Zavisno od vida polazne energije motori mogu biti: toplotni, elektrini, hidraulini, itd

MAINSKI FAKULTET

UNIVERZITET U TUZLI

SEMESTRALNI RAD

Tema: Pokretni dijelovi motora

Puzi Kenan I-380/11 Sadraj:1. Osnovni dijelovi motora.42. Pokretni dijelovi motora53. Klip64. Osovinica klipa..85. Klipni prstenovi ( Karike )106. Koljenasto vratilo ( Radilica )...127. Klipnjaa....148. Bregasta osovina169. Zakljuak17Uvod:

Maina koja pretvara bilo koji vid energije u mehaniku energiju naziva se motor. Da bi bio upotrebljiv motor mora imati pretvaranje energije iz jednog oblika u drugi, pouzdano i ekonomino.

Zavisno od vida polazne energije motori mogu biti: toplotni, elektrini, hidraulini, itd.

Motori sa unutarnjim sagorijevanjem (motori sui) spadaju u grupu toplotnih motora, jer se toplotna energija sadrana u gorivu, posredstvom sagorijevanja pretvara u potencijalnu energiju radnog fluida, a zatim

putem ekspanzije radnog fluida u korisnu mehaniku energiju.

Pretvaranje hemijske energije, sadrane u gorivu, posredstvom sagorijevanja u potencijalnu energiju radnog fluida, mogue je izvesti ili u samom motoru ili van njega. Prema tome, postoje dvije grupe toplotnih motora prema mjestu pretvaranja hemijske energije u toplotnu i to:

- motori sa spoljnjim izgaranjem (motori ssi)

- motori sa unutarnjim izgaranjem (motori sui)

1. Osnovni dijelovi motora:

Glavni dijelovi motora sui, koji neposredno i posredno uestvuju u formiranju radnog prostora, dijele se na:

- pokretne i

- nepokretne dijelove

Na sl. 1 prikazani su glavni dijelovi motora sui, gdje su:

a.) Pokretni dijelovi:

- klipna grupa (klip, klipni prstenovi, osovinica i osigurai) (9)

- klipnjaa (10) sa velikom pesnicom (13) i kliznim leajevima u maloj i

velikoj pesnici klipnjae

- koljensto vratilo (radilica) (11) sa kontrategovima (12) zamajcem sa zupastim vijencem (14) i zupanikom za pogon razvodnog mehanizma (15)

b.) Nepokretni dijelovi :

- poklopac cilindarske glave (1)

- cilindarska glava (2) sa zavrtnjevima (3) za njeno privrenje na blok

- blok motora (4)

- zaptivka bloka motora (8)

- zupanik (5)

- donja polutka gnijezda glavnog rukavca (6) koljenastog vratila

- korito motora (7).2. Pokretni dijelovi motora

Na sl. 2 prikazani su klipna grupa i klipnjaa, kao pokretni dijelovi.

Sl 2. Pokretni dijelovi motora (klipna grupa + klipnjaa)

1 - osigura; 2 - osovinica;

3 - klizni leaj u maloj pesnici klipnjae;

4,5,6 - kompresioni klipni prstenovi;

7 - uljni klipni prsten; 8 - klip;

9 - klipnjaa; 10 - osigura;

11 - zavrtanj;

12 - klizni leaj dvodijelni u velikoj pesnici;

13 - poklopac velike pesnice.

3. Klip

Klip je mehanika napravavaljkastog oblika, smjeten u otvorcilindra, s kojim ini jednu cjelinu. Klip je namijenjen brtvljenju cilindra i pravolinijskom kretanju unutar cilindra, ime se vri neki rad. Da bi se onemoguio prolaz medija s jedne strane klipa na drugu, na klipovima su napravljeni utori u koje se umeu brtvei prstenovi koje nazivamo klipnim prstenovima.

