Что такое коленвал в автомобиле: что это, как работает, неисправности

Содержание

что это, как работает, неисправности :: Autonews

adv.rbc.ru

Autonews

Телеканал

Pro

Инвестиции

Мероприятия

Новая экономика

Тренды

Недвижимость

Спорт

Стиль

Национальные проекты

Город

Крипто

Дискуссионный клуб

Исследования

Кредитные рейтинги

Франшизы

Газета

Спецпроекты СПб

Конференции СПб

Спецпроекты

Проверка контрагентов

Библиотека

Подкасты

ESG-индекс

Политика

Экономика

Бизнес

Технологии и медиа

Финансы

РБК КомпанииРБК Life

adv.

rbc.ru

Фото: Shutterstock

adv.rbc.ru

Что такое коленвал

Коленвал — это расположенный в блоке двигателя внутреннего сгорания (ДВС) элемент сложной формы, преобразующий возвратно-поступательное движение поршней во вращательное, которое через маховик и трансмиссию передается на колеса.

Слово «коленвал» является сокращением от термина «коленчатый вал». Употребляется и жаргонное обозначение элемента, «колено». Коленом также называют сегменты вала, смещенные относительно его оси вращения. Количество колен зависит от числа цилиндров.

В серийных ДВС имеется один коленвал, но создавались опытные образцы с двумя «коленами». Коленчатые валы изготавливают из литого высокопрочного чугуна и различных видов стали (для моторов с наддувом и дизелей). В ДВС малой и средней мощности для сокращения стоимости производства могут применяться стальные коленчатые валы, полученные методом горячей штамповки, а наилучшими характеристиками обладают кованые стальные элементы. В автомобильных ДВС, в отличие устанавливаемых на мототехнике, используют неразборные коленвалы.

Основные компоненты коленвала

В коленчатом вале любого ДВС выделяют следующие основные компоненты:

Коренные шейки — сегменты вала, находящиеся на его оси вращения.
Шатунные шейки — сегменты вала, смещенные относительно его оси вращения и коренных шеек. Служат для крепления шатунов с поршнями и воспринимают передаваемое от них усилие. Диаметр шатунных шеек меньше, чем у коренных.
Щеки — как правило, округлые или эллиптические диски, служащие для соединения коренных и шатунных шеек. В щеки также интегрированы противовесы, предназначенные для снижения уровня вибраций ДВС.
Носок — передняя часть коленвала, к которой крепится звездочка / шкив привода газораспределительного механизма и вспомогательных систем.
Хвостовик (фланец маховика) — задняя выходная часть коленвала, соединенная с маховиком, а через него — с трансмиссией.
Масляные каналы — система полостей во всех шейках и щеках вала для подачи масла к трущимся частям.

Из чего состоит коленчатый вал (Фото: globaldrive-shop.ru)

По типу опоры различают две разновидности коленвалов:

Полноопорные. У таких валов коренные шейки располагаются по обеим сторонам от шатунных и их на одну больше. Сложны в изготовлении, но позволяют сочетать легкость и надежность конструкции. Сегодня являются самым распространенным видом коленвалов.
Неполноопорные. В таких валах коренных шеек меньше, чем шатунных, а с обеих сторон щеки могут располагаться смещенные относительно друг друга шатунные шейки. Проще в производстве, но из-за меньшего числа точек опор (коренных шеек) для получения приемлемого уровня надежности должны быть более тяжелыми.

Датчик коленвала

Бензиновые и дизельные двигатели с электронной системой управления имеют датчик коленвала или датчик положения коленвала (ДПКВ). Он необходим для синхронизации систем зажигания и впрыска топлива. Рассогласованность в их работе, вызванная неисправностью ДПКВ, может привести к тому, что двигатель не заведется или заглохнет.

ДПКВ могут устанавливаться:

У шкива коленвала.
В блоке ДВС.
В корпусе коробки передач.

По принципу действия различают следующие виды ДПКВ:

Магнитные — основаны на эффекте электромагнитной индукции, не требуют источника питания.
Датчики Холла — измеряют напряженность магнитного поля. Точнее магнитных, но требуют подключения к источнику питания.
Оптические — срабатывают при затенении светодиодного источника света специальным устройством.

