Ojnica

Ojnica s piestom a piestnym čapom. Ojnica má kolmo delenú veľkú hlavu.

Ojnica je súčasť piestových strojov, ktorá spája piestovú skupinu s kľukovým hriadeľom. Hlavnou úlohou ojnice je prenos síl medzi tlakom plynov nad piestom, a kľukovým hriadeľom. Ojnica je tvorená:

1. malou hlavou alebo hlavou piestneho čapu , ktorá je nasadená na piestny čap
2. driekom
3. veľkou hlavou alebo hlavou ojnicového čapu, ktorá je nasadená na ojničný čap kľukového hriadeľa

Charakteristika

Charakteristickým parametrom ojnice je štíhlosť ojnice. Je to pomer polomeru otáčania ojničného čapu kľukového hriadeľa - r k vzdialenosti osí hláv (dĺžka ojnice)- l. Tento pomer sa označuje λ_r a nemá rozmer.

$\lambda _{r}={\frac {r}{l}}$

• Pre rýchlobežné motory nadobúda λ_r hodnoty 1:3 - 1:4 - t. j. krátka ojnica
• Pre pomalobežné motory nadobúda λ_r hodnoty až 1:5,5

Výhodou krátkych ojníc sú menšie zotrvačné hmotnosti a menšie celkové rozmery motora, avšak pri rozklade síl vyvolá kratšia ojnica vyššie stranové tlaky na piest.

Konštrukcia

Ojnice sa konštruujú rôzne podľa typu, účelu použitia a objemu výroby:

• jednoduché s uzavretými hlavami — používa sa pri malých, napríklad motocyklových motoroch
• jednoduché s veľkou delenou hlavou — typické pre automobilové motory. Rovina delenia môže byť vzhľadom na pozdĺžnu os ojnice:
  • kolmá — štandardný prípad, nevyvoláva prídavné sily v spoji
  • šikmá — používa sa pri motoroch, kde priečny rozmer ojnice veľkej hlavy je väčší ako priemer vložky valca. Šikmým delením sa zmenší priečna šírka súčiastky a umožní prechod ojnice cez vložku pri montáži a demontáži.
• jednoduché s oddelenou veľkou (prípadne aj malou) hlavou — v tomto prípade je celá hlava ojnice odelená a spojená s driekom skrutkami. Riešenie sa používa pri lodných motoroch, umožňuje zmenu kompresného pomeru.
• rozvidlené - pre vidlicové motory — v tomto prípade je na jednom čape umiestnená rozvidlená a v medzere medzi rozvidlením úzka ojnica. Osi oboch valcov môžu byť umiestnené v jednej rovine.
• so závesným okom ( pre vidlicové motory, W - motory a hviezdicové motory) — oko hlavnej ojnice prenáša sily aj od vedľajších ojníc. Pri tomto riešení majú piesty vedľajšich ojníc mierne odlišný príebeh pohybu, pretože ich ojnice sa neotáčajú okolo ojničného čapu, ale kývajú okolo excentricky umiestneného spojovacieho čapu.

Ojnica so závesným okom (smerujúca napravo hore) s pričapovanými ôsmimi vedľajšími ojnicami. Súčasť 9 valcového motora.

Drieky ojníc majú najčastejšie prierez písmena I, existujú však aj ojnice s prierezom H, kruhovým, alebo obdĺžnikovým. Obyčajne je driek priečne prevŕtaný kanálikom pre:

• mazanie ložiska piestového čapu
• prípadné chladenie dna piesta ostrekovaním motorovým olejom.

Ojnice s delenou hlavou

Pri konštrukcii s delenou hlavou je potrebné zabezpečiť, aby bol po montáži otvor v hlave súosový a kruhový. Na tento účel sa využívajú rôzne tvarové prvky stykovej roviny medzi ojnicou a vekom ložiska. Páry sa vytvárajú už pri výrobe ojníc, a bývajú číslované tak, aby pri montáži nedošlo k ich zámene.

Jedným so zaujímavých spôsobov zabezpečenia presnej polohy je výroba ojnice zo spekanej ocele v jednom kuse, s následným rozlomením ojnice krehkým lomom v deliacej rovine oka. Nepravidelná lomová plocha zabezpečí pri montáži dosadnutie presne v takej polohe, v akej bol otvor vyrobený.

Spoj veka ložiska s ojnicou je väčšinou realizovaný skrutkami.

Tvarová pevnosť

Ojnica je namáhaná hlavne periodicky sa meniacim zaťažením, preto je potrebné minimalizovať vrubové účinky prechodov. Prechody jednotlivých prierezov sú preto plynulé s vhodným polomerom.

Zaťaženie

Ojnica prenáša:

• sily od tlaku plynov
• sily vyplývajúce zo zotrvačných vlastností piestovej skupiny, ktoré rastú s narastajúcimi otáčkami stroja
• zotrvačné sily od vlastnej hmotnosti
• prípadne iné sily

Materiály

Ojnice sa vyrábajú z rôznych materiálov podľa typu motorov:

• konštrukčné ocele (uhlíkové) — neprepĺňané motory s nízkymi a strednými otáčkami
• oceľoliatina — malé pomalobežné motory
• zušľachtené legované ocele — rýchlobežné viac namáhané motory

Výroba

Najčastejšie sa ojnice vyrábajú ako zápustkovo kované (pre menšie motory), alebo voľne kované (väčšie motory). Tieto sa následne obrábajú buď úplne (zaťažené motory), alebo len na nevyhnutných plochách. Neobrobené ojnice však majú rozptyl v hmotnosti 2 - 3 %, preto sa na montáž do konkrétneho motora vyberajú podľa rovnakej hmotnosti.

Pokusne sa použili aj ojnice lisované z ľahkých zliatin, alebo zvárané z plechu.

Zdroje

Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.