Osnovni zadaci klipa su:

- da prenosi sile gasova na radilicu motora

- da uestvuje u krunom procesu motora, a kod dvotaktnih motora da

uestvuje i u izmjeni radne materije

- da istovremeno prihvata velike promjene pritiska i temperature

- da pomae pri zaptivanju kompresionog prostora

- kod manjih i srednjih motora da ima ulogu ukrsne glave

- da prima inercione sile od karika

- da vri odvoenje odreene koliine toplote da se ne bi prekoraila najvea

dozvoljena temperatura

- da ima habanje u razumnim granicama

- da se pomou njega utie na smanjenje specifine potronje goriva i

smanjenje emisije kodljivih komponenti u produktima sagorijevanja.

Klipovi se izrauju najee od legura aluminijuma. To su u prvom redu legure:

- Al Si 25 Cu Ni

- Al Si 21 Cu Ni

- Al Si 18 Cu Ni

- Al Si 12 Cu Ni

Pored legura Al, za klipove se koriste i sivo liveno gvoe i nodularni sivi liv.

Osnovne prednosti legura Al su:

- male inercione sile

- dobar prenos toplote

Loe strane su:

- veliki koeficijent toplotnog irenja

- opadanje mehanikih osobina sa porastom temperature.

Pored vanosti temperatura klipa za mehanike osobine materijala, one su vane i zbog:

- termikog naprezanja

- zazora u sklopu klip-karika-kouljica

- koksovanja ulja.

Dijelovi klipaOpenito govorei, klip se dijeli na dva dijela, na krunu klipa i na plat klipa. Kod manjihmotora, oba dijela su izvedena iz jednog komada, a kod veih motora su sastavljeni iz dva dijela. Kruna klipa je termiki najoptereeniji dio klipa i radi se od materijala koji moe izdrati termika optereenja kojima e biti podvrgnut. Oblik vrha krune definira zajedno s oblikom glave motora prostor izgaranja. Na kruni klipa su utori zaklipne prstenovekoji zajedno s klipom odjeljuju prostor povie od prostora ispod klipa. Iako se smatra da klip ima oblik valjka, to u stvarnosti nije tako, posebno kod aluminijskih klipova, jer je gornji dio krune neto manjeg promjera zbog nejednakih termikih naprezanja i nejednakog irenja materijala.

Slika 3. Dijelovi klipa4. Osovinica klipa

Osovinica klipa ( bolcna ) je vitalan, vaan dio klipnog mehanizma, slui kao veza klipa i klipnjae, tj. za pretvaranje pravolinijskog kretanja putem klipnjace u kruno. Izmedju ta dva elementa ( klipa i klipnjae ) postoji medjuveza , leaj , da bi se sve to okretalo u njemu. Na starijim konstrukcijama ( i savremenim nezahtjevnim ) taj leaj je bio od grafitne ili sinter bronze , dok je na savremenim igliasti leaj, sa viestrukim prednostima u odnosu na staro rjeenje. On dozvoljava vei broj obrtaja, zbog visoke tvrdoe manje je osjetljiv na teke uslove podmazivanja i temperature pri kojima radi, ne trai nikakvu razradu kao klizni leajevi .

Osovinica mora imati malu masu, zato je najee uplja, veliku vrstou na uvijanje, povrinska tvrdoa je izuzetna , cementirana je, zato to su sile koje na nju djeluju bliske udarnim, pa i zazori kojima je spregnuta sa klipom i leajem u klipnjai su najmanji koji postoje u motoru- svega 0,005 do 0,01 mm( od 5 hiljaditih do jednog stotog dijela mm) , sa jako malim dozvoljenim istroenjem , inae dolazi do havarije , prolupavanja klipnog mehanizma. Najee se koriste tzv. plivajue osovinice, koje slobodno plivaju u maloj pesnici klipnjae i uicama klipa. Postoje i druge konstruktivne

varijante, koje e biti prikazane kod klipnjae. Oblici osovinice klipa prikazani su na sl. 4.

Sl. 4. Konstruktivni oblici osovinice

Na slici 4 dat je oblik, koji se najee koristi, na sl. 4. b) je prikazana osovinica za dvotaktne motore. Zbog smanjenja teine, a zadravanja krutosti susreu se i osovinice kao na sl. 4. c) i d). Na sl. 4. e) data je osovinica koja se privruje za klipnjau.