ДПКВ, как и любое устройство, может выйти из строя. Причины этого следующие:

Механические повреждения при выполнении ремонтных работ в моторном отсеке.
«Затенение» датчика посторонними предметами.
Окисление недостаточно загерметизированных контактов датчика.

Фото: Shutterstock

Как проявляется неисправность ДПКВ?

Затрудненный пуск двигателя, особенно в сырую погоду.
Плавающие обороты двигателя как при остановке, так и в движении.
Детонация в цилиндрах при высоких нагрузках, проявляющаяся в повышенной вибрации двигателя.
Явное снижение мощности.
При работающем стартере двигатель не заводится, а стрелка тахометра при этом неподвижна.
Двигатель внезапно глохнет.
На панели приборов загорается индикатор Check engine.

К счастью, ДПКВ не «умирает» скоропостижно, поэтому при появлении таких симптомов, как правило, есть возможность добраться до сервиса. Самостоятельно поменять ДПКВ на дороге у большинства современных автомобилей крайне сложно, поскольку их моторные отсеки плотно нафаршированы различным оборудованием.

Неисправности коленвала

Коленвал — вещь массивная и «железная», но и нагрузки он испытывает серьезные, а потому «колено» тоже может заболеть. Чем?

Задиры шатунных шеек

Главная причина — недостаточная смазка элемента, испытывающего сильные нагрузки. Что к этому привело — плохое качество масла, забитый масляный фильтр или конструктивный просчет, — дело второе. Задиры не позволяют коленвалу свободно вращаться в подшипниках (вкладышах), из-за чего возникает перегрев, чреватый деформацией коленвала. Если своевременно принять меры, можно ограничиться шлифовкой шатунных шеек и подбором более толстых ремонтных вкладышей.

Коленвал — вещь массивная и «железная», но и нагрузки он испытывает серьезные (Фото: cool-shina.

ru)

Срез шпонки коленвала

Шпонка — вставляющийся в пазы миниатюрный металлический клин, который в данном случае позволяет закрепить на носовой части коленвала звездочку / шкив привода газораспределительного механизма и вспомогательного оборудования. Некачественный металл становится причиной среза шпонки. Поврежденный паз в коленвале можно попытаться восстановить сваркой с последующей фрезеровкой.

Износ отверстий фланца коленвала

Этот дефект, вызванный усталостью металла, можно устранить, рассверлив отверстия под бóльший диаметр болтов.

Течь масла из-под сальников

Со временем сальники, установленные на задней и носовой части коленвала, изнашиваются и начинают пропускать масло, которое может попасть на сцепление и/или ремень ГРМ, что чревато отказом первого и обрывом второго. В таком случае дорогостоящий ремонт обеспечен.

Как продлить срок службы коленвала

Коленвал не та деталь двигателя, к которой можно легко добраться, а любая неисправность элемента может больно ударить по карману.

Чтобы не нарваться на крупные неприятности, лучше выполнять элементарные меры профилактики:

Своевременно менять масло в двигателе на рекомендованное производителем.
Выбирать качественные масляные фильтры и менять их одновременно с заменой масла.
Периодически проводить визуальный осмотр на предмет утечки моторного масла из-под сальников.
Не допускать перегрева двигателя.
Следить за состоянием прокладки головки блока цилиндров, чтобы не допустить попадания в моторное масло охлаждающей жидкости и топлива.

Коленвал не та деталь двигателя, к которой можно легко добраться, а любая неисправность элемента может больно ударить по карману (Фото: Shutterstock)

adv.rbc.ru

Коленвал как один из важнейших узлов двигателя автомобиля + видео » АвтоНоватор

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) сам по себе не может стронуть с места автомобиль, потому что поршни способны только на поступательное движение, которое должно быть преобразовано через коленвал в крутящий момент, обязательный для трансмиссии. Иными словами, последний служит передачей между ДВС и ведущими колесами, если не принимать во внимание ряд других узлов и механизмов.

