Klip (motor)

Klipovi unutar benzinskog motora u sekciji

Animacija klipnog sistema.

Klip je sastavni dio klipnih motora, klipnih pumpi, gasnih kompresora i pneumatskih cilindara, između ostalih sličnih mehanizama. To je pokretna komponenta sadržana u cilindru i napravljena je nepropusnim za gas pomoću klipnih prstenova . Svrha motora je da prebaci silu sa širenja gasa u cilindru u radilicu preko klipnjače i / ili spojne šipke . U pumpi se funkcija preokreće i sila se prenosi iz radilice u klip radi kompresije ili izbacivanja tečnosti u cilindar. U nekim motorima klip djeluje i kao ventil prekrivajući i otkrivajući otvore u cilindru.

Klipni motori

Motori sa unutrašnjim sagorjevanjem

Klip motora sa unutrašnjim sagorjevanjem, odsječen da bi pokazao osovinicu .

Motor sa unutrašnjim sagorjevanjem djeluje na pritisak rastućih gasova za sagorevanje u prostoru komore za sagorevanje na vrhu cilindra. Ta sila tada deluje nadolje preko klipnjače i na radilicu . Vezna šipka je pričvršćena na klip pomoću okretnog pina . Ovaj pin je montiran unutar klipa: za razliku od parnog motora, nema klipnjače ili križne glave (osim velikih dvotaktnih motora).

Na slici je tipičan dizajn klipa. Ova vrsta klipa naširoko se koristi u automobilskim dizel motorima . U skladu sa namjenom, nivoom punjenja i radnim uslovima motora oblik i proporcije se mogu mijenjati.

Dizel motori velike snage rade u teškim uslovima. Maksimalni pritisak u komori za sagorijevanje može dostići 20 MPa, a maksimalna temperatura nekih klipnih površina može preći 450 °C. Moguće je poboljšati hlađenje klipa stvaranjem posebne rashladne šupljine. Injektor opskrbljuje ovu rashladnu šupljinu «A» uljem kroz kanal za dovod ulja «B». Za bolje smanjenje temperature konstrukciju treba pažljivo izračunati i analizirati. Protok ulja u rashladnoj šupljini ne smije biti manji od 80% od protoka ulja kroz injektor.

A - rashladna šupljina; B - kanal za dovod ulja

Sam pin je od kaljenog čelika i fiksiran je u klipu, ali se slobodno kreće u klipnjači. Nekoliko dizajna koristi "potpuno plutajući" dizajn koji je labav u obje komponente. Sve pinove treba spriječiti da se pomijeraju u stranu, a krajevi elastičnog prstena ukopavaju se u zid cilindra, obično kružnim kopčama .

Zaptivanje gasom postiže se upotrebom klipnih prstenova . To su brojni uski gvozdeni prstenovi, lagano postavljeni u brazde u klipu, odmah ispod krune. Prstenovi su podijeljeni u tački oboda, omogućujući im da se pritiskom na cilindar opuste laganim opružnim pritiskom. Koriste se dvije vrste prstenova: gornji prstenovi imaju čvrsta lica i pružaju zaptivku gasom; donji prstenovi imaju uske ivice i profil u obliku slova U, koji djeluju kao strugači ulja. Postoje brojne vlasničke i detaljne dizajnerske karakteristike povezane sa klipnim prstenovima.

Klipovi su liveni od legura aluminijuma . Da bi se postigla bolja snaga i zamor, neki trkački klipovi umjesto toga mogu biti kovani . Klipni klipovi se takođe koriste u trkačkim motorima jer se ne oslanjaju na veličinu i arhitekturu dostupnih otkovka, omogućavajući promjene dizajna u posljednjem trenutku. Iako nisu obično vidljivi golim okom, sami klipovi dizajnirani su sa određenim nivoom ovalnosti i profila, što znači da nisu savršeno okrugli, a prečnik im je veći pri dnu suknje nego na kruni.

