Для чего нужен коленчатый вал: Страница не найдена — AvtoTachki

Содержание

Коленчатый вал двигателя: строение, назначение, как сохранить

Коленчатый вал – неотъемлемая деталь всех двигателей внутреннего сгорания классической конструкции. Для чего он нужен, и что может вывести его из строя — сейчас и поговорим.

Общепринятое определение длинное и довольно сложное для понимания. Оно звучит как «коленчатый вал – вал сложной формы, предназначенный для преобразования возвратно-поступательного движения (например, поршня) во вращательное вокруг своей оси, имеет шейки, смещенные от оси вращения для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент».

Читайте также: Поршень: из чего состоит, как работает, почему прогорает

Но для того, чтобы понять принцип работы коленчатого вала, стоит вспомнить, как устроен педальный узел велосипеда. Разница лишь в том, что вместо ног велосипедиста на педали давят шатуны (тоже деталь двигателя). Задача коленчатого вала (как и педального механизма велосипеда) – превратить возвратно-поступательное движение в круговое.

Строение

Коленчатые валы современных автомобилей имеют довольно сложное строение. На первый взгляд у них есть шейки: коренные и шатунные. Обычно шейка является частью подшипника скольжения. Также на коленчатом вале довольно массивные балансиры. С неочевидного – большинство коленвалов пустотелые и имеют внутри масляную магистраль.

Коленвал – очень прочная деталь, ведь она назначена для выдерживания больших нагрузок и высоких оборотов. Ее изготовление требует очень высокой точности. Также обязательное условие – сбалансированность относительно центра массы.

Проблемы и трудности

Частая проблема с коленчатыми валами – естественный износ. Быстрее в коленвале изнашиваются шатунные шейки – они теряют округлую форму и становятся эллипсовидными.

Во время капитального ремонта двигателя эти шейки шлифуют (уменьшают в диаметре) и устанавливают ремонтные вкладыши (подшипники скольжения). В большинстве легковых автомобилей уменьшение в диаметре происходит на 0,25 мм с каждым ремонтом.

Вторая проблема гораздо серьезнее – задиры. Обычно она возникает, когда есть проблемы с подачей смазки. Часть подшипника скольжения прилипает к шейке коленвала и повреждает ее. Такие неисправности не всегда можно исправить шлифовкой – иногда применяют метод наварки, но чаще приходится менять коленвал.

При гидроударе (когда в камеру сгорания попадает жидкость и поршень не может ее сжать) коленвал может деформироваться или даже треснуть. Такие неисправности коленчатого вала обычно не исправляют, а просто меняют его на новый или подержанный, но исправный.

Также иногда случаются проблемы, связанные с некорректным обслуживанием или ремонтом. В передней части обычно крепится шкив, через который приводятся ремни навесных агрегатов. Если центральный болт, который держит шкив, не закрутить с заказным (достаточно высоким) крутящим моментом – коленвал может треснуть. В таком случае коленвал также подлежит замене.

Как сохранить свой коленвал

Поскольку наиболее уязвимым элементом являются шейки – прежде всего надо заботиться о хороших условиях их работы. Для смазки на шейки под давлением подается моторное масло. Значит, надо всегда следить за уровнем масла в моторе и вовремя его менять. Заливать нужно только то масло, которое рекомендует автопроизводитель (важно чтобы масло имело соответствующий допуск указанный в сервисной книге). Не стоит также ставить сомнительные фильтра для масла, поскольку они могут ухудшить подачу смазки.

Вторая рекомендация – для продления срока службы не стоит нагружать не прогретый до рабочей температуры двигатель. Пока масло не достигло нужной температуры оно не может как следует выполнять свою функцию.

Читайте также: Двигатель внутреннего сгорания может быть экологически чистым: инженеры

Третья рекомендация – не ездить “внатяг”. Когда обороты двигателя минимальны, а педаль акселератора нажата почти полностью – самый тяжелый момент для коленвала. Лучше дать двигателю немного раскрутиться (хотя бы до средних оборотов) и уже тогда нажимать акселератор полностью.

В общем коленвал достаточно надежная деталь, с которой редко возникают проблемы. Если двигатель хорошо обслуживается – коленвал может служить очень долго.

Коленчатый вал и маховик

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Коленчатый вал и маховик

Читать далее:



Коленчатый вал и маховик

Силы от шатунов, соединенных с поршнями, воспринимает коленчатый вал, который испытывает большие нагрузки и подвергается скручиванию, изгибу и истиранию. Крутящий момент, развиваемый на коленчатом валу, передается на трансмиссию автомобиля, а также используется для привода в действие различных механизмов и деталей двигателя.