Из чего состоит коленвал

Как известно, гениальность – в простоте, и коленвал является ярким тому примером, так как устройство данного автомобильного узла не отличается сложностью, а эффективность его чрезвычайно высока. Именно этот элемент кривошипно-шатунного механизма, выполненный из стали или чугуна, несет на себе основную нагрузку вращения колес, передавая им энергию двигателя. Составлен вал из ряда колен (число их соответствует числу цилиндров ДВС), каждое из которых состоит из двух щек и соединяющей их шатунной шейки. Между собой колена связаны коренными шейками, снабженными одноименными подшипниками.

Преобразование поступательного движения в крутящее происходит за счет того, что оси шеек, соединенных через подшипники с шатунами, не совпадают с осью вращения всего вала. К слову, во избежание возникновения центробежных сил во время работы узла щеки с противоположной стороны от шатунных шеек утяжелены противовесами. Таково устройство коленчатого вала в целом, если не рассматривать маховик, устанавливаемый на одном конце узла, и соединение через ведомый диск с коробкой передач на другом конце.

Как работает коленчатый вал двигателя

Итак, в камерах двигателя внутреннего сгорания, после воспламенения нагнетенного туда горючего, образуются газы, которые, расширяясь, толкают поршни. Те, в свою очередь, оказывают воздействие на присоединенные к ним шатуны через кинематическую пару (бронзовая втулка и палец, тончайший зазор между ними заполнен маслом, подающимся сквозь отверстие во втулке). Шатун нижней головкой через подшипник соединен с шейкой колена, расположенного на валу, и каждое движение поршня, таким образом, проворачивает весь коленчатый вал двигателя.

Чтобы крутящий момент был передан на трансмиссию без ослабления, каждую коренную шейку охватывает специальный подшипник коленвала, состоящий из двух половинок, установленных внутри крышек картера. В последнем предусмотрены ячейки для вращающихся колен, с отверстиями для шатунов в верхней части и поддоном для масла в нижней. Между ячейками, по числу опорных шеек, располагаются подшипники, у каждого вместо элементов качения с внутренней стороны имеется канавка для масла.

Чтобы масло не вытекало из картера, на оба конца вала устанавливаются сальники, которые также имеются с каждой стороны от опорных подшипников.

Шестерня коленвала и ее значение

Когда картер полностью собран, снаружи устанавливается сальник, а затем – шестерня коленвала. Необходима она для того, чтобы через зубчатый ремень или непосредственно через шестерню распределительного вала происходила его синхронизация с работой коленчатого вала. В свою очередь распредвал посредством установленных на нем кулачков с определенной периодичностью открывает и закрывает клапаны газораспределительного механизма (ГРМ).

Это необходимо для своевременной подачи в цилиндры ДВС топлива и отвода газов после его сгорания.

Если используется ременная передача, она попутно охватывает шкив насоса охлаждающей жидкости. К слову, натяжение ремня должно быть строго отрегулировано, для этого предусмотрен специальный ролик. Если у шестерни вдруг обнаружится люфт, проверьте, насколько надежно сидит в своем гнезде шпонка коленвала. Даже после того, как последняя будет вынута, шестерня при натянутом ремне должна сидеть достаточно плотно. Если люфт продолжается, значит, произошла деформация посадочного места, и не остается ничего другого, кроме как поменять вал. То же самое, если разбивает гнездо под шпонку.

Автор: Михаил

Коленчатый вал — это компонент двигателя, который преобразует вертикальное движение поршней во вращательное движение, необходимое для движения автомобиля. Энергия вращения коленчатого вала передается через маховик и систему трансмиссии, затем через карданный вал (на заднеприводных автомобилях) или коробку передач (на переднеприводных автомобилях) и на ведущие колеса, приводящие в движение автомобиль.

Коленчатый вал представляет собой прочный комплект, обычно изготавливаемый из стали или железа и устанавливаемый в нижней части двигателя. Он соединен с основанием поршней через шатуны, которые крепятся к шатунным шейкам в точках, смещенных зигзагообразно от центральной линии коленчатого вала. Эта установка позволяет вертикальному движению поршней раскручивать коленчатый вал и создавать вращательную энергию.