Rani klipovi bili su od livenog gvožđa, ali bilo je očiglednih prednosti za balansiranje motora ako se može koristiti lakša legura. Da bi se proizveli klipovi koji bi mogli da prežive temperaturu sagorijevanja motora, bilo je potrebno razviti nove legure, kao što su legura Y i Hiduminijum, posebno za klipove.

Nekoliko ranih motora imalo je cilindre sa dvostrukim dejstvom, ali u suprotnom efektivno svi klipovi motora sa unutrašnjim sagorevanjem su jednosmerni . Za vreme Drugog svejtskog rata, američka podmornica Pompano opremljena je prototipom zloglasno nepouzdanog dvo-taktnog dizelskog motora HOR . Iako kompaktan, za upotrebu u skučenoj podmornici, ovaj dizajn motora nije ponovljen.

Trupni klipovi

Trupni klipovi su dugi u odnosu na njihov prečnik. Oni djeluju i kao klipni i cilindrični križ . Kako je klipnjača za veći dio svoje rotacije pod uglom, postoji i bočna sila koja duž strane klipa reaguje na stijenku cilindra. Duži klip pomaže da se ovo podrži.

Trupni klipovi uobičajeni su dizajn klipa još od ranih dana povratnog motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Koristili su se i za benzinske i dizel motore, iako su motori za velike brzine sada usvojili lakši klizavi klip .

Karakteristično za većinu trupnih klipova, posebno za dizel motore, je to što imaju utor za uljni prsten ispod osovine klipa, pored prstenova između osovine i krune.

Naziv „trupni klip“ potiče od „ trupnog motora “, ranog dizajna brodskog parnog stroja . Da bi ovo učinili kompaktnijim, izbjegli su uobičajenu klipnjaču parnog motora sa odvojenim poprečnim glavama i umjesto toga bili su prvi dizajn motora gdje je osovina klipa postavljena direktno unutar klipa. U suprotnom, klipovi trupnog motora malo nalikuju trupbom klipu; bili su izuzetno velikog prečnika i dvostrukog dejstva. Njihov „trup“ bio je uski cilindar postavljen u sredinu klipa.

Klipni klipovi

Veliki dizel-motori s malim brzinama mogu zahtjevati dodatnu podršku bočnim silama na klipu. Ovi motori obično koriste krstaste klipove. Glavni klip ima veliku klipnjaču koja se proteže dolje od onogado onoga što je u stvari drugi klip manjeg prečnika. Glavni klip odgovoran je za zaptivanje gasom i nosi prstenaste klipove. Manji klip je isključivo mehanička vodilica. Radi u malom cilindru kao trupni vodič, a nosi i osovinu klipa.

Podmazivanje križne glave ima prednosti u odnosu na trupni klip, jer njegovo ulje za podmazivanje nije izloženo toploti sagorijevanja: ulje nije kontaminirano česticama čađi za sagorijevanje, ne raspada se zbog vrućine i tanje, manje viskozno ulje može budi upotrebljen. Trenje klipa i poprečne glave može biti samo polovina od trupnog klipa.

Zbog dodatne mase ovih klipova, oni se ne koriste za motore velike brzine.

Klizni klipovi

Klizni klip

Klizni klip je klip za benzinski motor koji je u veličini i smanjen smanjen što je više moguće. U ekstremnom slučaju, oni se svode na krunu klipa, potporu za klipove klipa i taman toliko da preostane preostala suknja klipa da ostave dve zemlje da zaustave klip koji se kreće u provrta. Bočne strane klipa oko igle klipa smanjuju se od stijenke cilindra. Svrha je uglavnom smanjiti povratnu masu, na taj način olakšavajući balansiranje motora i tako omogućavajući velike brzine. U trkačkim aplikacijama, klizave klipne suknje se mogu konfigurirati tako da daju ekstremno malu masu uz održavanje čvrstine i čvrstoće pune suknje. Smanjena inercija takođe poboljšava mehaničku efikasnost motora: sile potrebne za ubrzanje i usporavanje klipnih dijelova uzrokuju veće trenje klipa o stijenke cilindra nego pritisak tečnosti na glavi klipa. Sekundarna korist može biti smanjenje trenja o zidu cilindra, jer se površina suknje, koja klizne gore i dolje u cilindru, smanjuje za polovinu. Međutim, najviše trenja nastaje zbog klipnih prstenova, koji su dijelovi koji se zapravo najjače uklapaju u provrt i ležajne površine zgloba, čime se korist smanjuje.