Коленчатый вал имеет следующие части: коренные и шатунные шейки, щеки, противовесы, передний конец и задний конец (хвостовик) с маслоотражателем, маслосгонной резьбой и фланцем для крепления маховика. Шатунные шейки служат для соединения коленчатого вала с шатунами. Коренные шейки вала входят в подшипники, установленные в блоке цилиндров. Щеки соединяют коренные и шатунные шейки вала, образуя колена или кривошипы. Противовесы, расположенные на коленчатом валу, разгружают коренные подшипники от сил инерции и создаваемых ими моментов.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Коленчатые валы: а — двигателя автомобиля ЗИЛ-130; б — дизеля ЯМЭ-236; в — дизеля автомобиля КамАЭ-5320; А величина перекрытия шеек; 1 — передний конец вала; 2 — грязеуловительная полость в шатунной шейке; 3 — шатунная шейка; 4 — противовесы; 5 и 15 — маслоотражатели; 6 — фланец для крепления маховика; 7 — коренная шейка; 8 — щека; 9 — гайка; 10 — передние съемные противовесы; 11 — распределительная шестерня; 12 — шестерня привода масляного насоса; 13 — винт; 14 — съемный противовес; 16 — установочные штифты; 17 — шпонка

Форма коленчатого вала зависит от числа и расположения цилиндров, порядка работы и тактности двигателя. Коленчатый вал изготовляют горячей штамповкой из легированной стали (двигатели автомобилей ЗИЛ-130, MA3-5335, КамАЗ-5320 и др.) или отливают из высокопрочного чугуна (двигатели автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, «Жигули» и др.) вместе с противовесами или без них. Шатунные шейки коленчатого вала располагают так, чтобы одноименные такты (например, такты расширения) в разных цилиндрах двигателя происходили через равные промежутки (по углу поворота), а силы инерции, возникающие в цилиндрах, взаимно уравновешивались. Если расположение колен коленчатого вала не обеспечивает взаимного уравновешивания сил инерции и создаваемых ими моментов, то на таких коленчатых валах устанавливают противовесы или оборудуют двигатели специальными уравновешивающими механизмами.

Для повышения износостойкости и долговечности шатунных и коренных шеек их закаливают токами высокой частоты (т. в. ч.), после чего шлифуют и полируют. Переход от шеек к щекам, называемый галтелью, делают плавным, чтобы избежать концентрации напряжений и возможных поломок коленчатого вала.

Для повышения жесткости и надежности коленчатых валов применяют перекрытие шеек, характеризуемое величиной А. Размеры шеек коленчатых валов следующие: у двигателя автомобиля ГАЗ-53А диаметр шатунной шейки равен 60 мм, а коренной 70 мм; у двигателя автомобиля КамАЗ-5320 диаметр шатунной шейки равен 80 мм, а коренной 95 мм.

Коленчатый вал дизеля ЯМЗ-2Э6 имеет три шатунные шейки, расположенные под углом 120°, и четыре коренные шейки. На коленчатом валу установлено семь противовесов, а восьмой отлит в виде прилива вместе с маховиком. Установка на коленчатом валу, кроме основных противовесов, двух выносных улучшает уравновешивание моментов сил инерции, возникающих при работе двигателя, так как чередование одноименных тактов при порядке работы 1—4—2—5—3—6 происходит неравномерно. Коленчатые валы дизелей ЯМЭ-236 и дизелей автомобилей КамАЗ не имеют фланцев для крепления маховиков. Коленчатые валы большинства двигателей имеют грязеуловительные полости в шатунных шейках для дополнительной центробежной очистки масла.

В качестве коренных подшипников для коленчатого вала применяют тонкостенные вкладыши, изготовленные И5 сталеалюминиевой ленты. У коренных вкладышей толщина стенки весьма мала (1,9—2,8 мм для карбюраторных двигателей и 3—6 мм для дизелей), поэтому после их установки на место форма внутреннего отверстия подшипника зависит только от точности расточки гнезда. На карбюраторных двигателях (автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-63А и ЗИЛ-130) не применяют коренные трехслойные вкладыши (стальная лента, медно-никелевый подслой и слой антифрикционного сплава) из-за низкого предела выносливости применявшегося антифрикционного слоя. Здесь используют только двухслойные вкладыши, хорошо работающие в двигателях с большой угловой скоростью коленчатого вала и значительными нагрузками.

Широкое использование высокооловянистых сталеалюминиевых вкладышей вызвано тем, что они обладают повышенной усталостной прочностью, хорошими противозадирными свойствами и коррозионной стойкостью, что повышает надежность двигателя. Вкладыши коренных подшипников дизеля автомобиля КамАЗ-5320 трехслойные, с рабочим слоем из свинцовистой бронзы. Вкладыши коренных подшипников дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 невзаимозаменяемы, а двигателей автомобилей ГАЗ-24 «Волга» и ЗИЛ-130 соответственно взаимозаменяемы.

Вследствие работы сцепления и косозубых шестерен механизма газораспределения возникают силы, стремящиеся сдвинуть коленчатый вал вдоль оси. Поэтому один из коренных подшипников коленчатого вала делают упорным, воспринимающим осевые нагрузки и удерживающим вал от смещения. В двигателях автомобилей ГАЗ и ЗИЛ упорным является первый коренной подшипник.

Коленчатый вал удерживается от осевого смещения двумя стальными неподвижными шайбами, установленными с обеих сторон первого коренного подшипника. Переднюю шайбу удерживают от вращения штифты, один из которых запрессован в блок цилиндров, а другой в крышку коренного подшипника. Задняя шайба имеет прямоугольный выступ, входящий в паз крышки. Плоскостью, залитой баббитом, шайба обращена к шлифованному пояску щеки коленчатого вала, а шайба — к упорной стальной шайбе, установленной на шпонке между торцом передней коренной шейки коленчатого вала и распределительной шестерней.

