Русская Википедия:Коромысло (механизм)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Значения

Файл:Vahadlo.jpg
Коромысло клапана

Коромысло — звено плоского механизма, которое образует вращательную пару с неподвижной осью, но не может совершать полный оборот вокруг этой оси. Обычно имеет вид двуплечего рычага и совершает качательное движение. Одно из применений коромысло находит в двигателях внутреннего сгорания, где коромысло клапана используется для преобразования движения распределительного вала в открытие и закрытие клапанов.

Файл:Журавль - panoramio (1).jpg
Коромысло в механизме «журавль»

История

Двуплечий рычаг применялся со времен глубокой древности, однако прообразом коромысла может считаться только рычаг на фиксированной оси (примитивный без втулок, с подшипником скольжения, с подшипником качения). Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прообраз современных кранов, устройство для поднятия сосудов с водой.[1]

Эта схема применялась в подъёмных механизмах, осадных машинах и везде, где надо было поменять направление движения звена на противоположное (тогда как в чистом рычаге основной упор делался на усиление и соотношение плечей велико). В современных ДВС, например, в коромыслах соотношение плечей относительно мало и находится в диапазоне 1:1 — 1:2.

Описание

Конструкция

В различных схемах ГРМ ДВС

  • Исторически коромысло присутствует в газораспределительном механизме (ГРМ) определенного типа — с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала. Такой тип обозначается аббревиатурой OHV. Оно призвано инвертировать направление движения толкателя (вверх) на требуемое направление движения клапана (вниз)[2][3].
  • В схеме с верхним расположением распределительного вала при одном вале (схема SOHC) распредвал приводит впускной клапан (слева на схеме) непосредственно, а выпускной (справа) — через коромысло[4][3].

Шаблон:Внешние медиафайлы

  • В схеме с верхним расположением распредвала (SOHC или DOHC) коромысло может опираться концом полусферическую опору (обычно с гидрокомпенсатором), роликом на кулачок распредвала, а вторым концом на торец клапана. Это сделано для снижения трения и износа кулачков распредвала[5][3].
  • Наконец, в десмодромном газораспределительном механизме применяют два коромысла на клапан (одно отвечает за подъём клапана, второе за опускание).[6].


По управлению тепловым зазором

  • В архаичных ГРМ с открытым расположением вала коромысел и низкой теплонагруженностью такие узлы отсутствовали.
  • В классических ГРМ середины XX века устанавливался винтовой механизм, позволяющий регулировать начальный тепловой зазор[7].
  • В современных ГРМ в коромысле может быть установлен гидрокомпенсатор теплового зазора[8].

Шаблон:Внешние медиафайлы

По узлу контакта с клапаном

  • Узел скольжения, шлифованный полуцилиндрический боёк коромысла и плоский торец клапана.
  • Узел скольжения, шлифованный полусферический боёк коромысла и полусферический торец клапана.
  • Узел качения, ролик на шариковом или игольчатом подшипнике. За ним закрепилось название рокер — калька с английского[5].

Система смазки

В ранних тихоходных ДВС смазка ГРМ, и в частности коромысел, осуществлялась мотористом периодически вручную из маслёнки. Шаблон:Внешние медиафайлы

С появлением систем смазки под давлением, смазка коромысла осуществляется через каналы оси коромысел, далее через радиальное сверление оси ко втулке коромысла и далее по круговой проточке втулки[9].

Если в коромысле установлен гидрокомпенсатор теплового зазора к нему идет ещё один канал подачи масла[8].

Материалы, технологии изготовления и термообработки

Шаблон:Внешние медиафайлы В коромыслах используются среднеуглеродистые, легированные стали, ранее использовались чугуны. Получение заготовок осуществляется штамповкой с последующей механической обработкой. Далее проводится поверхностная цементация бойка и закалка, например токами высокой частоты (ТВЧ). После этого поверхность бойка подвергается шлифовке[3].

Показатели качества изготовления в Российский Федерации регламентируются ГОСТ Р 53812-2010. Двигатели автомобильные. Толкатели клапанов. Технические требования и методы испытаний[10].

Использование в измерительных приборах

В лабораторных аналитических весах применяются равноплечие коромысла (соотношение плечей 1:1)[11].

В промышленных механических весах применяются неравноплечие коромысла (соотношение плечей 1:10 — 1:100). Однако термин неравноплечее коромысло чаше заменяют термином неравноплечий рычаг[12].

В первых механических часах XII—XVI веков роль осцилятора выполнял особый вид коромысла — билянец, позднее он уступил место маятниковому осцилятору Гюйгенса.[13]

Кинематика соединений с другими деталями

Исходя из классификации И. И. Артоболевского в соединениях деталей выделяют кинематические пары двух типов:

  • низшие, (контакт в точке или по линии);
  • высшие, (контант по поверхности)[14].

Коромысло имеет, в зависимости от конструктивного исполнения, оба вида кинематических пар:

  • высшие: ось коромысла — втулка, полусферическая опора — полусферическое отверстие коромысла.
  • низшие: боек коромысла — торец клапана или кулачок распределительного вала — боёк коромысла (в зависимости от схемы).

Шаблон:Внешние медиафайлы

В низших парах высокие удельные нагрузки, что вызывает увеличенный износ (характерный наклеп бойка коромысла[15]), высшие сложнее в изготовлении. В малонагруженных соединениях разница в износе несущественна.

Перспективы применения в ГРМ

В современных двигателях наблюдается устойчивая тенденция к постепенному повышению частоты вращения[16]. Применение схемы ГРМ OHV сейчас ограничено относительно тихоходными ДВС с большими рабочими объёмами. Схема SOHC уступает место DOHC. Применимость коромысел в быстроходных ДВС поэтому уменьшается, что обусловлено такими причинами:

  • чем больше деталей между кулачком и клапаном, тем выше инерция привода;
  • чем больше деталей между кулачком и клапаном, тем меньше жёсткость.

В тихоходных, например судовых, ДВС применение схемы OHV является основным поэтому коромысла сейчас используют все основные производители[17].

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Шаблон:ВС

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:Cite web
  2. ↑ Шаблон:Книга
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Шаблон:Cite web
  4. ↑ Шаблон:Книга
  5. ↑ 5,0 5,1 Шаблон:Cite web
  6. ↑ Шаблон:Cite web
  7. ↑ Шаблон:Cite web
  8. ↑ 8,0 8,1 Шаблон:Cite web
  9. ↑ Шаблон:Cite web
  10. ↑ Шаблон:Книга
  11. ↑ Шаблон:Cite web
  12. ↑ Шаблон:Cite web
  13. ↑ Шаблон:Cite web
  14. ↑ Шаблон:Книга
  15. ↑ Шаблон:Cite web
  16. ↑ Шаблон:Книга
  17. ↑ Шаблон:Cite web
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Коромысло_(механизм)&oldid=10171941