Verbindingsstangen Uitgelegd: De Cruciale Schakeling in Motorprestaties

A verbindingsstang, ook wel conrod genoemd, is een van de belangrijkste onderdelen van een interne verbrandingsmotor. Hoewel het ook op de stoommotor wordt gebruikt, heeft het een groot belang voor voertuigen.

Een conrod verbindt de zuiger met de krankas, wat helpt bij de omzetting van de heen-en-weergaande beweging van de zuiger in rotatie van de krankas. Het onderdeel fungeert als een hefboomarm en het is vereist om de druk- en trekkrachten van de zuiger over te dragen en op beide uiteinden te draaien.

Vandaag kijken we naar de definitie, functies, materiaal, onderdelen, werking en diagram van verbindingsstangen.

Verbindingsstang Definitie

Een verbindingsstang of conrod zet de lineaire op- en neerbeweging of heen-en-weergaande beweging van de zuiger om in cirkelvormige beweging van de krankas. Het ondergaat spanning, compressie, buiging en knikken tijdens het proces.

Lees: Alles wat u moet weten over automobielzuiger

Conrod Materialen

Verbindingsstangen worden meestal gemaakt van gegoten aluminiumlegeringmateriaal, wat helpt om de spanningen die tijdens het proces optreden te weerstaan.

In massaproductie is de verbindingsstang meestal van staal gemaakt. Voor hoogprestatie-toepassingen wordt een billet gebruikt, die uit een massief billet wordt gefreesd en niet gegoten of gesmeed.

Echter, gietijzer kan gebruikt worden voor goedkopere, lage-prestatie toepassingen zoals scooters.

Ontwerp Nomenclatuur

• A = dwarsdoorsnede-oppervlakte van de verbindingsstang.
• L = lengte van de verbindingsstang.
• C = compressie-strekgrens.
• Wcr = knikbelasting of kniklast.
• Ixx = traagheidsmoment van het profiel rond de x-as
• Iyy = traagheidsmoment van het profiel rond de y-as respectievelijk.
• Kxx = straal van gyratie van het profiel rond de x-as
• Kyy = straal van gyratie van het profiel rond de y-as respectievelijk.
• D = Diameter van zuiger r = Straal van krank

Verbindingsstang Onderdelen

De verbindingsstangonderdelen in een interne verbrandingsmotor bestaan uit groot uiteinde, stang en klein uiteinde.

Zuigers zijn verbonden met het kleine uiteinde van de conrod met een zuigerpen of polspen dat in de zuiger kan zwieren. Deze pen biedt een draaipunt tussen de zuiger en de verbindingsstang. De zuigerpen wordt op zijn plaats gehouden met een veerclip of zuigerpenslot.

Het grote uiteinde van de verbindingsstang is gemonteerd op de krankpen met een gladde lager, wat wrijving vermindert. Maar sommige kleinere motoren gebruiken lagers om de noodzaak voor pompsmering te vermijden.

Over het algemeen zit er een pijngat door de lager op het grote uiteinde van de verbindingsstang geboord. Het laat smeerolie naar de duwzijde van de cilinderwand pompen om de zuigerbeweging en zuigerringen te smeren.

Ten slotte, op de verbindingsstangonderdelen, kan de conrod op beide uiteinden draaien, zodat de hoek tussen de verbindingsstang en de zuiger kan veranderen naarmate de stang heen en weer gaat rond de krankas.

Lees: De benzineomotor begrijpen

Functies van Conrod

• De primaire functie van een verbindingsstang is om een verbinding te creëren tussen de zuiger en krankas om kracht over te dragen.
• De conrod helpt smeerolie naar de cilinderwanden en polspen of gudgeon pen te leveren.

Typen Verbindingsstang

Conrod typen zijn gebaseerd op het materiaal waaruit ze gemaakt zijn. Hieronder staan de verschillende typen verbindingsstang die er zijn:

Billet conrods:

De billet verbindingsstangen worden uit één stuk staal of aluminium gefreesd. Ze zijn lichter, sterker, duurzamer dan andere soorten conrods. Billet typen verbindingsstangen worden normaal gebruikt voor high-end voertuigen.

Het product wordt soms ontworpen om spanningsconcentraties te verminderen en in het natuurlijke korrel van het billetmateriaal over te gaan.

