Ffrithiant Mewnol Gyriant Prawf II

Mathau o iro a Dull iro Amrywiol Rannau Peiriant

Mathau iro

Mae rhyngweithiadau arwynebau symudol, gan gynnwys ffrithiant, iro a gwisgo, yn ganlyniad gwyddoniaeth o'r enw triboleg, a phan ddaw at y mathau o ffrithiant sy'n gysylltiedig â pheiriannau tanio mewnol, mae dylunwyr yn diffinio sawl math o iraid. Iriad hydrodynamig yw'r ffurf fwyaf poblogaidd ar y broses hon, ac mae'r man nodweddiadol lle mae'n digwydd ym mhrif gyfeiriannau gwialen y crankshaft, sy'n destun llwythi llawer uwch. Mae'n ymddangos yn y gofod bach rhwng y dwyn a'r siafft V, ac yn cael ei ddwyn yno gan bwmp olew. Yna mae wyneb symudol y beryn yn gweithredu fel ei bwmp ei hun, sy'n pwmpio ac yn dosbarthu'r olew ymhellach ac yn y pen draw yn creu ffilm eithaf trwchus trwy'r holl le dwyn. Am y rheswm hwn, mae dylunwyr yn defnyddio berynnau llawes ar gyfer y cydrannau injan hyn, gan fod isafswm ardal gyswllt y dwyn pêl yn creu llwyth uchel iawn ar yr haen olew. Ar ben hynny, gall y pwysau yn y ffilm olew hon fod bron i hanner can gwaith yn uwch na'r pwysau a grëir gan y pwmp ei hun! Yn ymarferol, trosglwyddir y grymoedd yn y rhannau hyn trwy'r haen olew. Wrth gwrs, er mwyn cynnal y cyflwr iro hydrodynamig, mae'n angenrheidiol bod system iro'r injan bob amser yn cyflenwi digon o olew.

Mae'n bosibl, ar ryw adeg, o dan ddylanwad gwasgedd uchel mewn rhai rhannau, bod y ffilm iro yn dod yn fwy sefydlog a chadarn na'r rhannau metel y mae'n eu iro, a hyd yn oed yn arwain at ddadffurfiad arwynebau metel. Mae datblygwyr yn galw'r math hwn o iro elastohydrodynamig, a gall amlygu ei hun yn y Bearings pêl a grybwyllir uchod, mewn gerau neu mewn codwyr falf. Os bydd cyflymder y rhannau symudol mewn perthynas â'i gilydd yn dod yn isel iawn, mae'r llwyth yn cynyddu'n sylweddol neu os nad oes digon o gyflenwad olew, mae'r iriad ffin, fel y'i gelwir, yn digwydd yn aml. Yn yr achos hwn, mae iro'n dibynnu ar adlyniad y moleciwlau olew i'r arwynebau ategol, fel eu bod yn cael eu gwahanu gan ffilm olew gymharol denau ond sy'n hygyrch o hyd. Yn anffodus, yn yr achosion hyn mae perygl bob amser y bydd y ffilm denau yn cael ei "phoncio" gan rannau miniog o afreoleidd-dra, felly, ychwanegir ychwanegion antiwear priodol at yr olewau, sy'n gorchuddio'r metel am amser hir ac yn atal ei dinistrio trwy gyswllt uniongyrchol. Mae iriad hydrostatig yn digwydd ar ffurf ffilm denau pan fydd y llwyth yn newid cyfeiriad yn sydyn a chyflymder y rhannau symudol yn isel iawn. Mae'n werth nodi yma bod cwmnïau dwyn fel prif wiail cysylltu fel Federal-Mogul wedi datblygu technolegau newydd i'w cotio fel y gallant ddelio â phroblemau gyda systemau cychwyn fel dwyn gwisgo ar gychwyniadau aml yn rhannol sych. eu bod yn destun pob lansiad newydd. Trafodir hyn yn nes ymlaen. Mae'r cychwyn aml hwn, yn ei dro, yn arwain at drosglwyddo o un math o iraid i'r llall ac fe'i diffinnir fel “iraid ffilm gymysg”.

