, образующий высшую кинематическую пару, имеющий подвижное звено, совершающее вращательное движение, — кулак (кулачок), с поверхностью переменной кривизны или имеющей форму эксцентрика, взаимодействующей с другим подвижным звеном — толкателем, если подвижное звено совершает прямолинейное движение, или коромыслом, если подвижное звено совершает качание. Кулак, совершающий прямолинейное движение, называется копиром.
Золотни́к , золотниковый клапан — устройство, направляющее поток жидкости или газа путём смещения подвижной части относительно окон в поверхности, по которой она скользит.
Ступи́ца в общем случае — это центральная часть вращающейся детали с отверстием (маховика, шкива, зубчатого колеса и т. д.) для насадки на вал или ось. Отверстие ступицы обычно имеет шпоночный паз или шлицевый профиль для передачи крутящего момента. Если же деталь свободно вращается на оси, то в отверстие ступицы запрессовывают заглушки или подшипники качения.
Шкив (нидерл. schijf, англ. sheave) — фрикционное колесо с ободом или канавкой по окружности, которое передаёт движение приводному ремню или канату.
Поршнево́й па́лец (англ. piston pin, нем. Kolbenbolzen) — сплошной или полый цилиндрический стержень, служащий для подвижного шарнирного соединения поршня с шатуном. Аналогичные детали имеются в шарнирных соединениях ползунов, крейцкопфов, рычажных механизмов и обычно называются осью шарнира.
Балансир (фр. balancier — от balancer — качать, уравновешивать) — груз, соединённый с вращающейся деталью машин, служащий для уравновешивания сил инерции. В этих же целях канатоходец использует шест, стремясь распределить массу своего тела в горизонтальной плоскости, перпендикулярно направлению своего движения.
Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).
Му́фта — устройство (деталь машины), предназначенное для соединения друг с другом концов валов и свободно сидящих на них деталей для передачи крутящего момента. Служат для соединения двух валов, расположенных на одной оси или под углом друг к другу.
Ребо́рда (от фр. reborde), гребень — выступающая часть обода колеса или шкива, предотвращающая боковое смещение колеса при его движении по рельсам или канатам, а также смещение ремня относительно шкива.
Гипоидная передача (гиперболоидная) — вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами (с косыми или криволинейными зубьями) со скрещивающимися осями (обычно 90°). Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы. Передаточное отношение от 1 до 10 (в пределе: до 60).В отличие от обычных конических передач, начальные конусы которых имеют...
Механическая передача — механизм, служащий для передачи и преобразования механической энергии от энергетической машины до исполнительного механизма (органа) одного или более, как правило, с изменением характера движения (изменения направления, сил, моментов и скоростей). Как правило, используется передача вращательного движения.
То́рмоз — устройство для замедления или остановки движения и/или вращения механизма машины, транспортного средства.
Карда́нная переда́ча (разговорное — «крестовина») — механизм, передающий крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения. Широко используется в различных областях человеческой деятельности, когда трудно обеспечить соосность вращающихся элементов. Подобные функции может выполнять также зубчатая муфта.
Бараба́н — общее название вращающихся частей машины, имеющих форму полого цилиндра (иногда конуса).
Планета́рный реду́ктор , дифференциа́льный реду́ктор (от лат. differentia – разность, различие) — один из классов механических редукторов. Редуктор называется планетарным из-за планетарной передачи, находящейся в редукторе, передающей и преобразующей крутящий момент.
Зубчатая муфта — жёсткая подвижная компенсирующая муфта, которая состоит из полумуфт с внешними зубчатыми венцами, и разъёмной обоймы с двумя внутренними зубчатыми венцами. Эти устройства предназначены для передачи крутящего момента между двумя валами, оси которых не являются коллинеарными. Иными словами, зубчатая муфта обеспечивает компенсацию осевого, радиального и углового смещения валов. Это достигается за счёт того, что её зубчатое зацепление изготовляют с гарантированным боковым зазором и с...
Фрикционная передача (лат. frictio, родительный падеж frictionis — трение) — кинематическая пара, использующая силу трения между собой для передачи механической энергии.
Втулка — деталь машины, механизма, прибора цилиндрической или конической формы (с осевой симметрией), имеющая осевое отверстие, в которое входит сопрягаемая деталь.
Реду́ктор (механический) — механизм по передаче мощности вращением, главной функцией которого является редукция, то есть, снижение усилия, необходимого для привода устройства, преобразующего передаваемую мощность в полезную работу. Каноническим видом механического редуктора является пара взаимозацепленных цилиндрических шестерён, из которых ведущая шестерня меньшего размера, а ведомая — большего.