Gegoten Stang:

Gegoten stang wordt meer geprefereerd door fabrikanten omdat het in staat is de belasting van een standaardmotor aan te kunnen. De productiekosten zijn minder duur, maar kan niet gebruikt worden in hoge pk-toepassingen van meer dan 450 tot 6.000 rpm.

Een gegoten verbindingsstang bevat een zichtbare naad langs het midden, wat het onderscheidt van het gesmeede type.

Gesmeede Stang:

Conrods gemaakt van smeden worden gemaakt door het korrel van geselecteerd materiaal te forceren in de vorm van de stang. Het materiaal kan staallegering of aluminium zijn, afhankelijk van de vereiste eigenschappen.

Nou, fabrikanten van gesmeede stangen gebruiken verschillende typen staallegeringen, chroom- en nikkellegeringen. Het eindproduct is niet gemaakt om broos te zijn. Nikkel- of chroomlegeringen verhogen de sterkte van een verbindingsstang.

Gepulverteerd Metaal:

Verbindingsstang gemaakt van gepulverteerd metaal is ook een geschikte keuze voor fabrikanten. Het wordt geproduceerd met een gepulverteerd mengsel van metaal dat in een vorm wordt geperst en op hoge temperaturen verwarmd. Het smelt het mengsel in een vaste vorm.

Lichte bewerking kan vereist zijn, maar het product komt uit de vorm basis een afgewerkt product. Gepulverteerde metaal conrods zijn goedkoper te maken dan staal en sterker dan gegoten verbindingsstangen.

Lees: Classificaties van interne verbrandingsmotor

Problemen van Verbindingsstang

Verbindingsstang kan problemen ondervinden tijdens het werken. Dit komt omdat het verschillende spanningen ondergaat in de verbrandingskamer. Sommige van deze problemen kunnen worden opgelost, terwijl andere een complete vervanging van de verbindingsstang vereisen. Tijdens de werking wordt de stang gerekt en gecomprimeerd, wat ertoe kan leiden dat de conrod breekt. De gebroken stang kan de motor volledig beschadigen. Hieronder is de breuk die op een verbindingsstang optreedt:

Vermoeidheid:

Dit is de hoofdoorzaak waarom verbindingsstangen breken. Het treedt vaak op in oudere motoren. Compressie en het rekken van de stang tijdens het proces duizendtallen keren per minuut plaats. Dit veroorzaakt uiteindelijk slijtage van het onderdeel tot het uiteindelijk breekt. Gebrek aan olie en aanwezigheid van vuil in de motor kunnen dit versnellen.

Nieuwe motoren kunnen ook vermoeidheid in de verbindingsstang ervaren als de motor herbouwd wordt. Wel, het gebeurt als goedkopere of de verkeerde onderdelen worden gebruikt.

Hydrolock:

Hydrolock wordt veroorzaakt wanneer water in de zuigerkamer binnenkomt, wat leidt tot vervorming van de verbindingsstang. Dit treedt meestal op wanneer het voertuig door een overstorte straat rijdt.

Weinig water in de cilinder kan kloppende of tikgeluiden veroorzaken, wat gemakkelijk gerepareerd kan worden. Echter, als er veel water in de cilinder is, is alle ruimte voor de vonktijd ingenomen, wat kan ertoe leiden dat de cilinderstang buigt of breekt.

Over Toeren:

Over toeren is een breuk die optreedt in nieuwe en hoogprestatiemotoren. Als de toertoermeter rood toont, duidt dit op de toestand dat de verbindingsstang in gevaar is. Dit komt omdat de krachten die op de conrod werken, dramatisch toenemen bij hoge toeren.

Pen Breuk:

De zuigerpen die de verbindingsstang met de zuiger verbindt, slijt en veroorzaakt breuk. In sommige motoren resulteert dit in catastrofale motorbreuk. Dit is wanneer de verbindingsstang door de motorblok gaat of wanneer de krankas gebogen is.

Lees: Typen automobielmotor

In sommige motoren veroorzaakt het verlies van kracht. Als zo iets gebeurt, dat wil zeggen, als de motor direct stopt na de pen breuk. Er is een kans dat de motor gered is, anders kan totale breuk optreden.

Dit was het voor dit artikel "verbindingsstang". Ik hoop dat u de lezing genoten heeft, zo ja, reageer dan graag, deel en beveel deze site aan andere technische studenten. Dank u!