Хотя коленчатый вал отвечает за создание энергии вращения, он выполняет и другие задачи. На противоположном от маховика конце коленчатого вала находится шкив, к которому крепится приводной ремень. Этот приводной ремень питает движение коленчатого вала и питает различные компоненты, расположенные в передней части двигателя, включая генератор переменного тока (который обеспечивает электроэнергию во время движения автомобиля), компрессор кондиционера и насос гидроусилителя рулевого управления, среди прочего. .

Движение коленчатого вала также напрямую связано с подачей топлива и воздуха в цилиндры через его соединение с распределительный вал через ремень ГРМ . Синхронизация движения коленчатого и распределительного валов имеет решающее значение для работы двигателя.

ЧТО МОЖЕТ СДЕЛАТЬ НЕ ТАК?
Коленчатый вал тяжелый и чрезвычайно прочный, и маловероятно, что он сломается или треснет, если он не подвергается самым экстремальным нагрузкам и давлению. Тем не менее, это может случиться, и если это произойдет, транспортное средство никуда не поедет, и может потребоваться полная разборка и проверка двигателя, возможно, даже замена двигателя,
Более вероятен выход из строя периферийных компонентов, критически важных для работы коленчатого вала. Эти неисправные детали также могут привести к катастрофическим повреждениям, но их можно отремонтировать или заменить, если проблема обнаружена достаточно рано.
САЛЬНИК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: Как и для всех движущихся частей двигателя, для обеспечения плавной работы коленчатого вала требуется смазка. Если сальник коленчатого вала треснет или сломается, масло может вытечь, и, если это не устранить, возникшее трение и тепло могут погнуть и серьезно повредить коленчатый вал.
ГАРМОНИЧЕСКИЙ БАЛАНСИРОВЩИК: Этот компонент расположен на конце шкива коленчатого вала и предназначен для поглощения вибраций двигателя. Если он выйдет из строя, вызванное этим увеличение вибрации и тряски может привести к повреждению коленчатого вала и других компонентов, прикрепленных к нему.
ДАТЧИК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: Датчик коленчатого вала — это электронное устройство, используемое системой управления двигателем автомобиля для контроля положения и скорости коленчатого вала. Система использует эти данные, чтобы определить, когда необходимо произвести искру для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре. Если датчик коленчатого вала неисправен, автомобиль может завестись с трудом или вообще не завестись.
ПОДШИПНИКИ: Подшипники коленчатого вала позволяют коленчатому валу двигаться и вращаться плавно, уменьшая трение между ним и неподвижным блоком двигателя над ним, в котором находятся поршни. Если эти подшипники выйдут из строя — они могут быть повреждены грязью и мусором, загрязняющими смазочное масло, или когда утечка оставила систему без достаточного количества масла — тогда давление и трение могут возрасти до такой степени, что может произойти серьезное повреждение.
Все эти проблемы приведут к катастрофическому повреждению двигателя, если их игнорировать. Если коленчатый вал не сбалансирован правильно, если подшипники выходят из строя или вибрация слишком сильная, то повреждения могут распространяться не только от коленчатого вала, но и через двигатель к шатунам, поршням, клапанам. . . короче, катастрофа.
СИМПТОМЫ И ЗАТРАТЫ
На что следует обращать внимание: неравномерная работа, стук в двигателе, пропуски зажигания, низкое давление масла, периодическая остановка двигателя и повышенная вибрация, ощущаемая в автомобиле. Все это может указывать на проблему с системой коленчатого вала.
Если проблема заключается в самом коленчатом валу, то стоимость может быть высокой. Замена коленчатого вала — это крупная ремонтная работа, требующая полного рабочего дня или более квалифицированного механика. Если проблема связана с периферийным компонентом, то затраты времени и средств будут меньше. Чтобы обеспечить менее дорогое решение, нельзя игнорировать упомянутые выше симптомы. Квалифицированный механик сможет диагностировать и отследить точную проблему и гарантировать, что любой ремонт или замена будут выполнены правильно.