Гидроцили́ндр (гидравли́ческий цили́ндр) — объёмный гидродвигатель возвратно-поступательного движения. Принцип действия гидроцилиндров во многом схож с принципом действия пневмоцилиндров.
Привод : В механике При́вод (он же силовой привод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин и механизмов. Является тем, что выполняет работу по превращению одного типа энергии в другой и передаёт эту энергию исполнительному механизму. То, что приводит исполнительный механизм в движение, представляет собой своего рода «вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом, движителем) и выполняет те же функции, что и механическая передача. Подсистемы...
Велосипедное колесо — колесо, часть велосипеда, конструкция, состоящая в общем случае из втулки, спиц, обода, камеры и покрышки.
Маховик (маховое колесо) — массивное вращающееся колесо, использующееся в качестве накопителя (инерционный аккумулятор) кинетической энергии или для создания инерционного момента как это используется на космических аппаратах.
По́ршень — основная деталь насосов, компрессоров и поршневых двигателей внутреннего сгорания, служащая для преобразования энергии сжатого газа в энергию поступательного движения (в компрессорах - наоборот). Для дальнейшего преобразования энергии в крутящий момент служат остальные детали КШМ — шатуны и коленчатый вал. Первый поршневой ДВС создан французским инженером Ленуаром в 1861 году, до этого поршни применялись в паровых машинах и насосах.
Подши́пник (от «под шип») — сборочный узел, являющийся частью опоры или упора и поддерживающий вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.
Тормозной цилиндр — компонент тормозной системы, силовой орган, преобразующий давление сжатого воздуха в механическую энергию, которая передаётся через тормозную рычажную передачу на тормозные колодки, прижимая их к ободу колеса или к тормозным дискам.
Тормозная колодка (иногда башмак) — часть тормозной системы и её основной рабочий компонент. Именно тормозная колодка создаёт тормозное ускорение, за счёт взаимодействия с поверхностью катания колеса или тормозного диска и преобразования силы нажатия в тормозной момент. Активно применяются на всех видах колесного транспорта.
Момент силы (синонимы: крутящий момент, вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент) — векторная физическая величина, равная векторному произведению вектора силы и радиус-вектора, проведённого от оси вращения к точке приложения этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.
Шарнир равных угловых скоростей (сокращённо ШРУС) обеспечивает передачу крутящего момента при углах поворота до 70 градусов относительно оси. ШРУСы изредка называют «гомокинетическими шарнирами» (от др.-греч. ὁμός — «равный, одинаковый» и κίνησις — «движение», «скорость»).
Пневматический привод (пневмопривод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение частей машин и механизмов посредством энергии сжатого воздуха.
Гла́вная переда́ча — неотъемлемый элемент трансмиссии любых колёсных ТС с любым типом двигателя. Основной функцией главной передачи является увязка мощностных характеристик применяемого двигателя (крутящего момента и оборотов) с конструкцией ТС в контексте предполагаемой его эксплуатации (полной массы, максимальной скорости, дорожных условий). Дополнительной функцией может являться передача мощности к колёсам/гусеницам под углом в 90 градусов. Конструктивно всегда представляет собой механический...
Плунжер (от англ. plunge — нырять, погружаться) — вытеснитель или поршень цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра.
Винт (шнек) — простейший механизм. Резьба винта, в сущности, представляет собой другой простейший механизм — наклонную плоскость, многократно обёрнутую вокруг цилиндра.
Балансировка вращающихся тел — процесс уравновешивания вращающихся частей машины — роторов электродвигателей и турбин, коленчатых валов, шкивов, колёс автомобиля и др. Балансировка выполняется как при помощи балансировочных станков, так и непосредственно во время эксплуатации.
Задний мост — агрегат колёсной или гусеничной машины, соединяющий между собой задние колёса одной оси. У колёсной машины — служит опорой её задней части. Посредством подвески мост крепится к раме машины или к её несущему кузову.
Гидравлический двигатель (гидродвигатель) — гидравлическая машина, предназначенная для преобразования гидравлической энергии в механическую. К гидродвигателям относят гидромоторы, гидроцилиндры, гидротурбины и поворотные гидродвигатели.
Ось (от праславян. ость) — серединная линия. В ботанике устаревшая форма — ость — продолжает использоваться.
Ведущий мост — агрегат колёсной или гусеничной машины, соединяющий между собой ведущие колёса одной оси. Посредством подвески мост крепится к раме машины или к её несущему кузову.
Рулевое управление — система управления направлением движения транспортных средств с помощью рулевого колеса. Состоит из механизмов, преобразующих положение (угол поворота) руля в пропорциональное изменение положения колёс или аналогичных управляющих направлением движения элементов (поворот движителя, поворот направляющей лыжи, конька).