veivaksel

Animasjon: veivaksel (rød) på en firesylindret motor

En veivaksel er en streng med flere veiv . De aksel stubber av de indre dreiekoplinger av veivene er på linje med hverandre og danner en avbrutt aksling . Seksjonene er koblet til hverandre via armene på veivene og deres ytre akselstubber. Forbindelsen er mulig av det faktum at hver enkelt veiv har to veivarmer ( sveivbaner ) . Veivene er generelt vridd mot hverandre i akselaksen.

Rekken av veiver svarer til en veivaksel som en serie av stempel og sylinder i en inline-motor eller en annen flersylinder , vanligvis som en motor drifts frem- og tilbakegående stempel (z. B. forbrenningsmotor ). Sammen med forbindelsesstengene og det frem- og tilbakegående stempelet for å danne en flerhet av skyve-sveivmekanisme , som det refereres til individuelt eller sveivmekanisme .

Komponentsekvensens   kinn - veivstift (ytre akselstubbe ) - kinn   blir referert til som veivakselforskyvning .

historie

Hierapolis sagbruk

Den første kjente maskinen der en rotasjonsbevegelse ble omgjort til lineær bevegelse ved hjelp av en sveiv i en trykkstang, var det romerske sagbruket i Hierapolis (3. århundre).

Den nederlandske oppfinneren Cornelis Corneliszoon brukte et slikt utstyr for å betjene et sagbruk gjennom en vindmølle. I 1597 mottok han patent på veivakselen.

Reiffenstuel stempel trykkpumpe i Salinenpark Traunstein

I Reiffenstuel stempeltrykkpumpe ble kraften overført fra et overskuddsvannhjul til tre pumpestempler via en aksel med tre veiver. Denne pumpen ble utviklet av Simon Reiffenstuel i 1612 for den "første rørledningen i verden", saltlederøret fra Reichenhall til Traunstein .

funksjon

Veivakselen har til oppgave å absorbere stempelkreftene som føres gjennom koblingsstangen, konvertere dem til dreiemoment og overføre dette til transmisjonen via clutchen .

Veivaksler kan også lagres på en høydejusterbar måte, som muliggjør variabel kompresjon. Veivakselen heves av et eksentrisk montert veivaksellager . Fordelen med variabel kompresjon er at forbruket er opptil 25% lavere i dellastområdet.

For å være i stand til å direkte motorolje i ett stykke veivaksel til hoved og Støttelager for smøreformål , blir veivakselen hul lei , oljen føres gjennom en hovedlageret og går så ut gjennom boringer i akselen og veivtapp . Når sjakter er montert, er ikke hovedlagrene og forbindelsesstanglagrene ikke glidelager , men rullelager ; disse krever ikke oljesmøring , men leveres med smøremiddel av oljetåken i sylinderveivhuset .

Sett

Når det gjelder en forskjøvet veivakseldrift i en stempelmotor med frem og tilbake , blir veivakselen forskjøvet sideveis i forhold til sylinderaksen. Når stempelet er i topp dødpunkt (TDC), er ikke sentralaksen til koblingsstangen lenger i planet parallelt med sylinderaksen.

Settet kan brukes til forskjellige formål:

  • En forskyvning på mottrykksiden får stemplet til å vippe tidligere, og kontaktflaten på sylinderveggen endres. Med veivakseldrift uten skjevhet skjer dette etter TDC når det allerede er høyt forbrenningstrykk på stempelet, slik at vipping (endring av kontaktsiden) fører til økt støy (NVH, Noise Vibration Harshness ).
  • En forskyvning mot trykksiden kan redusere friksjonen, siden stempelsidekraften avtar og dermed friksjonen mellom stempelkjørt og sylindervegg. Dette er spesielt fordelaktig ved hyppig fulllastdrift (for eksempel i anleggsmaskiner).
  • For VR-motorer utføres forskyvningen vekselvis på trykk- eller mottrykksiden. Som et resultat er sylinderaksene "mer parallelle". Imidlertid kan forskyvningen til trykksiden forårsake sidekrefter som er opptil 60% høyere, spesielt med VR-motorer.
  • Generelt kan topplokkene til V- og W-motorer med hensyn til ventillommene og maskinering av motorblokken gjøres like, slik at for hver sylinderbankstempler og ventiler som vanlige deler kan brukes. I produksjonslinjen betyr dette at motorblokken etter bearbeiding av den første sylinderbanken bare vippes for å bearbeide den andre sylinderbanken. Ingen maskineringsverktøy eller verktøyposisjoner endres i prosessen.

Offset suppleres ofte med forskyvning av stempelstiften .

Eksempler på implementerte motorer:

  • 12 mm til mottrykksiden på Mercedes-Benz OM 654 ,
  • 7 mm til trykksiden til ikke-motorfamilien fra FEV ,
  • 14 mm for den 1,0 l 3-sylindrede turbomotoren fra Honda (forskyvningsretning ikke spesifisert),
  • 12,5 mm for VW W12 TSI i hver av de to motorblokkene og også for VR 5.