Рис. 2. Уплотнение коленчатого вала; а « упорный подшипник и уплотнение переднего конца вала; б — уплотнение заднего конца вала; 1 — самоподжимной сальник; 2 — пылеотражатель; 3 — шкив привода водяного насоса, вентилятора и генератора; 4 — ступица; 5 — храповик; 6 — коленчатый вал; 7 — крышка распределительных шестерен; 8 и 15 — штифты; 9 — блок цилиндров; 10 — задняя неподвижная шайба; 11 — передняя неподвижная шайба; 12 — шпонка; 13 — вкладыш; 14 — крышка коренного подшипника; 16 — упорная вращающаяся шайба; 17 — распределительная шестерня; 18 — маслоотражатель; 19 — масло-отражательный гребень; 20 — болт крепления маховика; 21 — маслосгонная накатка; 22 — шарикоподшипник вала сцепления; 23 — фланец; 24 — сальник; 25 — держатель сальника; 26 — маховик

На переднем конце коленчатого вала кроме шестерни расположены маслоотражатель, ступица шкива привода водяного насоса, вентилятора и генератора. В торец коленчатого вала ввернут храповик, служащий для пуска двигателя при помощи пусковой рукоятки и удерживающий от смещения детали, установленные на конце вала. Передний конец коленчатого вала уплотнен самоподжимным резиновым сальником, расположенным в крышке распределительных шестерен, и маслоотражателем. Масло не может попасть на сальник, так как он защищен специальным корпусом с отогнутыми краями. На ступицу шкива напрессован пылеотражатель, защищающий сальник от пыли и песка.

Уплотнение заднего конца коленчатого вала состоит из сальника, маслосгонной накатки и маслоотражагельного гребня.

Сальник представляет собой асбестовый шнур, пропитанный антифрикционным составом и покрытый графитом. Сальник состоит из двух половин, помещенных в канавки блока цилиндров и в держатель сальника, привернутый к блоку. В задний торец коленчатого вала запрессован шарикоподшипник вала сцепления. Фланец, отштампованный как одно целое с коленчатым валом, служит для крепления маховика болтами, изготовленными из высококачественной стали. Передние и задние концы коленчатых валов дизелей и двигателей автомобилей «Жигули», «Москвич» тщательно уплотняют самоподжимными сальниками и маслоотражателями.

От осевого смещения коленчатые валы дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 удерживаются двумя парами упорных полуколец, изготовленных из бронзы (дизель ЯМЗ-236) или из сталеалюминия (дизель автомобиля КамАЗ-5320) и установленных в выточках задней коренной опоры. Верхние полукольца укреплены к торцам блока цилиндров, а нижние имеют выступы для фиксации их в крышке заднего коренного подшипника.

Маховик. Для накопления энергии в течение рабочего хода, вращения коленчатого вала во время вспомогательных тактов, уменьшения неравномерности вращения вала, сглаживания момента перехода деталей кривошипно-шатунного механизма через мертвые точки, облегчения пуска двигателя и трогания автомобиля с места служит маховик. При пуске двигателя в цилиндрах происходят вспышки рабочей смеси и маховик обеспечивает вращение коленчатого вала от конца рабочего хода в одном цилиндре до его начала в следующем цилиндре в соответствии с порядком работы двигателя.

Маховик отливают из серого чугуна; на ободе маховика для увеличения момента инерции располагают основную массу металла. На обод маховика напрессовывают или надевают зубчатый венец, необходимый для вращения коленчатого вала при пуске двигателя стартером. Венец крепят болтами. Поверхность махощша, соприкасающуюся с ведомым диском сцепления, шлифуют и полируют.

На ободе или торце маховика имеются метки, позволяющие установить поршень первого цилиндра в в. м. т. Коленчатый вал в сборе с маховиком и сцеплением подвергают динамической и статической балансировке, чтобы неуравновешенные силы инерции не вызывали вибрации двигателя и сильного износа коренных подшипников. Обычно маховик крепят к фланцу коленчатого вала болтами, которые подвергают термической обработке и шлифованию. Корончатые гайки, навернутые на эти болты, тщательно шплинтуют. Одно из крепежных отверстий на маховике и во фланце смещено по окружности на несколько градусов (2° у двигателей автомобиля ЗИЛ-130), что обеспечивает точное соединение маховика и коленчатого вала, если их почему-либо разбирали.

У дизеля ЯМЗ-236 и дизеля автомобиля КамАЗ-5320 маховик крепят болтами, которые ввертывают непосредственно в коленчатый вал. В этом случае маховик точно фиксируют относительно шеек коленчатого вала двумя штифтами.

—

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые от поршней шатунами, и преобразует их в крутящий момент, который затем перелается на трансмиссию. Кроме того, коленчатый вал приводит в движение различные механизмы, агрегаты и приборы двигателя.