Systemau iro

Roedd gan y peiriannau tanio mewnol cynharaf modurol a beic modur, a datblygiadau diweddarach hyd yn oed, "iro" diferu lle aeth olew i mewn i'r injan o fath o deth saim "awtomatig" o dan weithred disgyrchiant ac yna llifo trwyddo neu ei losgi allan. Heddiw mae dylunwyr yn diffinio'r systemau iro hyn, yn ogystal â systemau iro ar gyfer peiriannau dwy strôc, lle mae olew yn gymysg â thanwydd, fel "systemau iro colled llwyr." Yn ddiweddarach, cafodd y systemau hyn eu gwella trwy ychwanegu pwmp olew i gyflenwi olew i du mewn yr injan ac i'r trên falf (a geir yn aml). Fodd bynnag, nid oes gan y systemau pwmpio hyn unrhyw beth i'w wneud â'r technolegau iro gorfodol diweddarach sy'n dal i gael eu defnyddio heddiw. Gosodwyd y pympiau yn allanol, gan fwydo olew i'r casys cranc, ac yna fe gyrhaeddodd y rhannau ffrithiant trwy dasgu. Roedd llafnau arbennig ar waelod y gwiail cysylltu yn chwistrellu olew i'r casys cranc a'r bloc silindr, ac o ganlyniad casglwyd gormod o olew mewn baddonau a sianeli bach ac, o dan weithred disgyrchiant, llifodd i'r prif gyfeiriannau gwialen a chysylltu a Bearings camshaft. Math o drawsnewidiad i systemau ag iro gorfodol dan bwysau yw injan Ford Model T, lle'r oedd gan yr olwyn flaen rywbeth fel olwyn melin ddŵr, y bwriadwyd iddi godi olew a'i phibellu i'r casys cranc (a nodi'r trosglwyddiad), yna roedd y rhannau isaf crankshaft a'r gwiail cysylltu yn crafu olew ac yn creu baddon olew ar gyfer rhwbio rhannau. Nid oedd hyn yn arbennig o anodd o ystyried bod y camsiafft hefyd yn y casys cranc a bod y falfiau'n llonydd. Roedd y Rhyfel Byd Cyntaf ac injans awyrennau nad oeddent yn gweithio gyda'r math hwn o iraid yn rhoi hwb cryf i'r cyfeiriad hwn. Dyma sut y ganwyd systemau a oedd yn defnyddio pympiau mewnol ac iriad gwasgedd a chwistrell cymysg, a oedd wedyn yn cael eu rhoi ar beiriannau ceir â llwyth mwy newydd a thrymach.

Prif gydran y system hon oedd pwmp olew a yrrwyd gan injan a oedd yn pwmpio olew dan bwysau i'r prif gyfeiriannau yn unig, tra bod rhannau eraill yn dibynnu ar iro chwistrell. Felly, nid oedd angen ffurfio'r rhigolau yn y crankshaft, sy'n angenrheidiol ar gyfer systemau ag iriad wedi'i orfodi'n llawn. Cododd yr olaf yn anghenraid gyda datblygiad moduron sy'n cynyddu cyflymder a llwyth. Roedd hyn hefyd yn golygu bod yn rhaid i'r berynnau nid yn unig gael eu iro ond hefyd eu hoeri.

Yn y systemau hyn, mae olew dan bwysau yn cael ei gyflenwi i'r Bearings gwialen cysylltu prif ac isaf (mae'r olaf yn derbyn olew trwy rhigolau yn y crankshaft) a Bearings camshaft. Mantais fawr y systemau hyn yw bod olew yn cylchredeg yn ymarferol trwy'r berynnau hyn, h.y. yn mynd trwyddynt ac yn mynd i mewn i'r cas cranc. Felly, mae'r system yn darparu llawer mwy o olew nag sy'n angenrheidiol ar gyfer iro, ac felly maent yn cael eu hoeri'n ddwys. Er enghraifft, yn ôl yn y 60au, cyflwynodd Harry Ricardo reol yn gyntaf a oedd yn darparu ar gyfer cylchrediad tri litr o olew yr awr, hynny yw, ar gyfer injan 3 hp. - XNUMX litr o gylchrediad olew y funud. Mae beiciau heddiw yn cael eu hailadrodd lawer gwaith yn fwy.

