В машиностроении крейцкопф [1] представляет собой механическое соединение, используемое как часть кривошипно -ползунных соединений длинных поршневых двигателей ( внутреннего сгорания или паровых ) и поршневых компрессоров [2] для устранения боковой силы на поршне . Кроме того, крейцкопф позволяет шатуну свободно перемещаться вне цилиндра. Из-за очень малого отношения диаметра цилиндра к ходу поршня в таких двигателях шатун ударялся бы о стенки цилиндра и блокировал бы вращение двигателя, если бы поршень был прикреплен непосредственно к шатуну, как в двигателях с тронком . Поэтому продольный размер крейцкопфа должен соответствовать ходу поршня двигателя.
В меньших двигателях шатун напрямую связывает поршень и коленчатый вал , но это передает боковые силы на поршень, поскольку шатунная шейка (и, следовательно, направление приложения силы) перемещается из стороны в сторону с вращательным движением кривошипа. Эти поперечные силы допустимы в меньшем двигателе. Гораздо большие силы большего двигателя вызвали бы недопустимую степень износа поршня и цилиндра , а также увеличили бы общее трение в двигателе.
Поршневой шток прикреплен к поршню и соединяет его с крейцкопфом, который представляет собой большую отливку, скользящую в направляющих крейцкопфа (Великобритания: slidebar ), что позволяет ему двигаться только в том же направлении, что и ход поршня. Крейцкопф также вмещает поршневой палец (США: wristpin ), на котором вращается малый конец шатуна. Таким образом, поперечные силы прикладываются только к крейцкопфу и его подшипникам, а не к самому поршню.
Двигатели внутреннего сгорания, использующие крейцкопфы, облегчают обслуживание верхней части двигателя, поскольку поршни можно легко снять. Шток поршня установлен на нижней стороне поршня и соединен с крейцкопфом одной гайкой в двигателях двойного действия. Большие двухтактные судовые дизельные двигатели обычно имеют такую схему. Крейцкопф необходим в дизельном двигателе двойного действия (см. также: Линкоры класса H : 12 MAN двухтактных 9-цилиндровых дизелей двойного действия). Большие дизели часто имеют плунжерный масляный насос, непосредственно прикрепленный к крейцкопфу для подачи масла под высоким давлением в подшипник крейцкопфа.
В случае парового двигателя крейцкопф необходим, если двигатель должен быть двойного действия - пар подается на обе стороны поршня, что требует уплотнения вокруг штока поршня. Исключением является паровой двигатель с качающимся цилиндром , который может быть двойного действия и при этом не иметь крейцкопфа.
Ранние паровые машины двойного действия, такие как те, что были разработаны Джеймсом Уаттом , полагались на параллельную связь движения отчасти из-за сложности изготовления направляющих. Поперечная головка стала возможной благодаря внедрению строгального станка , который подходил для производства направляющих. [3]
Крейцкопфы в паровозе могут быть установлены либо на одну направляющую, установленную над крейцкопфом, либо на две, одну сверху и одну снизу (называется крейцкопфом аллигатора, поскольку имеет две «челюсти»). Первый вариант был предпочтительнее во многих более современных локомотивах.
Во многих судовых паровых двигателях XIX века крейцкопф представлял собой прочный металлический стержень, прикрепленный к штоку поршня и перпендикулярный ему, который иногда использовался для устранения поперечных сил, как в двигателе с колокольней , а в других случаях использовался в качестве рычажного механизма — с боковыми штоками в двигателе с боковыми рычагами или с шатунами в двигателе с квадратным рычагом .