Deflektor klipovi

Dvotaktni usmerivač klipa

Deflektor klipovi koriste se u dvotaktnim motorima sa kompresijom radilice, pri čemu se protok gasa u cilindru mora pažljivo usmjeravati da bi se obezbjedilo efikasno istjerivanje gasova. Kod unakrsnog istjerivanja gasova, prijenosi (otvori u cilindar) i izduvni otvori nalaze se na direktno okrenutim stranama stijenke cilindra. Da bi se spriječilo da dolazna smješa pređe ravno preko jednog luka u drugi, klip ima uzdignuto rebro na svojoj kruni. Namjenjen je odbijanju dolazne smješe prema gore, oko komore za sagorijevanje .

Mnogo napora i mnogo različitih dizajna klipne krune uloženo je u razvoj poboljšanih istjerivanja gasova. Krune su se razvile iz jednostavnog rebra u veliku asimetričnu izbočinu, obično s strmim licem na ulaznoj strani i blagom krivinom na ispuhu. Uprkos tome, unakrsno istjerivanje gasova, nikada nije bilo tako efikasno koliko se nadalo. Većina motora danas koristi Šurnele portiranje. Ovo postavlja par portova za prijenos na stranama cilindra i podstiče protok gasa da se okreće oko vertikalne ose, a ne horizontalne ose.

Trkački klipovi

Klip od livenog gvožđa parnog motora, sa metalnim klipnim prstenom opruženo o zid cilindra .

Rani (otprilike 1830) klip za motor grede . Brtva klipa je napravljena vijcima omotanog konopa .

Kod trkačkih motora, snaga i krutost klipa obično su mnogo veće od snage motora putničkih automobila, dok je masa mnogo manja, da bi se postigao visoki obrtaj motora koji je potreban za trkačke motore.

Parni motori

Parni motori su obično dvostruko djelujući (tj. Pritisak pare djeluje naizmjenično sa svake strane klipa), a prijem i ispuštanje pare kontroliše se kliznim ventilima, klipnim ventilima ili popetnim ventilima . Shodno tome, klipovi parnih motora gotovo su uvijek relativno tanki diskovi: njihov prečnik je nekoliko puta veći od njihove debljine. (Izuzetak je klip trupnog motora koji je više sličan onima u modernom motoru sa unutrašnjim sagorijevanjem.) Drugi faktor je da pošto skoro svi parni strojevi koriste unakrsne glave da bi prenijeli silu na pogonski štap, malo je bočnih sila koje djeluju na pokušaj i „ljuljanje“ klipa, tako da suknja klipa u obliku cilindra nije potrebna.

Pumpe

Klipne pumpe se mogu koristiti za pomijeranje tečnosti ili za sabijanje gasova .

Vazdušni topovi

Postoje dva specijalna tipa klipova koja se koriste u vazdušnim topovima : klipovi s tolerancijom i dvostruki klipovi. U klipima sa uskom tolerancijom O-prstenovi služe kao ventil, ali O-prstenovi se ne koriste u dvostrukim klipovima.

Literatura

• Irving, P.E. (1967). Two-Stroke Power Units. Newnes. 
• Ricardo, Harry (1922). The Internal Combustion Engine. Vol I: Slow-Speed Engines (1st izd.). London: Blackie. 

Spoljašnje veze

• „Klip motora esej”. Arhivirano iz originala 12. 11. 2008. g. 
• Kako stvari funkcionišu - osnovni dijelovi motora