Stempelmotorer Konverter gjengjeldende lineær bevegelse av et stempel til rotasjonsbevegelse, vanligvis gjennom en serie nøkkelkomponenter og mekanismer. Her er en detaljert forklaring av denne prosessen:
1. gjengjeldende bevegelse av stempelet
Hjertet til en stempelmotor er stempelet, som ligger i en forseglet sylinder. Stempelet gjengjeldes i sylinderen gjennom ekstern kraft (vanligvis fra utvidelse av gass eller komprimering av gass i forbrenningskammeret). Bevegelsen av stempelet er drevet av følgende faktorer:
Gassutvidelse: I en forbrenningsmotor (for eksempel en bensinmotor eller en dieselmotor) blir blandingen av drivstoff og luft antent i sylinderen, og gassen utvides, og skyver stempelet opp og ned eller fremover og bakover langs sylinderveggen.
Gasskomprimering: I en kompressor komprimeres luft, og genererer høyt trykk og temperatur, som skyver stempelet for å bevege seg mot den ene enden av sylinderen.
2. Konverteringsmekanismen til tilkoblingsstangen og veivakselen
Den lineære gjengjeldende bevegelsen til stempelet omdannes til rotasjonsbevegelse gjennom en komponent kalt en ** koblingsstang **. Den ene enden av koblingsstangen er koblet til stempelet, og den andre enden er koblet til veivakselen. Veivakselen er en nøkkelkomponent i en stempelmotor som konverterer stempelets lineære bevegelse til rotasjonsbevegelse.
Forbindelsen mellom koblingsstang og stempel: Stempelet er koblet til koblingsstangen gjennom en stempelstift, og den andre enden av forbindelsesstangen er koblet til veivakselen gjennom et hull i enden av tilkoblingsstangen. Opp og ned gjengjeldende bevegelse av stempelet (langs sylinderretningen) overføres til veivakselen av forbindelsesstangen.
Rotasjon av veivakselen: Når stempelet beveger seg opp og ned, konverterer koblingsstangen den lineære bevegelsen til stempelet til rotasjonsbevegelsen til veivakselen. Rotasjonsbevegelsen til veivakselen kan drive mekanisk utstyr eller generere effekt.
3. Drift og effekt på veivakselen
Rotasjonen av veivakselen oppnås ved superposisjonen av flere stempelbevegelser. I en motor er det vanligvis flere sylindere, som hver består av et stempel og en forbindelsesstang. Disse sylindrene fungerer vekselvis, det vil si at hvert stempel utfører prosessen med kompresjon, tenning, arbeid og eksos til forskjellige tider. Gjennom den vekslende bevegelsen av stempelet skyves veivakselen kontinuerlig for å danne en jevn rotasjonsutgang.
Firetaktsmotor: I en vanlig firetaktsmotor går hvert stempel gjennom fire trinn: inntak, komprimering, arbeid og eksos. Hvert trinn skyver stempelet for å bevege seg opp og ned langs sylinderen, og tilkoblingsstangen og veivakselsystemet konverterer disse bevegelsene til rotasjonen av veivakselen.
To-takts motor: I en totaktsmotor tilsvarer hver opp og ned bevegelse av stempelet en kraftsyklus, så rotasjonsfrekvensen er høyere. Selv om arbeidssyklusen til en totaktsmotor er forskjellig fra en firetaktsmotor, blir den lineære bevegelsen til stempelet fremdeles omdannet til rotasjonsbevegelse gjennom koblingsstang og veivaksel.
4. Interaksjon av nøkkelkomponenter
Flyhjul: svinghjulet er vanligvis koblet til den andre enden av veivakselen for å balansere vibrasjonen og svingningene når motoren kjører. Rotasjonen av svinghjulet lagrer litt rotasjonsenergi og hjelper til med å gi ut strømmen jevnt, spesielt når stempelbevegelsen ikke er helt jevn, hjelper svinghjulet til å opprettholde kontinuiteten i rotasjon.
Kamaksel: Kamakselen brukes til å kontrollere åpningen og lukkingen av ventilen. Rekkefølgen på inntaks- og eksosprosessen er veldig viktig. Den er koblet til veivakselen gjennom gir eller kjeder for å synkronisere stempelets gjengjeldende bevegelse og ventilens virkning.
Med flere sylindere som jobber sammen, er stempelmotorer i stand til å produsere kontinuerlig rotasjonskraft jevnt, som også er arbeidsprinsippet som brukes i de fleste forbrenningsmotorer (for eksempel bilmotorer) og mange industrimaskiner.
