Componentes do grupo do volante do virabrequim do motor
Primeiro, virabrequim
O virabrequim é uma das peças mais importantes do motor. Sua função é suportar a pressão dos gases provenientes do conjunto pistão-biela, convertendo-a em torque e transmitindo-o para o exterior. Além disso, o virabrequim também aciona o mecanismo de válvulas do motor e outros dispositivos auxiliares (como geradores, ventiladores, bombas d'água, bombas de direção hidráulica, mecanismo do eixo balanceador, etc.).
Conjunto do volante do virabrequim: 1- polia; 2- roda dentada da correia de distribuição do virabrequim; 3- engrenagem do virabrequim; 4- Virabrequim; 5- mancal principal do virabrequim (superior); 6- Volante; 7- gerador de sinal do sensor de velocidade; 8, 11- pastilha de encosto; 9- mancal principal do virabrequim (inferior); 10- tampa do mancal principal do virabrequim.
Quando o virabrequim está em funcionamento, ele precisa suportar mudanças periódicas na pressão dos gases, na força inercial e na força centrífuga, bem como no torque e no momento fletor resultantes em altas velocidades, sendo propenso a deformações por flexão e torção. Portanto, o virabrequim deve apresentar resistência e rigidez suficientes, boa resistência ao desgaste e bom balanceamento. Geralmente, o virabrequim é fabricado em aço-liga de médio carbono, e a superfície do munhão é tratada por têmpera por indução ou nitretação. O virabrequim do motor Shanghai Santana é fabricado em aço-liga de médio carbono de alta qualidade por forjamento em matriz. Os motores Audi JW e Yuchai YC6105QC são fabricados em ferro fundido nodular de terras raras de baixo custo e alta resistência, com boa resistência ao desgaste.
1. Estrutura do virabrequim
O virabrequim é geralmente composto por uma extremidade dianteira, um colo do eixo principal, uma manivela, um contrapeso, um munhão da biela e uma extremidade traseira. A manivela é composta por um munhão da biela e seus munhões principais esquerdo e direito. O número de manivelas de um virabrequim depende do número e da disposição dos cilindros. O virabrequim de um motor monocilíndrico possui apenas uma manivela; o número de manivelas do virabrequim de um motor em linha é igual ao número de cilindros; o número de manivelas do virabrequim de um motor em V é igual à metade do número de cilindros. A extremidade dianteira do virabrequim é equipada com uma polia, engrenagem de sincronização, etc., que aciona a bomba d'água e o mecanismo de válvulas. O colo do eixo principal do virabrequim é instalado no alojamento do mancal principal do bloco do cilindro e serve para suportar o virabrequim. O munhão da biela serve para instalar a biela, e a manivela conecta o munhão do eixo principal ao munhão da biela. Para equilibrar a força centrífuga durante a rotação do virabrequim, um bloco de balanceamento é instalado no virabrequim. Na extremidade traseira do virabrequim, é fornecida uma flange de conexão para unir o volante ao virabrequim por meio de parafusos. Para lubrificar o munhão da biela, um canal de lubrificação é perfurado do munhão do eixo principal até o munhão da biela. O virabrequim integral possui estrutura simples, é leve e confiável em operação, geralmente utilizando mancais de deslizamento, amplamente empregados em motores de pequeno e médio porte.
2. Princípio de disposição da manivela
O formato do virabrequim e a posição relativa de cada manivela dependem principalmente do número de cilindros, da disposição dos cilindros e da ordem de funcionamento de cada cilindro. Ao planejar a sequência de funcionamento do motor, as seguintes regras devem ser seguidas sempre que possível:
Para reduzir a carga no mancal principal e evitar a abertura simultânea de duas válvulas conectadas durante o processo de admissão, é necessário manter os dois cilindros em funcionamento contínuo o mais afastados possível, pois esse fenômeno de "entrada de ar forçada" afeta a eficiência de combustão do motor.
(1) O ângulo de intervalo de trabalho de cada cilindro deve ser igual para facilitar o funcionamento suave do motor. Dentro do ângulo da cambota em que o motor completa um ciclo de trabalho, cada cilindro deve funcionar uma vez. Para um motor de quatro tempos com cilindro número i, o ângulo de intervalo de trabalho é 720°/i. Ou seja, a cada 720°/i da cambota, um cilindro deve funcionar para garantir que o motor funcione suavemente.
(2) Se for um motor do tipo V, as colunas de cilindros esquerda e direita devem trabalhar alternadamente.
3. Arranjo e funcionamento comuns da cambota de motores multicilíndricos
A disposição do virabrequim e da manivela do motor de quatro tempos em linha. O ângulo de intervalo de trabalho do motor de quatro tempos de quatro cilindros em linha é de 720°/4=180°, as quatro manivelas estão dispostas no mesmo plano e a sequência de funcionamento do motor (ou sequência de ignição) é 1-3-4-2 ou 1-2-4-3. O dispositivo de encosto do ciclo de trabalho comumente usado possui uma pastilha de encosto semicircular unilateral com camada metálica antifricção, mancais principais do virabrequim com flange e anel de encosto redondo, que possui três formas. A pastilha de encosto é uma chapa de aço semicircular com uma camada de liga antifricção na parte externa, que é instalada na ranhura do bloco ou na tampa do mancal principal. Para evitar a rotação da pastilha de encosto, esta possui uma saliência encaixada na ranhura. Algumas pastilhas de encosto utilizam 4 peças para formar dois limites circulares positivos, e outras utilizam 2 peças. O lado com metal antifricção deve estar voltado para o virabrequim.
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