Sl. 5. Izgled bonih osiguraa osovinice

Osovinice se rade od elika za cementaciju i to:

- za oto motore 1220 i 1221

- za dizel motore (visokolegirani elici) 4120; 4320 i 4720.

Vanjska povrina osovinice treba da ima veliku tvrdou, koja se propisuje u iznosu od 62 2 HRc.

Zbog vrlo malih tolerancija izmeu osovinica-uica u klipu i male pesnice klipnjae, a istovremeno velikog optereenja ovog sklopa, u novije vrijeme se pojavljuju tzv. profilisane osovinice (sl. 6).

Sl. 6. Profilisana osovinica klipa

Uvoenjem profilisanja osovinice znaajno se smanjuju kontaktni naponi na mjestu kraj uica osovinica.

Na istoj slici (A) pokazan je lijeb prve kompresione karike izraene od legura Cu- Ni-sivi liv, koji je daleko otporniji na habanje od legure Al.5. Klipni prstenovi (karike)

Klipni prstenovi ( Karike ) su elementi koji se stavljaju u ljebove koji se nalaze na obodnoj povrini klipa.Osnovni zadaci karika su:

- zaptivanje prostora sagorijevanja

- sudjelovanje u odvodu toplote od klipa na cilindarsku kouljicu

- regulacija uljnog filma za mazanje

Ove zadatke klipni prstenovi obavljaju

- nalijeganjem spoljnom (radnom) povrinom na zid cilindra odreenim pritiskom

- udarnim nalijeganjem na bone povrine lijeba uslijed aksijalnog ubrzanja pod dejstvom sila gasova, sila trenja i sopstvene inercione sile.

Klipne karike se dijele na kompresione i uljne. Konstruktivni oblici kompresionih klipnih prstenova (karika) su dati na sl. 7.

Sl. 7 Konstruktivni oblici kompresionih klipnih prstenova

Tu se susreu:a) pravougaona karika

b) minutna karika (30 do 50 nagib)

c) jednostrano trapezna karika

d) dvostrano trapezna karika

e) karika sa odsjeenim gornjim rubom

f) reverzivno - torziona karika

g) normalna balina karika

h) asimetrino balina karika

l) asimetrino balina karika rastereena po pritisku.

Zbog nepovoljnih uslova u kojima rade, klipni prstenovi se rade od materijala, koji treba da ispuni sljedee uslove:

- da ima dovoljnu mehaniku vrstou na povienim temperaturama

- da bude otporan na habanje pri povienim temperaturama

- da ima mali koeficijent trenja i pri povienim temperaturama i pri

nedovoljnom podmazivanju.

Ove uslove najbolje ispunjava sivo liveno gvoe sljedee strukture:

- ravnomjeran raspored grafita ASTM tip 5 6

- osnovna struktura perlit-sorbit

- prisutnost ferita do 5 %

- fosfidna mrea fino rasporeena

Kod visoko napregnutih klipnih prstenova koristi se sivo liveno gvoe legirano sa: Mn, Cr, Mo, V, Cu i Ni. Zbog obezbjeenja boljih uslova klizanja, radna povrina klipnih prstenova se najee presvlai sa mreastim slojem hroma (Cr) ili molibden (Mo).

6. Koljenasto vratilo (radilica)

Koljenasto vratilo (radilica) vri prenos obrtog momenta i spada u najodgovornije, najsloenije, najnapregnutije i najskuplje dijelove motora. Za pravilno funkcionisanje radilice moraju biti ispunjeni

sljedei zahtjevi:

- mora postojati dovoljna sigurnost da ne doe do zamornog loma materijala u cijelom random podruju

- ne smiju postojati velike amplitude torzionih, savojnih i aksijalnih oscilacija

- inerciono optereenje se mora dovesti na razumnu mjeru

- deformacije radilice se moraju dovesti na minimalno razumnu mjeru.

Izgled radilice, sa elementima koji na nju dolaze, dat je na sl. 8.