Mae cylchrediad olew yn y system iro yn cynnwys rhwydwaith o sianeli sydd wedi'u hymgorffori yn y corff a'r mecanwaith injan, y mae eu cymhlethdod yn dibynnu ar nifer a lleoliad silindrau a'r mecanwaith amseru. Er mwyn dibynadwyedd a gwydnwch yr injan, mae dylunwyr wedi bod yn ffafrio sianeli siâp sianel ers amser maith yn lle piblinellau.

Mae pwmp sy'n cael ei yrru gan injan yn tynnu olew o'r casys cranc ac yn ei gyfeirio at hidlydd mewn-lein wedi'i osod y tu allan i'r tŷ. Yna mae'n cymryd un (ar gyfer mewn-lein) neu bâr o sianeli (ar gyfer peiriannau bocsiwr neu siâp V), gan ymestyn bron hyd cyfan yr injan. Yna, gan ddefnyddio rhigolau traws bach, fe'i cyfeirir at y prif gyfeiriannau, gan fynd i mewn iddynt trwy'r gilfach yn y gragen dwyn uchaf. Trwy slot ymylol yn y dwyn, mae rhan o'r olew wedi'i ddosbarthu'n gyfartal yn y beryn ar gyfer oeri ac iro, tra bod y rhan arall yn cael ei chyfeirio at y gwialen gyswllt isaf sy'n dwyn trwy dwll oblique yn y crankshaft wedi'i gysylltu â'r un slot. Mae iro'r dwyn gwialen gyswllt uchaf yn anoddach yn ymarferol, felly mae rhan uchaf y gwialen gyswllt yn aml yn gronfa ddŵr a ddyluniwyd i gynnwys tasgu olew o dan y piston. Mewn rhai systemau, mae olew yn cyrraedd y beryn trwy dwll yn y gwialen gyswllt ei hun. Mae'r Bearings bollt piston, yn eu tro, yn tasgu wedi'u iro.

Yn debyg i'r system gylchrediad gwaed

Pan osodir camsiafft neu yriant cadwyn yn y cas cranc, caiff y gyriant hwn ei iro ag olew syth drwodd, a phan osodir y siafft yn y pen, caiff y gadwyn yrru ei iro gan ollyngiad olew rheoledig o'r system estyn hydrolig. Yn yr injan Ford 1.0 Ecoboost, mae'r gwregys gyrru camshaft hefyd yn cael ei iro - yn yr achos hwn trwy drochi yn y badell olew. Mae'r ffordd y mae olew iro yn cael ei gyflenwi i'r Bearings camsiafft yn dibynnu a oes gan yr injan siafft waelod neu ben - mae'r cyntaf fel arfer yn ei dderbyn wedi'i rhigol o'r prif berynnau crankshaft a'r olaf yn rhychog wedi'i gysylltu â'r prif rigol isaf. neu'n anuniongyrchol, gyda sianel gyffredin ar wahân yn y pen neu yn y camshaft ei hun, ac os oes dwy siafft, mae hyn yn cael ei luosi â dau.

Mae dylunwyr yn ymdrechu i greu systemau lle mae falfiau'n cael eu iro ar gyfraddau llif a reolir yn fanwl gywir er mwyn osgoi llifogydd a gollyngiadau olew trwy'r canllawiau falf yn y silindrau. Ychwanegir cymhlethdod ychwanegol gan bresenoldeb lifftiau hydrolig. Mae creigiau, afreoleidd-dra yn cael eu iro mewn baddon olew neu trwy chwistrellu mewn baddonau bach, neu drwy sianeli lle mae olew yn gadael y brif sianel.