9 января 2020 г.
Что такое коленчатый вал в моей машине?
Начиная с каталитических нейтрализаторов, суппортов или преобразователей крутящего момента, есть вероятность, что в вашем автомобиле есть много вещей, о которых вы не знаете точно, что они делают. Одной из самых больших областей любого транспортного средства, в которой средний автовладелец не очень хорошо разбирается, является их двигатель. Это потому, что, хотите верьте, хотите нет, ваш двигатель на самом деле представляет собой комбинацию множества различных движущихся компонентов, каждый из которых выполняет определенную работу, которая помогает вашему автомобилю, грузовику или внедорожнику двигаться вперед (или назад).
Одним из компонентов вашего двигателя, о котором вы можете не знать, является коленчатый вал.
Получить бесплатную консультацию
Что такое коленчатый вал?
Коленчатый вал является жизненно важной частью любого двигателя внутреннего сгорания и буквально представляет собой вал, приводимый в движение кривошипно-шатунным механизмом (отсюда и название), с которым соединены шатуны и поршни вашего двигателя. В общем, коленчатый вал вашего автомобиля отвечает за преобразование энергии, производимой поршнями внутри двигателя внутреннего сгорания, в энергию вращения, необходимую для движения вашего автомобиля вперед, и находится в картере двигателей внутреннего сгорания. Для большинства 4-цилиндровых двигателей, двигателей V6 и V8 коленчатый вал обычно находится в нижней части блока цилиндров. Обратитесь к руководству пользователя, чтобы узнать, где находится коленчатый вал в вашем автомобиле.
Если вы посмотрите на коленчатый вал вашего автомобиля, вы заметите, что на одном конце находится шкив и так называемый демпфер. Эти компоненты помогают вращать различные движущиеся компоненты вашего двигателя с правильной скоростью в зависимости от мощности, которую производит ваш двигатель. Сюда входят различные компоненты, такие как генератор переменного тока или компрессор кондиционера. Коленчатый вал также приводит в движение распределительный вал с помощью зубчатого ремня/цепи, чтобы обеспечить правильную работу двигателя.
На другом конце коленчатого вала вы найдете либо маховик, либо гибкую пластину, прикрепленную к фланцу коленчатого вала. В автомобилях с механической коробкой передач маховик и сцепление используются для передачи мощности на трансмиссию. Для автомобилей с автоматической коробкой передач гибкая пластина подключается к гидротрансформатору для передачи мощности на вашу коробку передач. Отсюда мощность будет передаваться на карданный вал вашего автомобиля, который, в свою очередь, передает мощность на вашу коробку передач, двигая ваш автомобиль вперед.
Получить бесплатную консультацию
Какие признаки неисправного коленчатого вала
Несмотря на то, что коленчатый вал вашего автомобиля состоит из нескольких основных компонентов, на самом деле он состоит из множества других различных частей и деталей. Это могут быть различные шатунные шейки, противовесы, подшипники коленчатого вала и опорные поверхности. В совокупности все эти различные компоненты помогают сделать ваш коленчатый вал достаточно прочным, чтобы выдерживать усилие, воздействующее на него во время движения автомобиля. Тем не менее, несмотря на то, что он способен выдерживать экстремальные условия работающего двигателя, он также является уязвимым компонентом.
Большинство автовладельцев проживут всю свою жизнь без неисправного коленчатого вала, но вероятность того, что один из них выйдет из строя, все же существует. Наиболее распространенная проблема с коленчатыми валами — это задиры подшипников из-за плохой смазки или низкого давления масла. Когда это происходит, шатунные подшипники въедаются в коленчатый вал, вызывая нежелательное трение и повреждения. Поскольку шатуны движутся линейно, а коленчатый вал вращается, любое трение может вызвать нежелательное движение поршней, потенциально разрушая различные компоненты, такие как шатунные шейки или коренные шейки подшипников.
В целом, основными признаками неисправного коленчатого вала будут:
Поршень, вызывающий «стук»
