1
1.0 Увод
Мотори са унутрашњим сагоревањем су погонске машине у којима гориво сагорева
из настале топлотне енергије и ствара се механичка енергија, односно користан механички
рад.
Основни непокретни делови мотора у којима се одвија циклус рада мотора, а њему
су ослоњени основни и покретни делови, на њима је сва остала опрема мотора. Ту спадају:
глава мотора, блок мотора са цилиндрима, доње кућиште.
Основни покретни делови мотора су елементи преноса снаге, почев од клипа, па до
излазног вратила из мотора, најчешће замајца. Ту спадају два основна механизма мотора:
моторни или клипни механизам и разводни механизам.
Моторни или клипни механизам је основни механизам мотора преко којег се сила
притиска гасова, настала сагоревањем у цилиндру, преноси на коленасто вратило, клип се
креће праволинијски, осцилаторно, а преко клипњаче и коленастог вратила добиће се
кружно кретање коленастог вратила, које се даље преноси посредством трансмисије, на
точкове моторног возила.
У моторни механизам спадају:
-клип;
-клипни прстенови или карике;
-осовиница клипа;
-клипњача;
-коленасто вратило или радилица;
-замајац.
На клипни механизам делији силе различите по настанку, интензитету, правцу,
смеру деловања, па се могу генерално дефинисати као силе притиска гасова. Сила
притиска гасова настаје услед дејства притиска гасова на чело клипа у цилиндру мотора.
Инерцијалне силе настају као резултат убрзавања и успоравања клипа у току рада мотора.
2
2.0 Клип
Клипни склоп - клипну групу мотора (Слика 2.0) чине: клип, клипни прстенови и
осовиница клипа.
Радни простор цилиндра мотора је са доње стране затворен клипом. Према томе
може се рећи да клип мотора представља једно покретно дно цилиндарског радног
простора које својим кретањем омогућава промену радне запремине у појединим фазама
радног циклуса. Одатле произлази да је основна функција клипа да гасу преда и од њега
прими енергију, тј. да прими силу притиска гасова у радном простору и да силу пренесе
даље на елементе кривајног механизма који имају улогу да потенцијалну енергију гаса у
радном простору преко праволинијског кретања клипа преобрате у ту механичку енергију
у виду обртног момента.
Да би клип могао успешно да обавља своју основну функцију, он мора истовремено
да обавља и читав низ других задатака у које спадају:
-заптивање радног простора у циљу спречавања продора гаса у картер мотора и
продора уља из картера у радни простор;
-пријем нормалне силе клипног механизма и пренос ове силе на цилиндарску
кошуљицу;
-одвођење топлоте са чела клипа на цилиндарску кошуљицу;
-формирање простора сагоревања, нарочито код дизел мотора, као и развођење
радне материје код двотактних мотора.
Клип се, по правилу, лије у кокилама, чиме се постиже посебно добар квалитет
лива и самих одливака. Одливак клипа подвргава се одређеном термичком поступку да би
се на крају прецизном механичком обрадом довео на дефинитивни меру.
Као и материјал за израду клипова најчешће се користе еутектичке (AlSi
2
CuNi),
алуминијум-силицијумске легуре (са 11 до 13% Si) за већину ОТО и дизел мотора.
Надеутектичке легуре (са 17 до 25% Si), због мањег коефицијента топлотне дилатације и
повећане отпорности на хабање, користе се за клипове јако оптерећених мотора са
ваздушним хлађењем. Основна предност алуминијумских легура јесте њихова мала
специфична маса (око три пута мања од гвожђа), а осим тога, добро спроводе топлоту,
релативно се мало шире на вишим температурама и при свему томе имају добру чврстоћу.
За веома оптерећене моторе често се употребњавају ковани клипови, који се у
већем стању формирају под јаким пресама. Овако израђени клипови одликују се
повећаном чврсоћом и низом других квалитетних својства.
4
На температурском профилу по површини клипа (Слика 2.1), за различите врсте
мотора и клипова, може се видети да је температурско поље веома нехомогено и да су
температуре на челу клипа највише, а да знатно опадају према дну плашта. Због
хоморености температурског поља и неравномерног распореда масе долази до неједнаких
топлотних дилатација по висини клипа. Пораст дијаметарских мера, при преласку клипа
из хладног у радно стање, највећи је у висини чела клипа, осетно мањи при дну зоне
клипних прстенова, а најмањи при дну плашта.
Осим одступања од идеалног цилиндарског облика, већина клипова нема ни
идеално кружни облик у попречном пресеку, јер се (услед деформација насталих дејством
нормалне силе и силе притиска гасова) намерно обрађују у виду овала. То је нарочито
изражено у појасу у коме се налазе окца клипа, тј. отвори са ојачањима за смештај
осовинице клипа (Слика 2.2). Међутим, и ту се током рада достизања радних температура
постиже да клип поприми свој кружни облик и добро се прилагоди цилиндру. На основу
тога може се закључити да ће се названи пречник клипа налазити само при крају његовог
омотача-плашта и да га ту треба и мерити.
Слика 2.1 - Распоред температура на клипу четворотактног и двотактног ото (десно) и дизел (лево) мотора
од сивог лива (SL) и лаке легуре (Al).
Слика 2.2 - Овалост клипа
5
Да би се обезбедило добро заптивање радног простора, као и тих рад клипа,
потребно је да и при највишим температурама радни зазор између клипа и цилиндра буде
минималан и уједначен, негде између 0,02 и 0,04 mm. На тај начин зазор обезбеђује
несметано формирање филма уља. Величина зазора у хладном стању првенствено зависи
од типа мотора и услова у којима он ради. Тако, на пример, зазори клипова дизел-мотора у
начелу су већи од зазора клипова ото-мотора. Треба нагласити да ће већи зазори, нарочито
на почетку рада мотора док је он још релативно хладан, узроковати продор гасова у
кућиште, што је у вези и с губитком притиска, као и лупом усред ударања клипа у
цилиндар. Како величина радног зазора има одлучујући утицај на наведене појаве,
приступило се изради клипова специјалних конструкција са циљем трајног одржавања
радног зазора независно од радне температуре клипа. Таква решења изазивају
аутотермичким конструкцијама клипа.
Код старијих конструкција постављали су се прелази у зони жљебова уљног
клипног прстена или у самом жљебу, дакле у самом прелазу између главе и тела клипа.
Прорези су постављени у делу обима нормално на принцип осовинице или чак са
продужетком косо наниже према окцима клипа (Слика 2.3), такозвани П и Т прорези. На
тај начин обезбеђено је пресецање топлотног тока према зони налегања плашта и
усмеравање топлоте према окцима клипа, чиме је смањен интензитет промене мере при
загревању клипа у правцу нормалне на осовиницу. Значајна овализација клипа, праћена
повећањем мера у правцу осовинице и смањењем мера у правцу нормалном на правац
осовинице, могла би се постићи ако би тело клипа при врху, близу прореза, имало мањи
коефициент топлотног ширења. У том случају и опште повећање температуре не би
изазвало битније повећање обима тела клипа. То се постиже уливањем танког челичног
простора (аутотер - мичка конструкција) при врху плашта (Слика 2.4), непосредно испод
жлеба уљаног прстена.
Слика 2.3 - Прорези на клипу