Sl. 8 Izgled (a) i skica (b) elemenata grupe koljenastog vratila

Osnovni dijelovi koljenastog vratila su: glavni rukavci (4), ramena (5), letei rukavci (8), kanali za ulje (6). Sa radilicom obino dolaze:

priguiva torzionih oscilacija (1), remenica za pogon pumpe i ventilatora (2), zupanik za pogon bregastog vratila (3), protutegovi (7), prirubnica (9), startni zupanik (10), zamajac (11), frikciona povrina (12), otvor za centriranje (13) i mjesta za zaptivanje krajeva (14) i (15).

Radilica se najee radi kovanjem, a u novije vrijeme sve ee livenjem za male motore.

Radilice se izrauju od elika za poboljanje. Najei materijali su:

- za male i malo optereene motore: 1531 i 1731,

- za vozilske manje opterene oto i dizel motore: 3130 i 3230,

- za vie optereene dizel motore: 3830 i 4732,

- za najoptereenije dizel motore 5430.

Ovi elici su pogodni za povrinsko kaljenje rukavaca (koristi se tzv. indukciono kalenje), a rjee se koristi nitriranje radilice. U svakom sluaju termikom obradom treba obezbijediti tvrdou rukavca radilice 60 2 HRc.

7. Klipnjaa

Klipnjaa je element koji povezuje klip i radilicu motora i vri pretvaranje pravolinijskog u kruno kretanje. Sastoji se od male pesnice, tijela i velike pesnice klipnjae sa poklopcem velike pesnice. U maloj pesnici nalazi se jednodijelni klizni leaj, a u velikoj pesnici dvodijelni klizni leaj. Izgled klipnjae sa ravno razrezanom i koso razrezanom pesnicom dat je na sl. 9. Prednost se daje klipnjaama sa koso razrezanom velikom pesnicom, zbog mogunosti lake demontae klipa i klipnjae (bez vaenja radilice sa motora). Zbog velike odgovornosti klipnjae u radu motora, mora se obezbijediti visoka krutost uz minimalnu teinu klipnjae.

Sl. 9 Konstruktivni oblici klipnjae

Zbog toga se tijelo klipnjae pravi sa vrlo razliitim formama poprenog presjeka.

Sl. 10 Razni oblici presjeka tijela klipnjae

Klipnjae se rade uglavnom kovanjem od visoko legiranih elika za poboljanje. Uglavnom su to hrom-molibden elici (4730 4733).

8. Bregasta osovinaOkreui se, brijeg poinje pritiskati podizae ventila, a on gura ventil prema sredini cilindra, otvarajui samim time dotok smjese ili ispunje plinova. Daljnji okret osovine znai sputanje vrha brijega s podizaa ventila, a opruga ventila uzrokuje vraanje ventila u poziciju zatvaranja. esto jedan brijeg upravlja dvojima ventilima uz pomo podizaa u obliku slova Y. Budui da bregasta osovina neposredno utie na punjenje cilindra smjesom goriva i zraka, poboljanje njenog rada samim time dovodi do poboljanja rada motora.U modernim motorima osovina je najee smjetena u glavi motora, iznad cilindara. a ventili dolaze do cilindara s gornje strane. Pogon bregaste osovine uglavnom se prenosi zupastim remenom, a on pokree i jo neke dijelove (npr. pumpu tekuine za hlaenje).

9. ZakljuakKod motora SUS postoje kretanja i pravolinijskog i obrtnog karaktera pokretnih dijelova. Tako da imamo pokretne elemente ije je kretanje izazvano sagorijevanjem gasa i ti elementi direktno vre koristan rad, i pokretne elemente koji obezbjeuju dovod goriva i vazduha u prostor za sagorijevanje, a to su ventili ije je kretanje pravolinijsko. Ono je izazvano rotacijom bregaste osovine koja putem kaia ( lanca) prima obrtaje od koljenastog vratila.Da bi smanjili habanje, a samim time i produili vijek trajanja motora sve pokretne dijelove motora je potrebno adekvatno podmazivati.

10. LiteraturaIvan Filipovi MOTORI I MOTORNA VOZILA

Koritene slike:

Ivan Filipovi MOTORI I MOTORNA VOZILA

Engine parts and componentsPAGE 14