Коленчатый вал автотракторных двигателей состоит из коренных и шатунных шеек щек с противовесами, соединяющих коренные и шатунные шейки; передней части вала, называемой носком, на которой посредством шпонки крепится шестерня привода распределительного вала, маслоотражатель, шкив привода вентилятора со ступицей и храповик с шайбой; задней части вала, обычно имеющей форму фланца, на котором установлен маховик. На коленчатом валу предусмотрены сверления в шейках для подвода и очистки масла, шпоночные канавки на носке вала и расточка со стороны фланца для установки подшипника первичного вала коробки передач.

Шатунные шейки коленчатых валов обычно имеют устройства для центробежной очистки масла от механических примесей (грязеуловители), которые значительно улучшают очистку масла, поступающего к шатунным подшипникам. Грязеуловитель представляет собой камеру, высверленную или отлитую в шатунной шейке и закрываемую резьбовой пробкой. При вращении коленчатого вала тяжелые примеси грязи и металлические частицы, имеющиеся в масле, под действием центробежной силы отбрасываются в камеру грязеуловителя и очищенное масло подается в шатунный подшипник. Грязеуловители периодически очищают.

Противовесы разгружают коренные подшипники от действия центробежных сил и выполняются либо за одно целое со щеками вала, либо крепятся к ним болтами. Для снятия возможных напряжений переход от каждой шейки к щекам вала выполняют плавным в виде галтелей.

Рис. 3. Шатуны V-образных двигателей: а — сочлененный шатун; б — центральный шатун; в — крепление двух одинаковых шатунов на одной шейке

Коленчатый вал нуждается в фиксации от осевых перемещений, возникающих вследствие его температурных расширений и возможных осевых усилий от косозубых шестерен. Осевая фиксация осуществляется специальным устройством одного из коренных подшипников (чаще всего передним) через упорную стальную шайбу, установленную впереди подшипника, и два сталебаббитовых кольца, установленных по обеим сторонам подшипника (стальной стороной к подшипнику). Известны конструкции валов, в которых фиксирующими являются средняя или крайняя задняя шейки вала. Величина осевого зазора составляет 0,075—0,2 мм.

Число опор (коренных шеек) коленчатого вала различно в разных конструкциях. Вал называется полноопорным, если число коренных шеек на единицу больше числа шатунных.

Форма коленчатого вала зависит от числа и расположения цилиндров двигателя, принятой равномерности чередования вспышек и желаемой уравновешенности двигателя, числа коренных шеек.

Коренные подшипники имеют такое же устройство, как и шатунные, но отличаются размерами. Подшипник заднего конца вала всегда длиннее остальных. Корпус подшипника состоит из частей: верхней половины, выполненной в картере, и нижней — съемной крышки, которая крепится к картеру болтами и шплинтуется.

Рис. 4. Коленчатый вал автотракторного двигателя

Передний и задний концы коленчатого вала в месте их выхода из картера должны быть надежно уплотнены от вытекания смазки. Для этого применяются маслогонная резьба и специальные сальники.

Коленчатые валы изготовляются ковкой или штамповкой из сталей 45, 45Г2, 50, 18ХНВА, 40ХНМА и других или литьем из высокопрочного чугуна. Литые валы значительно дешевле кованых. Овальность и конусность шеек не должна превышать 0,015 мм. Валы в сборе с маховиком и сцеплением подвергаются динамической балансировке. Величина допускаемого дисбаланса устанавливается заводом-изготовителем.

Маховик служит для обеспечения равномерного вращения коленчатого вала, вывода деталей кривошипного механизма из мертвых точек, накопления во время такта расширения кинетической энергии, необходимой для вращения коленчатого вала в период между вспышками в отдельных цилиндрах, облегчения пуска двигателя и плавного трога-ния с места.

Маховик представляет собой массивный чугунный диск, тщательно сбалансированный, на обод которого напрессован зубчатый венец, при помощи которого производится запуск двигателя от стартера. На маховике также монтируется механизм сцепления.

У большинства двигателей на поверхности обода или на торцевой поверхности маховика нанесены метки, по которым можно определить мертвые точки, а также метки для установки зажигания или момента подачи топлива у дизельного двигателя. На поверхности маховика ряда тракторных двигателей выполняются радиальные отверстия, посредством которых проворачивают коленчатый вал вручную при регулировке двигателя.

Маховик центрируется по фланцу коленчатого вала и крепится к нему при помощи болтов. Для сохранения его первоначальной балансировки предусмотрены установочные штифты или несимметрично расположенные болты.

Размеры маховика зависят от числа цилиндров. Чем больше число цилиндров у двигателя, тем равномернее следует чередование тактов расширения и тем меньших размеров (меньшей массы) требуется маховик.

Картер маховика крепится к задней стенке блок-картера болтами и представляет собой фасонную отливку из серого чугуна или сплава алюминия. Правильная установка картера маховика обеспечивается установочными штифтами.

Коленчатый вал. Коленчатый вал воспринимает силу давления газов на поршень и силы инерции возвратно-поступательно движущихся и вращающихся масс кривошипно-шатунного механизма.

Силы, передающиеся поршнями на коленчатый вал, создают крутящий момент, который при помощи трансмиссии передается на колеса автомобиля.

Коленчатый вал изготовляют штамповкой из легированных сталей или отливают из высокопрочных магниевых чугунов (двигатели ЯМЗ, ЗМЗ, ВАЗ и др.).