Hvis du ser på veivakselen på en slik måte at den roterer med klokken, utføres stempelets forskyvning og forskyvning mot baksiden på en slik måte at

  • veivakselens forskjøvne rotasjonsakse forskyves til høyre ut av sylinderaksen
  • feiljusteringen av stempelpinnen slik at den forskyves til venstre ut av sylinderaksen.

Begrensningen krever også justeringer av skattetiden.

konstruksjon

En veivaksel består av følgende elementer:

  • Akseljournal. Disse går i basis lagrene ( hovedlagre ) og definerer aksen for rotasjon av akselen .
  • Koblingsstanglager som trykkstengene er montert på. Under operasjonen beskriver de en sirkulær bane rundt veivakselens rotasjonsakse. Diameteren på denne sirkulære banen tilsvarer nøyaktig stemplets slaglengde .
  • Veivbaner som forbinder forbindelsesstanglagrene til akseltappene.
  • Motvekter, som er festet til kinnene (f.eks. For in- line motorer ), brukes vanligvis til balansering .

De roterende treghetskreftene er fullstendig, og de oscillerende treghetskreftene av første orden balanseres vanligvis til 50% ved å feste motmasser. Dette har imidlertid den effekten at vekten på veivakselen øker. En ytterligere reduksjon i oscillerende treghetskrefter i første og andre orden skjer ikke via tiltak på veivakselen, men via Lanchester-kompensasjonen .

Typer og produksjon

Produksjon hos VW (Federal Archives, B 145 Bild-F040736-0010 / Schaack, Lothar)

Det skilles mellom bygget veivaksler sammensatt av individuelle deler og smidde eller støpte veivaksler laget i ett stykke.

litteratur

  • Tullia Ritti, Klaus Grewe, Paul Kessener: A Relief of a Water-powered Stone Saw Mill on a Sarcophagus in Hierapolis and its Implications. I: Journal of Roman Archaeology, Vol. 20: 2007, s. 138-163.
  • Wilfried Staudt: Handbuch Fahrzeugtechnik Volum 2. 1. utgave, Bildungsverlag EINS, Troisdorf, 2005, ISBN 3-427-04522-6 .
  • Jan trommeslager: Bilen og dens teknologi. 1. utgave, Motorbuchverlag, Stuttgart, 1992, ISBN 3-613-01288-X .

weblenker

Commons : Crankshaft  - Samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. ↑ Ritti, Grewe, Kessener (2007), s. 161.
  2. ↑ fev.com: Avanserte konsepter. Hentet 17. november 2010.
  3. ↑ Richard van Basshuysen, Fred Schäfer (Ed.): Handbook forbrenningsmotor. Avsnitt 6.1.1 Struktur og funksjon, 8. utgave 2017, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ISBN 978-3-658-10901-1 .
  4. Ün Günter P. Merker, Rüdiger Teichmann (red.): Grunnleggende om forbrenningsmotorer. Springer Fachmedien Wiesbaden, 7. utgave 2014, avsnitt 19.3.1 Alternative begreper, ISBN 978-3-658-03194-7 .
  5. ^ A b Thomas Hamm, Michael Neitz, Vinod Rajamani, Sven Lauer: Nonroad-motorfamilie for fremvoksende markeder . I: ATZ motorvei . Springer Fachmedien, 1. mars 2016, ISSN  2191-1843 .
  6. ↑ a b c Eduard Köhler, Rudolf Flierl: Forbrenningsmotorer . Springer Fachmedien, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1486-9 , avsnitt 4.2.3.3 .
  7. ^ J. Liebl (red.): Mercedes-Benz E-klasse . ATZ / MTZ type bok. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2017, ISBN 978-3-658-18443-8 .
  8. ↑ Tomonori Niizato, Mitsuhiro Shibata, Michael Fischer, Ulf Reinschmidt: Den nye 1,0-liters tresylindrede bensinmotoren fra Honda . I: MTZ Motortechnische Zeitschrift . Springer Vieweg, Springer Fachmedien, 1. januar 2018, ISSN  0024-8525 , tabell 1 Tekniske data .
  9. ↑ Friedrich Eichler, Wolfgang Demmelbauer-Ebner, Jürgen Strobel, Jens Kühlmeyer: Den nye W12 TSI-motoren til Volkswagen Group . I: MTZ Motortechnische Zeitschrift . Springer Vieweg / Springer Fachmedien, 1. februar 2016, ISSN  0024-8525 , Tabell 1 Tekniske data for TSI W12 .
  10. ↑ Den 6,0 liter W12 motoren i Audi A8 - del 1 . Audi AG, Ingolstadt, motormekanisk seksjon . - VW selvstudieprogram 267, status 01/2011
  11. ↑ Bern Ebel, Uwe Kirsch, Frank Thomas Metzner: Den nye fem-sylindrede motoren fra Volkswagen . I: MTZ Motortechnische Zeitschrift . Springer Vieweg / Springer Fachmedien, 1. januar 1999, ISSN  0024-8525 , tabell 1: Tekniske data .