«Стук» в двигателе — один из самых неприятных звуков в любом транспортном средстве. Когда вы слышите это, обычно это означает, что ваш двигатель получил какое-то повреждение, которое теперь может привести к катастрофическим повреждениям вашего блока цилиндров. Когда подшипник коленчатого вала или шатунная шейка повреждаются, это может привести к тому, что шатун и вращательное движение вашего поршня будут сброшены, в результате чего поршень «хлопает» по стенкам цилиндра вместо того, чтобы плавно перемещаться вверх и вниз, вызывая шум.
Чрезмерная тряска/вибрация
Как и любой изнашиваемый элемент автомобиля, когда двигатели стареют или если у вас есть превышение пробега на одометре, ваши подшипники изнашиваются. Когда это происходит, допуски между подшипниками и шейками изменяются, что приводит к вибрации шатуна, что может привести к сотрясению всего автомобиля.
Двигатель не крутится
Если ваш коленчатый вал изнашивается до такой степени, что различные компоненты застревают на месте, ваш автомобиль может не завестись. Коленчатый вал должен вращаться, чтобы запустить двигатель, поэтому при заклинивании коленчатого вала двигатель не заведется.
Сколько стоит замена коленчатого вала?
В то время как проверить, нуждается ли коленчатый вал вашего автомобиля в ремонте, так же просто, как снять масляный поддон двигателя, чтобы увидеть шатунные подшипники и шейки коленчатого вала, ремонт одного из них — это совсем другая история. Это связано с тем, что замена коленчатого вала означает, что вам потребуется технический специалист, чтобы сначала полностью разобрать двигатель, что делает его чрезвычайно дорогостоящим ремонтом.
В зависимости от марки и модели автомобиля, которым вы владеете, а также от того, насколько сложным будет процесс замены коленчатого вала, вы можете рассчитывать на более чем 2000 долларов за замену коленчатого вала.
Для тех, кто с модифицированными двигателями ищет более прочный коленчатый вал, есть несколько различных типов, которые вы можете выбрать, чтобы сделать ваш двигатель более прочным. Большинство автомобилей будет оснащено чугунным коленчатым валом, который идеально подходит для повседневного использования. Как только вы начнете работать с более мощными двигателями, вы можете рассмотреть цельный или кованый коленчатый вал для дополнительной прочности. Это увеличит ваши общие затраты на замену, но поможет сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.
Избегайте дорогостоящих счетов за ремонт с выносливостью
Если вы подозреваете, что ваш коленчатый вал поврежден или вызывает проблемы с вашим автомобилем, как можно скорее обратитесь в сертифицированную ремонтную мастерскую или к сертифицированному специалисту ASE. Если оставить проблему с коленчатым валом без внимания, она может быстро привести к полной поломке двигателя. Без защиты расширенной гарантии на автомобиль или контракта на обслуживание автомобиля (VSC) вам придется платить тысячи из собственного кармана за ремонт вашего автомобиля.
Вместо этого позаботьтесь о защите своего автомобиля, грузовика или внедорожника от расходов в случае непредвиденных поломок и ремонта, выходящих за рамки обычного полиса автострахования или страхования от механических поломок, с планом автозащиты Endurance. Вы также можете сэкономить до 3500 долларов США на регулярном и необходимом техническом обслуживании вашего автомобиля с помощью Endurance 9.0103 Advantage TM — самый полный пакет автозащиты, доступный сегодня на рынке. С планом Endurance Advantage вы можете получать ежегодное регулярное техническое обслуживание, такое как до трех замен масла и фильтров, перестановка шин, проверка развал-схождения и многое другое — без дополнительных затрат для вас. У вас также будет доступ к нескольким другим специальным разовым услугам, таким как замена тормозных колодок/колодок, замена аккумулятора, техническое обслуживание системы охлаждения и многое другое, что даст вам еще больше страховки и экономии. Кроме того, каждый план Endurance также автоматически включает в себя круглосуточную помощь на дороге, помогающую вам быть спокойными, если вы когда-нибудь столкнетесь с ожидаемой поломкой в дороге.