KONSTRUKCIJA KLIPNJAEKlipnjaca je spojni element koji povezuje klip (ukrsnu glavu) i kolenasto vratilo. Mala pesnica klipnjae slui za vezu sa osovinicom klipa a velika pesnica za vezu sa leteim rukavcem kolenastog vratila. Klipnjaa je retko jednodelna, najee je izvedena kaodvodelna a kod velikih motora moe biti i viedelna.

JEDNODELNA koristi se samo kod malih dvotaktnih motora. Kolenasto vratilo mora biti sastavljeno i koriste se kotrljajna leita (igliasta).

L

0

.

0

2

Mala pesnica

Velika pesnica

Stablo klipnjae

DVODELNA najei sluaj. Velika pesnica je dvodelna. Mala pesnica, stablo i gornji deo velike pesnice ine telo klipnjae, dok je poklopac velike pesnice privren vijcima. Leita su klizna.

VIEDELNA Koristi se kod vrlo velikih brodskih motora

Kod motora sa V rasporedom cilindara mogu se za istoimene cilndre leve i desne strane koristiti dve iste klipnjae koje supostavljene jedna pored druge na istom rukavcu kol. vratila. Klipnjae su jednostavnog oblika ali je letei rukavac kol. vratila dui i sklon savijanju, a i ceo motor je veeg gabarita. esto se koristi sistem sa glavnom klipnjaom koja je vezana za letei rukavac, i pomonom klipnjaom koja je posredstvom osovinice spojena sa glavnom klipnjaom.

Glavnaklipnjaa Pomonaklipnjaa

Glavnaklipnjaa

Pomoneklipnjae

Kod motora zvezdaste gradnje se koristi 1 glavna klipnjaa i nizpomonih klipnjaa (4,6 ili ak 8).

MATERIJALI I TEHNOLOGIJE IZRADE KLIPNJAEKlipnjaa je izloena velikim naizmenino promenljivim optereenjima usled gasnih i inercijalnih sila. Klipnjaa se izrauje kovanjem od elika za poboljanje i mehanikom obradom velike i male pesnice. Kod manje optereenih se koriste ugljenini elici za poboljanje, obino .1531 i .1731. Kod veih optereenja (natpunjeni dizel motori)koriste se legirani elici za poboljanje, .4730 i .4733 (Cr, Mo) ili kod jako velikih optereenja .5430 (Cr, Ni).Kod automobilskih motora klipnjae se danas esto izrauju i livenjem od perlitnog sivog liva ili nodularnog sivog liva. Prednost livenih klipnjaa je nia cena i bolje iskorienje materijala pri izradi komplikovanog oblika kao i manja sklonost ka koncentraciji naprezanja. Dinamika vrstoa livenih klipnjaa se moe poveati skoro do vrednosti kovanih elinih postupkom bombardovanja povrine klipnjae malazom elinih kuglica. Kao materijal za livene klipnjae se mogu koristiti i legure titana sa vrlo velikom vrstoom a malom spec. masom.

L

0

.

0

2

KONSTRUKTIVNI OBLIK KLIPNJAE =R/L 0.25-0.33Dua klipnjaa (manje ) - vea visina bloka, tei i vei motor, ali manje normalne sile.Kraa klipnjaa (vee ) - manji gabarit motora ali vee normalne sile i opasnost od zadiranja velike pesnice u donju ivicu cilindra i protivtegova u klip.Duina klipnjae L je strogo tolerisana mera.

1. MALA PESNICA - konstrukcija zavisi od dimenzija osovinice i naina njenog privrenja.a) Fiksirana osovinica upresovana u malu pesnicu -osovinica je pokretna samo u okcima klipa - smanjenje prenika osovinice, smanjenje duine male pesnice, poveanje duine leita u klipu (okaca). Loija raspodela optereenja osovinice.Primenjuje se u visokoserijskoj proizvodnji kod oto motora.

b) Plivajua osovinica - u malu pesnicu se ugrauje leina aura presovanjem (sa prednaponom). aura moe biti od bronze ili dvoslojna, kao kod leteih i osl. leajeva. Zazor osovinice je u maloj pesnici 0.0005-0.0015 prenika osovinice. Sa gornje strane je izveden otvor za ulaz ulja za podmazivanje leaja osovinice umaloj pesnici.Kod plivajue osovinice je bolja raspodela optereenja.