O ran y waliau silindrog a'r sgertiau piston, maent wedi'u iro'n llwyr neu'n rhannol gydag olew yn dod allan ac yn ymledu yn y casys cranc o'r Bearings gwialen gyswllt isaf. Mae peiriannau byrrach wedi'u cynllunio fel bod eu silindrau'n cael mwy o olew o'r ffynhonnell hon oherwydd bod ganddyn nhw ddiamedr mwy ac maen nhw wedi'u lleoli'n agosach at y crankshaft. Mewn rhai peiriannau, mae wal y silindr yn tynnu olew ychwanegol o dwll ochr yn y gwialen gyswllt, sydd fel arfer yn cael ei gyfeirio tuag at yr ochr lle mae'r piston yn rhoi mwy o bwysau ochrol ar y silindr (yr hyn y mae'r piston yn rhoi pwysau arno yn ystod y hylosgi yn ystod y llawdriniaeth). ... Mewn peiriannau V, mae'n gyffredin chwistrellu olew o wialen gyswllt sy'n symud i'r silindr gyferbyn â wal y silindr fel bod yr ochr uchaf wedi'i iro, ac yna ei thynnu i'r ochr waelod. Dylid nodi yma, yn achos peiriannau turbocharged, bod olew yn mynd i mewn i gyfeiriant yr olaf trwy'r brif sianel olew a'r biblinell. Fodd bynnag, maent yn aml yn defnyddio ail sianel sy'n cyfeirio llif olew i nozzles arbennig sydd wedi'u cyfeirio at y pistons, sydd wedi'u cynllunio i'w hoeri. Yn yr achosion hyn, mae'r pwmp olew yn llawer mwy pwerus.

Mewn systemau swmp sych, mae'r pwmp olew yn derbyn olew o danc olew ar wahân ac yn ei ddosbarthu yn yr un modd. Mae'r pwmp ategol yn sugno'r gymysgedd olew / aer o'r casys cranc (felly mae'n rhaid bod ganddo gapasiti mawr), sy'n mynd trwy'r ddyfais i wahanu'r olaf a'i ddychwelyd i'r gronfa ddŵr.

Gall y system iro hefyd gynnwys rheiddiadur i oeri'r olew mewn peiriannau trymach (roedd hyn yn arfer cyffredin i beiriannau hŷn sy'n defnyddio olewau mwynol syml) neu gyfnewidydd gwres wedi'i gysylltu â'r system oeri. Trafodir hyn yn nes ymlaen.

Pympiau olew a falfiau rhyddhad

Mae pympiau olew, gan gynnwys pâr gêr, yn hynod o addas ar gyfer gweithredu system olew ac felly fe'u defnyddir yn eang mewn systemau iro ac yn y rhan fwyaf o achosion yn cael eu gyrru'n uniongyrchol o'r crankshaft. Opsiwn arall yw pympiau cylchdro. Yn ddiweddar, defnyddiwyd pympiau ceiliog llithro hefyd, gan gynnwys fersiynau dadleoli amrywiol, sy'n gwneud y gorau o'r llawdriniaeth ac felly eu perfformiad mewn perthynas â chyflymder a lleihau'r defnydd o ynni.

Mae angen falfiau rhyddhad ar systemau olew oherwydd ar gyflymder uchel nid yw'r cynnydd yn y swm a gyflenwir gan y pwmp olew yn cyfateb i'r swm a all basio trwy'r berynnau. Mae hyn oherwydd y ffaith bod grymoedd allgyrchol cryf yn yr olew dwyn yn yr achosion hyn, gan atal cyflenwi swm newydd o olew i'r dwyn. Yn ogystal, mae cychwyn yr injan ar dymheredd isel y tu allan yn cynyddu ymwrthedd olew gyda chynnydd mewn gludedd a gostyngiad mewn adlach mewn mecanweithiau, sy'n aml yn arwain at werthoedd critigol pwysau olew. Mae'r mwyafrif o geir chwaraeon yn defnyddio synhwyrydd pwysedd olew a synhwyrydd tymheredd olew.

(i ddilyn)

Testun: Georgy Kolev