Коленчатый вал (рис. 2.8) состоит из коренных и шатунных шеек, противовесов, заднего конца с отверстием для установки шарикоподшипника ведущего вала коробки передач и фланца для крепления маховика, переднего конца, на котором установлен храповик пусковой рукоятки и шестерня газораспределения, шкива привода вентилятора, жидкостного насоса и генератора.

Шатунные шейки со щеками образуют кривошипы. Для разгрузки коренных подшипников от центробежных сил служат противовесы, которые изготовляют за одно целое со щеками, имеющими каналы для подвода масла или прикрепляют к ним болтами.

Полноопорные валы двигателей (ЗИЛ-130, КамАЗ-740, ВАЗ-2108) отличаются большой жесткостью, что повышает работоспособность кри-вошипно-шатунного механизма. Число коренных шеек зависит от типа и числа цилиндров двигателя. Так, в четырехцилиндровом двигателе с рядным расположением цилиндров их может быть три или пять, в шестицилиндровых — четыре или семь, в V-образных восьмицилиндровых — пять.

В щеках коленчатого вала просверлены наклонные каналы для подвода масла от коренных подшипников к масляным полостям 25, выполненных в шатунных шейках в виде каналов большого диаметра, закрываемых резьбовыми заглушками. Эти полости являются грязеуловителями, в которых под действием центробежных сил при вращении коленчатого вала собираются продукты изнашивания, содержащиеся в масле.

Гнезда в блоке цилиндров под коренные подшипники и их крышки растачивают совместно, поэтому при сборке двигателя их необходимо устанавливать по меткам только на свои места. Тонкостенные вкладыши 6 коренных подшипников покрыты таким же антифрикционным сплавом, что и вкладыши шатунных подшипников, и отличаются от последних только размерами. Широкое использование триметаллических сталеалюминиевых и сталесвинцовых вкладышей связано с тем, что слой антифрикционного покрытия обладает хорошими противозадир-ными свойствами и повышенной прочностью. От продольного смещения и проворачивания вкладыши удерживаются выступами, входящими в соответствующие пазы в гнездах блока и их крышках.

Осевые нагрузки коленчатого вала в большинстве карбюраторных двигателей воспринимаются упорной шайбой и стальными упорными кольцами, залитыми с внутренней стороны антифрикционным сплавом СОС-6-6, содержащим свинец, олово и сурьму.

Осевые нагрузки коленчатого вала дизелей воспринимаются двумя парами упорных полуколец из бронзы или сталеалюминия, установленных в выточках задней коренной опоры.

Для предотвращения утечки масла из картера двигателя на переднем и заднем концах коленчатого вала легковых автомобилей семейства «Москвич» и ВАЗ устанавливают самоподжимные сальники и отражатели.

Рис. 5. Коленчатый вал и маховик: 1 — шкив; 2 — храповик; 3—маслоотражатель; 4— упорная шайба; 5—упорное кольцо; 6—вкладыш коренного подшипника; 7— шатунная шейка; 8— коренная шейка; 9— щека; 10— смазочный канал; 11 — шатун; 12— поршень; 13— сливные отверстия; 14— маслосбрасывающий гребень; 15— маслоотгон-ная канавка; 16 — зубчатый венец маховика; 17 — сальник; 18 — шарикоподшипник; 19 — фланец; 20 — болт: 21 — маховик; 22 — резиновая прокладка; 23 — деревянные уплотнители; 24 — крышка подшипника; 25— масляная полость; 26— заглушка; 27— выступ; 28— антифрикционный слой; 29— противовес; 30— шестерня газораспределения; 31— передний конец коленчатого вала

На двигателе ЗИЛ-130 передний конец коленчатого вала уплотнен резиново-каркасным сальником, расположенным в крышке распределительных шестерен, а между шестерней и шкивом коленчатого вала установлен маслоотражатель, отгоняющий масло внутрь картера. Уплотнение заднего конца коленчатого вала обеспечивается графито-асбестовым сальником, размещенным в кольцевой канавке гнезда подшипника и его крышке, в плоскости разъема которой дополнительно устанавливаются резиновые прокладки, а по бокам — деревянные уплотнители. Кроме того, на задней шейке коленчатого вала находятся спиральная. ..маслоотгон-ная канавка и маслосбрасывающий гребень, от которых масло отбрасывается через сливные (дренажные) отверстия в поддон картера.

Маховик. Маховик служит для обеспечения вывода поршней из мертвых точек, более равномерного вращения коленчатого вала многоцилиндрового двигателя при его работе на режиме холостого хода, облегчения пуска двигателя, снижения кратковременных перегрузок при трогании автомобиля с места и передачи крутящего момента агрегатам трансмиссии на всех режимах работы двигателя. Маховик изготовляют из чугуна и динамически балансируют в сборе с коленчатым валом. На фланце маховик центрируется в строго определенном положении с помощью штифтов или болтов, которыми он крепится к фланцу.

У дизелей ЯМЗ-236 и КамАЗ-740 маховик центрируется с помощью двух штифтов и крепится болтами не к фланцу, а непосредственно к коленчатому валу.