2. STABLO KLIPNJAE - izvodi se sa poprenim presekom u obliku I profila, otpornog na savijanje i izvijanje, ija se visina postepeno poveava od male ka velikoj pesnici, dok irina profila ostaje konstantna. Profil je izveden sa kovakim nagibom a irina profila (i udubljenja) imaju pravac osovinice i leteeg rukavca,ime je olakano kovanje klipnjae sa minimalnim utrokom materija

Ix 4Iy

Na gornjem delu male pesnice se obino nalazi mali ispust ijom se obradom dovodi u propisane granice masa klipnjae ili poloajteita.Mala pesnica je izloena velikim naprezanjima izazvanim gasnom i inercijalnom silom. Naroito je kritino mesto prelaza male pesnice na stablo gde je velika koncentracija naprezanja pa se ucilju poveanja vrstoe primenjuju sledee mere:a) Poveanje radijusa prelaza sa male pesnice na stablo - , ili kod vrlo velikih optereenja smanjenje suenja stabla ispod malepesnice sve do potpunog nestanka.b) Poveanje debljine zida male pesnice ispod osovinice izvoenjem spoljnjeg zida radijusom R1 iji centar lei ispod ose osovinice (za e1). c) Izvoenje stabla sa tri pojasa (rebra).

Koncentrinost otvora velike pesnice pri sklapanju i i spreavanje poprenog pomeranja poklopca se obezbeuje odgovarajuim elementima za centriranje poklopca. To mogu biti podeeni vijci (a) koji ak mogu dodirivati leine poluolje ili odgovarajue izvoenje sa zubom za centriranje (b). Kod dizel motora (posebno natpunjenih) se zbog poveanja prenika leteeg rukavca kol. vratila ne moe obezbediti prolaznost kroz cilindar pravim presekom velike pesnice. Kod kosog preseka se za centriranje poklopca i ujedno prijem optereenja popreno na osu vijaka koristi ozubljenje (c).

a)

c)

b)

3. VELIKA PESNICA Pri konstrukciji velike pesnice treba da budu zadovoljeni zahtevi kao to su: a) velika krutost koja obezbeuje nesmetan rad leteeg leaja sa leinim poluoljama male debljine; b) mali gabarit i masa; c) prohodnost kroz cilindar motora kako bi se omoguila ugradnja -izgradnja klipa sa klipnjaom sa gornje strane.

Minimalna sila u vijku je sila prethodnog pritezanja (Fpz) a maksimalna zavisi od elastinosti vijka i podloge koja se sabija pri prethodnom pritezanju. Kao se vidi iz dijagrama deformacije da bi se umanjila maksimalna sila u vijku pri radu i istovremeno smanjila amplituda promenljivog naprezanja, vijak treba da bude elastiniji a podloga koja se sabija pri prethodnom pritezanju (telo i poklopac klipnjae) to krua. Maksimalna sila u vijku priblino iznosi:

Frmax=(2.5 - 3)Fr +(0.2-0.25)Fr

Prethodno pritezanje vijaka najbolje se kontrolie kontrolom izduenja vijka. Poto to nije pogodno za primenu u seriji, propisuje se moment pritezanja kojim se vijci priteu i pritezanje ostvaruje pomou moment kljua. Poto na moment pritezanja veliki uticaj ima trenje u navoju vijka, to se povremeno mora vriti kontrola merenjem izduenja vijka i proveriti veza izmeu izduenja i momenta pritezanja.

3. VIJCI VELIKE PESNICEZa spajanje poklopca i tela klipnjae se koriste 2 (ree 4) vijka ije je rastojanje minimalno (ponekad dodiruju leine poluolje) kako bi se smanjio gabarit velike pesnice.Vijci se izrauju od vrlo kvalitetnog materijala, esto od istog elika za poboljanje od koga je izraena sama klipnjaa.Vijci su optereeni na istezanje inercijalnom silom koja deluje na poklopac (inercijalna sila pravolinijski oscilatornih masa i dela rortacione mase klipnjae bez poklopca).

Radna sila koja deluje na jedan vijak iznosi:

i - broj vijaka

Kako bi se pri radu obezbedila nerazdvojivost sklopa sila prethodnog pritezanja vijaka Fpz mora bit dovoljno velika, 2.5 - 3 puta vea od radne sile:

Fpz= (2.5-3) Fr

( ) ( ) 2max''2max 1 RmmRmF pkkcoipk ++=

iF

F ipkr =

Kod nekih klipnjaa visokoserijskih oto motora se odvajanje poklopca od tela nakon livenja vri lomljenjem irenjem odlivenog otvora velike pesnice, pri emu zarezi u odlivku diktiraju pravac preloma. Na taj nain je ujedno obezbeeno i centriranje poklopca jer su povrine preloma jedinstvene (samo jedan, odlomljeni poklopac odgovara telu).Na donjem delu poklopca se (kao i kod male pesnice) esto nalazi mali ispust ijom se obradom dovodi u propisane granice masa klipnjae ili poloaj teita.Leine poluolje su u sklopljenom stanju blago presovane u velikoj pesnici (visine poluolja su za 0.04-0.08 mm vee od radijusa otvora velike pesnice). Ispravan poloaj poluolja se obezbeuje pomou zupca na svakoj poluolji i odgovarajuih ukopanih ljebova u telu i poklopcu (videti sliku konstrukcijskog oblika klipnjae).Radijalni zazor leteeg leaja je 0.0005-0.001 prenika rukavca, dok je aksijalni zazor klipnjae na leteem rukavcu komotan i iznosi 0.1-0.15 mm.