Klikový hřídel je hřídel poháněná klikovým mechanismem, sestávající z řady klik a klikových čepů, ke kterým jsou připojeny ojnice motoru. Jedná se o mechanickou část schopnou provádět převod mezi vratným pohybem a rotačním pohybem.
Hlavním účelem této ojnice je absorbovat vratný pohyb pístu a přenášet jej na klikovou hřídel. Když se klikový hřídel pohybuje pomocí ojnice, převádí tento pohyb na rotační pohyb a otáčí setrvačníkem, který pokračuje v pohybu kol vozidla.
Bez kliky není motor s vratným pístem schopen přenášet vratný pohyb pístu na hnací hřídel. Jednoduše řečeno, pístový motor nemůže pohybovat vozidlem bez klikové hřídele.
Různé motory procházejí energetickým cyklem s různým počtem otáček klikového hřídele. Například dvoutaktní motor dokončí cyklus výkonu po jedné otáčkě klikového hřídele, zatímco čtyřtaktní motor dokončí cyklus výkonu po dokončení dvou otáček klikového hřídele.
Klikové hřídele mohou být svařované, polointegrované nebo jednodílné. Tato součást motoru spojuje výstupní část motoru se vstupní částí.
Klika funguje jako článek, který dodává výstupní výkon ve formě rotační kinetické energie – píst je spojen se středem kliky pomocí ojnice. Klikové rameno umožňuje pístu otáčet klikovým hřídelem a vytvářet sílu pro pohyb vozidla.
Klikový hřídel v zásadě plní jednoduchý úkol:převést lineární pohyb pístů na rotaci. Dělá stejnou práci jako klika na kole, která mění pohyb nohou nahoru a dolů na rotaci.
Ačkoli je princip jednoduchý, u vysoce výkonných motorů nastává řada komplikací. Spalování paliva vystřeluje píst přímo skrz válec, úkolem klikového hřídele je převést tento lineární pohyb na rotaci – v podstatě kýváním pístu tam a zpět ve válci.
Terminologie klikového hřídele je poměrně specifická, proto začněme vyjmenováním několika částí. Čep je část hřídele, která se otáčí v ložisku. Jak je vidět výše, na klikovém hřídeli jsou dva typy čepů – hlavní čepy tvoří osu otáčení klikového hřídele a čepy ojnic jsou připevněny ke koncům ojnic, které nabíhají k pístům.
Pro další zmatek se ojniční čepy označují zkráceně jako ojniční čepy a obecně se také označují jako klikové čepy nebo ojniční čepy. Tyčové čepy jsou spojeny s hlavními čepy pomocí stojin.
Vzdálenost mezi středem čepu hlavního ložiska a středem čepu klikového hřídele se označuje jako poloměr kliky, také známý jako zdvih kliky. Toto měření určuje rozsah zdvihu pístu při otáčení klikového hřídele – tato vzdálenost shora dolů se nazývá zdvih. Zdvih pístu je dvojnásobkem poloměru kliky.
Zadní konec klikového hřídele vyčnívá mimo klikovou skříň a je zakončen přírubou setrvačníku. Tato přesně obrobená příruba je přišroubována k setrvačníku, jehož těžká hmota pomáhá vyhladit pulsace pístů v různých časech. Setrvačník přenáší rotaci na kola přes převodovku a koncový převod.
U automatu je klikový hřídel přišroubován k ozubenému věnce, které nese měnič točivého momentu a přenáší pohon na automatickou převodovku. To je v podstatě síla motoru – a energie je směrována tam, kde je potřeba:vrtule pro lodě a letadla, indukční cívky pro generátory a na silniční kola ve vozidle.
Přední konec klikové hřídele, někdy nazývaný nos, je hřídel, která přesahuje klikovou skříň. Tento hřídel se připojuje k ozubenému kolu, které pohání ventilový rozvod ozubeným řemenem nebo řetězem [nebo soukolím v high-tech aplikacích] a řemenicí, která využívá hnací řemen k pohonu příslušenství, jako je alternátor a vodní čerpadlo.
Níže jsou uvedeny hlavní části klikového hřídele s jeho schématem:
Klikový čep je mechanická část motoru. To umožňuje velmi pevné připevnění ojnice ke klikovému hřídeli.
Povrch klikového čepu je válcový, aby přenášel krouticí moment na velký konec ojnice. Jsou také známá jako ojniční ložiska.
Nosníky jsou připevněny k bloku motoru. Tato ložiska drží klikový hřídel a udržují jej v rotaci v bloku motoru. Toto ložisko je například kluzné nebo radiální ložisko. Hlavní ložiska se liší motor od motoru, často podle sil vyvíjených motorem.
Kliková stojina je nejdůležitější částí klikové hřídele. Kliková stojina spojuje klikový hřídel s hlavními ložiskovými čepy.
Protizávaží jsou typem závaží, které působí protilehlou silou, která dodává klikovému hřídeli rovnováhu a stabilitu. Ty jsou namontovány na klikovém ramenu.
Důvodem přidání protizávaží na klikový hřídel je to, aby mohly eliminovat reakci způsobenou rotací. A je velmi užitečné získat vyšší otáčky a udržet motor v chodu snadno.
V některých bodech jsou k dispozici dvě nebo více přítlačných podložek pro zastavení pohybu klikového hřídele v podélném směru. Tyto přítlačné podložky se montují mezi obrobené povrchy ve stojině a sedle klikového hřídele.
Pomocí přítlačných podložek lze snadno udržovat mezeru a pomáhá snižovat boční pohyb klikového hřídele. V mnoha motorech jsou tyto vyrobeny jako součást hlavních ložisek, obvykle starší typy používají samostatné podložky.
