Поршневые двигатели Преобразовать возвратное линейное движение поршня в вращательное движение, обычно через серию ключевых компонентов и механизмов. Вот подробное объяснение этого процесса:
1. По возвращению движения поршня
Сердцем поршневого двигателя является поршень, который расположен в герметичном цилиндре. Поршень возвращает в цилиндре через внешнюю мощность (обычно от расширения газа или сжатия газа в камере сгорания). Движение поршня обусловлено следующими факторами:
Расширение газа: в двигателе внутреннего сгорания (например, бензиновый двигатель или дизельный двигатель) смесь топлива и воздуха зажигается в цилиндре, а газ расширяется, толкая поршень вверх и вниз или вперед и назад вдоль внутренней стены цилиндра.
Сжатие газа: в компрессоре воздух сжимается, генерируя высокое давление и температуру, что толкает поршень к движению к одному концу цилиндра.
2. Механизм преобразования шатуна и коленчатого вала
Линейное возвратное движение поршня преобразуется в вращательное движение через компонент, называемый ** соединительным шатуном **. Один конец соединительного стержня подключен к поршне, а другой конец подключен к коленчатому валу. Коленчатый вал является ключевым компонентом в поршневом двигателе, который преобразует линейное движение поршня в вращательное движение.
Соединение между шатуном и поршнем: поршень подключен к соединительному штучке через поршневой штифт, а другой конец шатуна соединен с коленчатым валом через отверстие в конце соединительного штучка. Вверх и вниз по возвращению поршневого поршня (вдоль направления цилиндра) передается на коленчатый вал соединительным шатуном.
Вращение коленчатого вала: когда поршень движется вверх и вниз, соединительный шаг преобразует линейное движение поршня в вращательное движение коленчатого вала. Вращательное движение коленчатого вала может привести к механическому оборудованию или генерировать выходную мощность.
3. Работа и выходная мощность коленчатого вала
Вращение коленчатого вала достигается за счет суперпозиции множественных движений поршня. В двигателе обычно есть несколько цилиндров, каждый из которых состоит из поршня и шатуна. Эти цилиндры работают попеременно, то есть каждый поршень выполняет процесс сжатия, зажигания, работы и выхлопа в разное время. Через чередующее движение поршня коленчатый вал непрерывно толкается, чтобы сформировать плавную выходную выход.
Четырехтактный двигатель: в общем четырехтактном двигателе каждый поршень проходит четыре этапа: впуск, сжатие, работа и выхлоп. Каждый этап толкает поршень, чтобы двигаться вверх и вниз по цилиндру, а соединительная стержень и система коленчатого вала превращают эти движения в вращение коленчатого вала.
Двухтактный двигатель: в двухтактном двигателе каждое движение поршня вверх и вниз соответствует питание, поэтому его частота вращения выше. Хотя рабочий цикл двухтактного двигателя отличается от цикла четырехтактного двигателя, линейное движение поршня по-прежнему преобразуется в вращательное движение через соединительный шаг и коленчатый вал.
4. Взаимодействие ключевых компонентов
Маховик: маховик обычно подключается к другому концу коленчатого вала, чтобы сбалансировать вибрацию и колебания при запуске двигателя. Вращение маховика сохраняет некоторую вращательную энергию и помогает плавно выходить из мощности, особенно когда движение поршня не является полностью плавным, маховик помогает поддерживать непрерывность вращения.
Распределительный вал: распределительный вал используется для управления открытием и закрытием клапана. Порядок процесса потребления и выхлопа очень важен. Он подключен к коленчатому валу через шестерни или цепочки, чтобы синхронизировать поршневое движение поршня и действие клапана.
С несколькими цилиндрами, работающими вместе, поршневые двигатели способны плавно производить непрерывную вращательную мощность, который также является принципом работы, используемого в большинстве двигателей внутреннего сгорания (таких как автомобильные двигатели) и множество промышленных машин.