Componenti del gruppo volano dell'albero motore
Innanzitutto, l'albero motore
L'albero motore è una delle parti più importanti del motore; la sua funzione è quella di trasformare la pressione dei gas provenienti dal pistone e dalla biella in coppia motrice e potenza erogata all'esterno. Inoltre, l'albero motore aziona anche il meccanismo delle valvole del motore e altri dispositivi ausiliari (come generatori, ventole, pompe dell'acqua, pompe del servosterzo, meccanismo dell'albero di bilanciamento, ecc.).
Gruppo volano albero motore: 1- puleggia; 2- ruota dentata della cinghia di distribuzione dell'albero motore; 3- pignone dell'albero motore; 4- albero motore; 5- cuscinetto principale dell'albero motore (superiore); 6- volano; 7- generatore di segnale del sensore di velocità; 8, 11- pattino reggispinta; 9- cuscinetto principale dell'albero motore (inferiore); 10- coperchio del cuscinetto principale dell'albero motore.
Quando l'albero motore è in funzione, deve resistere a variazioni periodiche della pressione del gas, alla forza inerziale alternata e alla forza centrifuga, nonché alla coppia e al momento flettente durante il funzionamento ad alta velocità, con conseguente facile deformazione per flessione e torsione. Pertanto, l'albero motore deve possedere sufficiente resistenza e rigidità, una buona resistenza all'usura e un buon bilanciamento. L'albero motore è generalmente realizzato in acciaio legato a medio tenore di carbonio e la superficie del perno è trattata mediante tempra ad alta frequenza o nitrurazione. L'albero motore del motore Shanghai Santana è realizzato in acciaio al carbonio medio di alta qualità forgiato a stampo. I motori Audi JW e Yuchai YC6105QC sono realizzati in ghisa sferoidale a terre rare a basso costo e ad alta resistenza, con buona resistenza all'usura.
1. Struttura dell'albero motore
L'albero motore è generalmente composto da un'estremità anteriore, un perno dell'albero principale, una manovella, un contrappeso, un perno di biella e un'estremità posteriore. La manovella è composta dal perno di biella e dai suoi perni principali destro e sinistro. Il numero di manovelle di un albero motore dipende dal numero e dalla disposizione dei cilindri. L'albero motore di un motore monocilindrico ha una sola manovella; il numero di manovelle dell'albero motore di un motore in linea è pari al numero di cilindri; il numero di manovelle nell'albero motore di un motore a V è pari alla metà del numero di cilindri. L'estremità anteriore dell'albero motore è dotata di una puleggia, un ingranaggio di distribuzione, ecc., che vengono utilizzati per azionare la pompa dell'acqua e il meccanismo delle valvole. Il perno dell'albero motore è installato nella sede del cuscinetto principale del corpo cilindro e serve a sostenere l'albero motore. Il perno di biella serve per installare la biella e la manovella collega il perno dell'albero principale al perno di biella. Per bilanciare la forza centrifuga durante la rotazione dell'albero motore, sull'albero motore è previsto un contrappeso. All'estremità posteriore dell'albero motore è presente una flangia di collegamento per unire il volano all'albero motore tramite bulloni. Per lubrificare il perno di biella, è ricavato un condotto di lubrificazione dal perno dell'albero principale al perno di biella. L'albero motore integrale è semplice nella struttura, leggero e affidabile nel funzionamento, e generalmente adotta cuscinetti a strisciamento, ampiamente utilizzati nei motori di medie e piccole dimensioni.
2. Principio di disposizione della manovella
La forma dell'albero motore e la posizione relativa di ciascuna manovella dipendono principalmente dal numero di cilindri, dalla loro disposizione e dalla sequenza di funzionamento di ciascun cilindro. Nell'organizzare la sequenza di funzionamento del motore, è opportuno attenersi, per quanto possibile, alle seguenti regole:
Allineare il più possibile i due cilindri in funzione continua per ridurre il carico sul cuscinetto principale ed evitare che due valvole collegate si aprano contemporaneamente durante la fase di aspirazione, fenomeno che influisce sull'efficienza di gonfiaggio del motore.
(1) L'angolo di intervallo di lavoro di ciascun cilindro deve essere uguale per facilitare il funzionamento regolare del motore. Nell'angolo dell'albero motore in cui il motore completa un ciclo di lavoro, ogni cilindro deve lavorare una volta. Per un motore a quattro tempi con numero di cilindri i, l'angolo di intervallo di lavoro è 720°/i. Ovvero, ogni 720°/i dell'albero motore deve avere un cilindro in funzione per garantire che il motore funzioni senza intoppi.
(2) Se si tratta di un motore a V, le colonne di cilindri sinistra e destra devono funzionare alternativamente.
3. Disposizione comune dell'albero motore e ordine di funzionamento dei motori multicilindrici.
Disposizione dell'albero motore e della manovella del motore a quattro tempi in linea. L'angolo di intervallo di lavoro del motore a quattro cilindri in linea a quattro tempi è 720°/4=180°, le quattro manovelle sono disposte sullo stesso piano e la sequenza di funzionamento del motore (o sequenza di accensione) è 1-3-4-2 o 1-2-4-3. Il dispositivo di spinta del ciclo di lavoro comunemente utilizzato ha un pattino di spinta semicircolare su un lato con uno strato di metallo antifrizione, il cuscinetto principale dell'albero motore con flangia e anello di spinta rotondo ha tre forme. Il pattino di spinta è una lamiera d'acciaio semicircolare con uno strato di lega antifrizione all'esterno che è installata nella scanalatura del corpo o del coperchio del cuscinetto principale. Per impedire la rotazione del pattino di spinta, quest'ultimo ha una sporgenza incastrata nella scanalatura. Alcuni pattini di spinta utilizzano 4 pezzi per formare due limiti circolari positivi, e altri ne utilizzano 2. Il lato con il metallo antifrizione deve essere rivolto verso l'albero motore.
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