На обод маховика напрессован зубчатый венец, предназначенный для вращения коленчатого вала стартером при пуске двигателя. На торце или ободе маховика многих двигателей наносят метки, по которым определяют в.м.т. поршня первого цилиндра при установке зажигания (у карбюраторных двигателей) или момента начала подачи топлива (у дизелей).

—

Коленчатый вал воспринимает усилия, передаваемые каждым шатуном при такте рабочего хода, преобразует эти усилия в крутящий момент, который передается обычно через маховик к трансмиссии трактора или автомобиля. Коленчатый вал изготавливают из стали или из высокопрочного чугуна (3M3-53, СМД-18Н). Он состоит из шатунных Д и коренных (опорных) Г шеек, щек В, носка (передней части) и хвостовика (задней части). Коренные и шатунные шейки вместе со щеками образуют кривошипы.

У валов рядных двигателей шатунных шеек столько же, сколько шатунов, у V-образных — вдвое меньше, так как с каждой шейкой соединены два шатуна (по одному из каждого ряда цилиндров). Центробежные силы шатунных шеек уменьшают, выполняя их пустотелыми, а полости Б используют для центробежной очистки масла, поступающего к шатунному подшипнику. В шейках выполнены радиальные отверстия, в которые вставлены трубки для забора масла из центра полости. В шатунных шейках V-образных двигателей просверлено по два отверстия (каждое для своего шатуна).

Коренные, шатунные шейки вала подвергают поверхностной закалке токами высокой частоты (ТВЧ) на глубину 3…6 мм, а затем шлифуют и полируют. В шейках и щеках просверлены каналы А для подвода масла: из блока — к коренным шейкам, от них — к полостям Б (грязеуловителям) и далее через радиальные отверстия — к шатунным подшипникам. Грязеуловители очищают через резьбовые отверстия, вывинтив заглушку, которую фиксируют с помощью шплинта или кернением.

Переход от шеек к щекам плавный и называется галтелью. Галтели уменьшают напряжение металла в месте перехода.

Все части коленчатого вала уравновешены относительно его оси. Во время работы двигателя центробежные силы, возникающие при вращении кривошипов и нижних частей шатунов, нагружают коренные подшипники. Для уменьшения действия этих сил (при большой частоте они значительны) на валах многих двигателей сделаны противовесы, расположенные на щеках со стороны, противоположной шатунным шейкам.

Рис. 6. Коленчатые валы с сопряженными деталями: 1 — шкив; 2 — пробка; 3 — трубка; 4 — упорные полукольца; 5 — вкладыш коренного подшипника; 6 — маховик; 7 — маслоотражатель; 8 — установочный штифт; 9 — болт крепления маховика; 10 — зубчатый венец; 11 —противовесы; 12 — шестерня коленчатого вала; 13 — ведущая шестерня привода масляного насоса; 14 — болт для проворачивания вала; 15 — роликовый подшипник; 16 — масленка канала подвода масла к подшипнику; 17 —штифт фиксации полуколец; 18 — храповик; 19 — шестерня привода уравновешивающего механизма

На носке коленчатого вала обычно закреплены одна или две шестерни, маслоотражатель, шкив и храповик (в дизелях А-41, 3M3-53, ЗИЛ-130) или болт (Д-240) с шестигранной головкой для проворачивания коленчатого вала. В дизелях СМД-62, ЯМЗ-240Б и КамАЗ-740 шестерня привода распределительного механизма установлена на хвостовике коленчатого вала.

За задним коренным подшипником имеется гребень, а также маслосгонная резьба (3M3-53) или накатка (ЗИЛ-130). На хвостовике вала или его фланца установочными штифтами и болтами закреплен маховик. В торце хвостовика всех двигателей (кроме Д-240 и ЯМЗ-240Б) выполнено гнездо для подшипника ведущего вала трансмиссии.

Осевое перемещение коленчатого вала в блоке (или картере) ограничивается фиксированными полукольцами. Они расположены только в одной опоре: по бокам заднего (А-41, Д-240, СМД-60, КамАЗ-740), переднего (ЯМЗ-240Б, 3M3-53, ЗИЛ-130) или среднего (СМД-18Н, Д-144) коренного подшипника. Такое крепление не мешает валу удлиняться при тепловом расширении.

На концах коленчатого вала, в местах выхода из блока, установлены маслоотражатели, а в передних и задних корпусах — уплотнители.

Коренные подшипники коленчатого вала всех двигателей (кроме ЯМЗ-240Б) изготовлены так же, как и шатунные, в виде тонкостенных стальных вкладышей, изнутри покрытых антифрикционным сплавом. От вкладышей шатунных подшипников они отличаются главным образом только размерами. Вкладыши некоторых автомобильных двигателей выполнены из трех слоев: стального, медного с никелем и слоя антифрикционного сплава. В верхних вкладышах просверлено отверстие и проточены канавки для масла.

Крышки коренных подшипников растачивают вместе с блоком, поэтому менять их нельзя. К блоку (картеру) их крепят шпильками с гайками, которые фиксируют замковыми шайбами и накладками. Крышки обычно устанавливают между направляющими пазами блока, а в дизеле СМД-62 крепят дополнительно боковыми болтами.

