มอเตอร์ลูกสูบ แปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นแบบลูกสูบของลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนซึ่งมักจะผ่านชุดของส่วนประกอบและกลไกที่สำคัญ นี่คือคำอธิบายโดยละเอียดของกระบวนการนี้:
1. การเคลื่อนไหวแบบลูกสูบของลูกสูบ
หัวใจของมอเตอร์ลูกสูบคือลูกสูบซึ่งตั้งอยู่ในกระบอกสูบที่ปิดสนิท ลูกสูบลูกสูบในกระบอกสูบผ่านพลังงานภายนอก (โดยปกติจะมาจากการขยายตัวของก๊าซหรือการบีบอัดของก๊าซในห้องเผาไหม้) การเคลื่อนไหวของลูกสูบนั้นขับเคลื่อนด้วยปัจจัยต่อไปนี้:
การขยายตัวของก๊าซ: ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เช่นเครื่องยนต์เบนซินหรือเครื่องยนต์ดีเซล) ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจะถูกจุดติดอยู่ในกระบอกสูบและก๊าซจะขยายตัวผลักลูกสูบขึ้นและลงหรือข้างหลังตามผนังด้านในของกระบอกสูบ
การบีบอัดก๊าซ: ในคอมเพรสเซอร์อากาศถูกบีบอัดสร้างแรงดันและอุณหภูมิสูงซึ่งผลักดันลูกสูบให้เคลื่อนไปทางปลายด้านหนึ่งของกระบอกสูบ
2. กลไกการแปลงของแกนเชื่อมต่อและเพลาข้อเหวี่ยง
การเคลื่อนที่แบบลูกสูบเชิงเส้นของลูกสูบจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนผ่านส่วนประกอบที่เรียกว่าก้านเชื่อมต่อ ** ** ปลายด้านหนึ่งของก้านเชื่อมต่อเชื่อมต่อกับลูกสูบและปลายอีกด้านเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยง เพลาข้อเหวี่ยงเป็นองค์ประกอบสำคัญในมอเตอร์ลูกสูบที่แปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน
การเชื่อมต่อระหว่างก้านเชื่อมต่อและลูกสูบ: ลูกสูบเชื่อมต่อกับก้านเชื่อมต่อผ่านพินลูกสูบและปลายอีกด้านของก้านเชื่อมต่อเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงผ่านรูที่ส่วนท้ายของก้านเชื่อมต่อ การเคลื่อนที่แบบลูกสูบขึ้นและลงของลูกสูบ (ตามทิศทางกระบอกสูบ) จะถูกส่งไปยังเพลาข้อเหวี่ยงโดยก้านเชื่อมต่อ
การหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง: ขณะที่ลูกสูบขยับขึ้นและลงก้านเชื่อมต่อจะแปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบไปสู่การเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง การเคลื่อนที่แบบหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงสามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์เครื่องจักรกลหรือสร้างเอาต์พุตพลังงาน
3. การทำงานและกำลังขับของเพลาข้อเหวี่ยง
การหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงทำได้โดยการซ้อนทับของการเคลื่อนไหวลูกสูบหลายครั้ง ในเครื่องยนต์มักจะมีหลายกระบอกสูบซึ่งแต่ละอันประกอบด้วยลูกสูบและก้านเชื่อมต่อ กระบอกสูบเหล่านี้ทำงานสลับกันนั่นคือแต่ละลูกสูบจะดำเนินการกระบวนการบีบอัดการจุดระเบิดการทำงานและไอเสียในเวลาที่ต่างกัน ผ่านการเคลื่อนที่แบบสลับของลูกสูบเพลาข้อเหวี่ยงจะถูกผลักอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างเอาต์พุตการหมุนที่ราบรื่น
เครื่องยนต์สี่จังหวะ: ในเครื่องยนต์สี่จังหวะทั่วไปลูกสูบแต่ละลูกจะต้องผ่านสี่ขั้นตอน: ไอดี, การบีบอัด, การทำงานและไอเสีย แต่ละขั้นตอนผลักดันลูกสูบให้เลื่อนขึ้นและลงไปตามกระบอกสูบและก้านเชื่อมต่อและระบบเพลาข้อเหวี่ยงแปลงการเคลื่อนไหวเหล่านี้เป็นการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง
เครื่องยนต์สองจังหวะ: ในเครื่องยนต์สองจังหวะแต่ละการเคลื่อนไหวของลูกสูบขึ้นและลงแต่ละอันสอดคล้องกับวัฏจักรพลังงานดังนั้นความถี่การหมุนของมันจะสูงขึ้น แม้ว่าวงจรการทำงานของเครื่องยนต์สองจังหวะจะแตกต่างจากเครื่องยนต์สี่จังหวะการเคลื่อนที่เชิงเส้นของลูกสูบยังคงถูกแปลงเป็นการเคลื่อนไหวแบบหมุนผ่านก้านเชื่อมต่อและเพลาข้อเหวี่ยง
4. ปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบสำคัญ
มู่เล่: มู่เล่มักจะเชื่อมต่อกับปลายอีกด้านของเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อปรับสมดุลการสั่นสะเทือนและความผันผวนเมื่อเครื่องยนต์ทำงาน การหมุนของมู่เล่เก็บพลังงานการหมุนบางส่วนและช่วยในการส่งออกพลังงานอย่างราบรื่นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการเคลื่อนไหวของลูกสูบไม่ราบรื่นอย่างสมบูรณ์มู่เล่ช่วยรักษาความต่อเนื่องของการหมุน
เพลาลูกเบี้ยว: เพลาลูกเบี้ยวใช้ในการควบคุมการเปิดและปิดวาล์ว ลำดับของการบริโภคและกระบวนการไอเสียมีความสำคัญมาก มันเชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงผ่านเฟืองหรือโซ่เพื่อซิงโครไนซ์การเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบและการกระทำของวาล์ว
ด้วยกระบอกหลายกระบอกที่ทำงานร่วมกันมอเตอร์ลูกสูบสามารถผลิตพลังงานการหมุนอย่างต่อเนื่องได้อย่างราบรื่นซึ่งเป็นหลักการทำงานที่ใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในส่วนใหญ่ (เช่นเครื่องยนต์รถยนต์) และเครื่องจักรอุตสาหกรรมจำนวนมาก