Olejovým kanálem klikového hřídele prochází olej z hlavních ložiskových čepů do velkých koncových čepů. Obvykle je otvor vyvrtán do klikové stojiny. Když je klikový čep v horní poloze a spalovací síly tlačí ojnici dolů, může olej proniknout mezi čep a ložisko.
Klikový hřídel na obou koncích mírně přesahuje klikovou skříň. To způsobí únik oleje z těchto konců. Aby se do těchto otvorů nedostal olej, jsou k dispozici olejová těsnění. Na předním a zadním konci jsou spojena dvě hlavní olejová těsnění.
Ve většině případů se klikový hřídel připojuje k setrvačníku přes příruby. Průměr konce kola klikového hřídele je větší než druhého konce. To poskytuje čelo příruby pro montáž setrvačníku.
Ke konstrukci klikového hřídele byly použity následující materiály:
Kliky mohou být sestaveny z různých dílů nebo vyrobeny z jednoho kusu (monolitické).
Monolitická verze je celosvětově nejoblíbenější klikou. Některé velké a malé spalovací motory však mají smontované klikové hřídele.
Tyto hřídele mohou být také odlévány z temperované litiny, modulární nebo tvárné oceli. Svařované sestavy jsou odlévány z oceli. Tato nenákladná metoda je vhodná pro levné výrobní motory s přijatelným zatížením. Proces kování má vynikající pevnost. Proto je kování známé jako preferovaná metoda pro stavbu klikových hřídelí.
Snímač polohy klikového hřídele je připevněn k bloku motoru směrem k rozvodovému rotoru na klikovém hřídeli motoru. Snímač detekuje signály používané ECU motoru k výpočtu polohy klikového hřídele a rychlosti otáčení motoru.
Snímač klikového hřídele je elektronické zařízení používané ve spalovacích motorech, benzinových i naftových, ke sledování polohy nebo otáček klikového hřídele. Tyto informace využívají systémy řízení motoru k řízení vstřikování paliva nebo časování systému zapalování a dalších parametrů motoru.
Než existovaly elektronické snímače kliky, musel být rozdělovač u benzínových motorů ručně nastaven na značku časování.
Snímač klikového hřídele lze použít v kombinaci s podobným snímačem polohy vačkového hřídele k monitorování vztahu mezi písty a ventily v motoru, což je zvláště důležité u motorů s proměnným časováním ventilů.
Tato metoda se také používá k „synchronizaci“ čtyřdobého motoru při spouštění, aby řídicí systém věděl, kdy má vstřikovat palivo. Je také široce používán jako primární zdroj pro měření otáček motoru v otáčkách za minutu.
Existují 2 typy snímačů polohy klikového hřídele.
Kolem vnějšího průměru rozvodového rotoru je uspořádáno 34 zubů umístěných pod každým úhlem kliky 10° (CA) plus dva chybějící zuby pro detekci horní úvratě (TDC). Proto je ze snímače pro každou otáčku klikového hřídele vyvedeno 34 vln střídavého proudu.
Tyto střídavé vlny jsou převedeny na pravoúhlé křivky obvodem tvarování křivky v rámci ECU motoru a použity k výpočtu polohy klikového hřídele, TDC a otáček motoru.
Vlivem otáčení rotoru časovače se směr magnetického pole (magnetický vektor) vyzařovaný z magnetu snímače mění podle polohy detekčního zubu během doby, kdy se detekční zub připevněný k rotoru časovače přibližuje k snímači polohy vačkového hřídele a poté se oddálí od snímače polohy vačkového hřídele.
V důsledku toho se také mění hodnota odporu MRE. Napětí z ECU motoru je přivedeno na snímač polohy vačkového hřídele a změna hodnoty odporu MRE se projeví jako změna napětí.
Průběhy výstupů dvou MRE jsou diferenciálně zesíleny a tvarovány do obdélníkového tvaru pomocí obvodu zesílení/tvarování průběhu uvnitř senzoru. Výstupy MRE jsou poté odeslány do ECU motoru.
Jiný typ snímače kliky se používá na jízdních kolech ke sledování polohy klik, obvykle pro odečet kadence cyklopočítače. Obvykle se jedná o jazýčkové spínače namontované na rámu kola s odpovídajícím magnetem připojeným k jednomu z ramen kliky pedálu.
V průběhu času jakýkoli senzor selže buď v důsledku nehod, problémů s napájením nebo běžného opotřebení. Kvůli poruše snímače polohy klikového hřídele nebo vačkového hřídele může motor seknout, zemřít za jízdy nebo odmítnout nastartovat.
Vadný snímač může vést ke katastrofálnímu selhání motoru.
Klikový hřídel je hřídel poháněná klikovým mechanismem, sestávající z řady klik a klikových čepů, ke kterým jsou připojeny ojnice motoru. Jedná se o mechanickou část schopnou provádět převod mezi vratným pohybem a rotačním pohybem.
Ajak funguje klikový hřídelKlikový hřídel plní v zásadě jednoduchý úkol: převést lineární pohyb pístů na rotaci . Dělá stejnou práci jako klika na kole, která mění pohyb nohou nahoru a dolů na rotaci.
Co je snímač klikového hřídele?Snímač kliky je elektronické zařízení používané ve spalovacích motorech, benzinových i naftových, ke sledování polohy nebo rychlosti otáčení klikového hřídele. Tyto informace využívají systémy řízení motoru k řízení vstřikování paliva nebo časování systému zapalování a dalších parametrů motoru.
