Stempelmotorer Konverter den frem- og tilbagegående lineære bevægelse af et stempel til rotationsbevægelse, normalt gennem en række nøglekomponenter og mekanismer. Her er en detaljeret forklaring af denne proces:
1. frem- og tilbagegående bevægelse af stemplet
Hjertet af en stempelmotor er stemplet, der er placeret i en forseglet cylinder. Stemplet gengælder i cylinderen gennem ekstern effekt (normalt fra udvidelse af gas eller komprimering af gas i forbrændingskammeret). Bevægelsen af stemplet er drevet af følgende faktorer:
Gasudvidelse: I en intern forbrændingsmotor (såsom en benzinmotor eller en dieselmotor) antændes blandingen af brændstof og luft i cylinderen, og gassen udvides, skubber stemplet op og ned eller fremad og bagud langs cylinderens indre væg.
Gaskomprimering: I en kompressor komprimeres luft og genererer højt tryk og temperatur, der skubber stemplet til at bevæge sig mod den ene ende af cylinderen.
2. Konverteringsmekanismen for forbindelsesstangen og krumtapakslen
Den lineære frem- og tilbagegående bevægelse af stemplet omdannes til rotationsbevægelse gennem en komponent kaldet en ** forbindelsesstang **. Den ene ende af forbindelsesstangen er forbundet til stemplet, og den anden ende er forbundet til krumtapakslen. Krumtapakslen er en nøglekomponent i en stempelmotor, der konverterer stemplets lineære bevægelse til rotationsbevægelse.
Forbindelse mellem forbindelsesstang og stempel: Stemplet er forbundet til forbindelsesstangen gennem en stempelstift, og den anden ende af forbindelsesstangen er forbundet til krumtapakslen gennem et hul i enden af forbindelsesstangen. Den op- og ned- frem- og tilbagegående bevægelse af stemplet (langs cylinderretningen) overføres til krumtapakslen af forbindelsesstangen.
Rotation af krumtapakslen: Når stemplet bevæger sig op og ned, konverterer forbindelsesstangen den lineære bevægelse af stemplet til krumtapakslens rotationsbevægelse. Den rotationsbevægelse af krumtapakslen kan drive mekanisk udstyr eller generere effekt.
3. Operation og effekt af krumtapakslen
Rotationen af krumtapakslen opnås ved superposition af flere stempelbevægelser. I en motor er der normalt flere cylindre, som hver består af et stempel og en forbindelsesstang. Disse cylindre fungerer skiftevis, det vil sige, at hvert stempel udfører processen med komprimering, antændelse, arbejde og udstødning på forskellige tidspunkter. Gennem stemplets skiftende bevægelse skubbes krumtapakslen kontinuerligt til at danne en jævn rotationsudgang.
Fire-taktsmotor: I en fælles firetaktsmotor gennemgår hvert stempel fire trin: indtag, komprimering, arbejde og udstødning. Hvert trin skubber stemplet til at bevæge sig op og ned langs cylinderen, og forbindelsesstangen og krumtapakslens system omdanner disse bevægelser til rotationen af krumtapakslen.
To-taktsmotor: I en to-takts motor svarer hver op og ned bevægelse af stemplet til en effektcyklus, så dens rotationsfrekvens er højere. Selvom arbejdscyklussen for en to-takts motor er forskellig fra den for en firetaktsmotor, omdannes stemplets lineære bevægelse stadig til rotationsbevægelse gennem forbindelsesstangen og krumtapakslen.
4. Interaktion mellem nøglekomponenter
Svinghjul: Svinghjulet er normalt forbundet til den anden ende af krumtapakslen for at afbalancere vibrationer og udsving, når motoren kører. Rotationen af svinghjulet lagrer en vis rotationsenergi og hjælper med at udsende effekt glat, især når stempelbevægelsen ikke er helt glat, hjælper svinghjulet med at opretholde kontinuiteten i rotation.
Kamaksel: Kamakslen bruges til at kontrollere åbningen og lukningen af ventilen. Rækkefølgen af indtagelse og udstødningsprocessen er meget vigtig. Det er forbundet med krumtapakslen gennem gear eller kæder for at synkronisere stemplets frem- og tilbagegående bevægelse og ventilens virkning.
Med flere cylindre, der arbejder sammen, er stempelmotorer i stand til glat at producere kontinuerlig rotationseffekt, som også er arbejdsprincippet, der bruges i de fleste interne forbrændingsmotorer (såsom bilmotorer) og mange industrimaskiner.