Коренные подшипники коленчатого вала дизеля ЯМЗ-240Б роликовые. Для установки их на вал диаметр коренных шеек делают больше двух радиусов кривошипа.

Гаситель крутильных колебаний. Переменные силы давления газов и силы инерции приводят к периодическим изменениям (колебаниям) крутящего момента, вызывая в металле вала напряжения. Они стремятся то больше, то меньше скручивать вал. Эти колебания называются крутильными и особенно опасны для двигателей, У которых длинный коленчатый вал.

На двигателе ЯМЗ-240Б для уменьшения таких колебаний к торцу носка коленчатого вала прикреплен гаситель крутильных колебаний. Стальной корпус гаситель герметично закрыт крышкой. Внутри корпуса в бронзовой втулке может поворачиваться чугунный маховик. В выточке Б находится вязкая (силиконовая) жидкость. При вращении коленчатого вала эта жидкость под действием центробежных сил отбрасывается в малые зазоры А между корпусом и маховиком. Здесь энергия крутильных колебаний поглощается трением в тонком слое жидкости, нагревая трущиеся детали, и не передается в коленчатому валу.

Рис. 7. Коленчатый вал (а), его коренной подшипник (б) и гаситель крутильных колебаний вала (в) дизеля ЯМЗ-240Б: 1 — коренные шейки; 2 — шатунные шейки; 3 — роликовый подшипник; 4 — шатуны; 5 — наружное кольцо, подшипника; 6 — маховик гасителя; 7 — бронзовая втулка; 8 — крышка с пробками; 9 — корпус гасителя; 10 — носок вала

Маховик, вращаясь вместе с коленчатым валом, аккумулирует (накопляет) кинетическую энергию, которая расходуется для выведения кривошипно-шатунного механизма из мертвых точек, облегчает пуск двигателя, уменьшает неравномерность вращения коленчатого вала, помогает преодолевать повышенные нагрузки при тро-гании с места машинно-тракторного агрегата или автомобиля, облегчает преодоление кратковременных перегрузок.

Маховик отлит из чугуна, размеры его зависят от частоты вращения вала и числа цилиндров (чем больше эти параметры, тем маховики легче). На ободе закреплен стальной зубчатый венец для вращения вала пусковым устройством.

В маховиках некоторых двигателей имеются сверления для проворачивания ломиком коленчатого вала; каналы для подвода масла к подшипнику, расположенному в торце вала; метки, глухие отверстия или паз для определения в.м.т. поршня первого цилиндра или момента начала подачи топлива (в Д-240 и К.амАЗ-740). Маховик установлен на хвостовике коленчатого вала (А-41, Д-144, КамАЗ-740), на его фланце (СМД-2, СМД-18Н, ЗИЛ-130, 3M3-53) или ступице (ЯМЗ-240Б). Маховик относительно колен вала зафиксирован установочными штифтами и закреплен болтами. Во всех двигателях (кроме ЯМЗ-240Б) на задней плоскости маховика установлено сцепление — часть трансмиссии трактора или автомобиля.

Рекламные предложения:


Читать далее: Крепление двигателя

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Вал коленчатый где находится


Коленвал – что это такое и как он работает?

Двигатель – сложный агрегат, в котором нет незначительных деталей. Одна из таких его составляющих – коленвал. С одной стороны, это не сложное устройство, а простая деталь, с другой, коленчатый вал – одна из основных деталей двигателя.

Для чего нужен коленвал?

Любой автомобильный двигатель является поршневым. Принцип его работы прост: в цилиндр подается топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется и увеличивается в объеме. Возникает избыточное давление, которое выталкивает поршень из цилиндра. Поршень при этом совершает поступательное движение, которое нужно преобразовать во вращательное, чтобы передать его в коробку передач, а дальше – на полуоси или карданный вал.

Вот именно эту функцию и выполняет коленчатый вал – преобразовывает один тип механического движения в другой, а именно: поступательное во вращательное.

Материал, из которого изготавливаются коленчатые валы, это не простая сталь, поэтому и стоимость изделия так высока, по сравнению с ценой простой металлической болванки. Сталь, из которой изготавливается вал, легируется хромом, молибденом и другими металлами, что придает изделию особую прочность. Кроме того, немаловажен сам процесс изготовления, начиная от того, как расположены волокна заготовки, заканчивая методикой изготовления – прессованием или ковкой.

С тем, что делает вал, мы разобрались, но остался вопрос – где находится коленвал? Коленчатый вал расположен в нижней части двигателя, снизу он прикрыт картером, заполненным моторным маслом. Вал закреплен в подшипниках, которые удерживают его и не дают смещаться, иногда для его усиления используются дополнительные упоры. Но есть исключение – в оппозитных двигателях коленчатый вал располагается выше, по центру ДВС.

Что собой представляет и как работает коленчатый вал?
Теория ДВС: Коленвал

Поршня в двигателе перемещаются неравномерно – пока дни опускаются, другие поднимаются – это обеспечивает плавность хода, и равномерное распределение нагрузки по времени. Коленчатый вал сдерживает ход поршней после сгорания топлива и возвращает их в исходное положение для сжатия смеси. С одной стороны он связан с газораспределительным механизмом, с другой – передает вращательный момент в трансмиссию.

Коленчатый вал состоит из нескольких шеек:

  • Основные находятся точно по центральной оси вала и в процессе вращения не смещаются.
  • Между ними находятся шатунные шейки, которые смещены относительно оси под разными, строго определенными углами, и при вращении описывают круг. Именно они обеспечивают взаимодействие вала и поршня.
  • Между собой шейки соединены «щеками» – пластинами из толстого металла. Щеки кроме крепежной, выполняют антирезонансную функцию – во время вращения вал может войти в резонанс и разрушиться, но щеки не позволяют этому произойти.

Словами трудно описать внешний вид этой детали, если вы хотите точно представить коленвал, фото или схематическое изображение – наилучший вариант.

Принцип действия коленчатого вала:

  • В момент, когда в камере воспламеняется воздушно-топливная смесь, поршень, а соответственно и связанная с ним шейка, находятся в крайнем нижнем положении.
  • При воспламенении смеси поршень выталкивает шейку, которая смещается и тем самым проворачивает вал.
  • В свою очередь, другая шейка, смещенная относительно описанной, под действием вращательного момента проворачивается и вдавливает сопряженный с ней поршень в цилиндр, сжимая топливно-воздушную смесь.

Дальше все продолжается аналогично. Это простой примет, не стоит забывать, что автомобильный двигатель – четырехтактный, поэтому в определенный момент поршень находится в одном из следующих положений:

  • Впуск смеси.
  • Сжатие смеси.
  • Рабочий ход поршня.
  • Выпуск отработанных газов.

Поэтому каждая из шатунных шеек расположена под углом 90 градусов по сравнению с рядом стоящими.

Немного интересной информации о коленвалах
Вытачивание коленвала

Кроме обычных серийных, существуют спортивные коленчатые валы. Они обеспечивают более быстрый ход поршня в крайней точке сжатия за счет особой формы шатунных шеек. Если у обычного вала они имеют круглую форму, то у спортивного они слегка вытянутые, за счет чего общие характеристики работы двигателя изменяются.

Среди автомобилистов бытует мнение, что маркировка коленвала может рассказать о его характеристиках. На самом деле это не так – маркировка это всего лишь каталожный номер производителя или оригинальный номер. Она ничего общего не имеет со свойствами изделия, а используется для простоты подбора запчасти.

По сути, коленчатый вал это простой кусок обработанного должным образом качественного металла или сплава. С точки зрения функциональности, это незаменимая деталь, которая испытывает огромные нагрузки, от работы которой зависит не только качество езды, но и ресурс двигателя и его деталей. По сути же, это просто передаточное звено, которое обеспечивает работу других узлов автомобиля – генератора, трансмиссии, полуосей, карданного вала и так далее.

Коленчатый вал двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Коленчатый вал (коленвал) двигателя – это одна из важных деталей КШМ, расположенная в цилиндровом блоке. Вал преобразует поступательные движения поршней во вращательный момент, который через трансмиссию передается на колеса автомобиля.

Устройство коленчатого вала

Сложная конструкция коленвала представлена в виде расположенных по одной оси колен – шатунных шеек, соединенных специальными щеками. При этом количество колен зависит от числа, формы и месторасположения цилиндров, а также тактности двигателя автомобиля. С помощью шатунов шейки соединяются с поршнями, совершающими поступательно-возвратные движения.

В зависимости от расположения коренных шеек коленвал может быть:

  • полноопорным – когда коренные шейки расположены по две стороны от шатунной шейки;
  • неполноопорным – когда коренные шейки расположены только по одну из сторон от шатунной шейки.

В большинстве современных автомобильных двигателей применяются полноопорные коленвалы.

Итак, основными элементами коленвала являются:

  • Коренная шейка – основная часть вала, которая размещается на коренных вкладышах (подшипниках), находящихся в картере.
  • Шатунная шейка – деталь, соединяющая коленвал с шатунами. При этом смазка шатунных механизмов осуществляется благодаря наличию специальных масляных каналов. Шатунные шейки в отличие от коренных шеек всегда смещены в стороны.
  • Щеки – детали, соединяющие два типа шеек – коренные и шатунные.
  • Противовесы – детали, которые предназначены для уравновешивания веса поршней и шатунов.
  • Фронтальная (передняя) часть или носок – часть механизма, оснащенная колесом с зубцами (шкивом) и шестерней, в некоторых случаях гасителем крутильных колебаний, который осуществляет контроль над мощностью привода ГРМ (газораспределительного механизма), а также других механизмов устройства.
  • Тыльная (задняя) часть или хвостовик – часть механизма, соединенная с маховиком при помощи маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, осуществляет отбор мощности вала.

Фронтальная и тыльная сторона коленчатого вала уплотняется защитными сальниками, которые препятствуют протеканию масла там, где выступающие части маховика выходят за пределы блока цилиндров.

Вращательные движения всего механизма коленвала обеспечивают подшипники скольжения – тонкие стальные вкладыши, с защитным слоем антифрикционного вещества. Для предотвращения осевого смещения вала, применяется упорный подшипник, установленный на коренной шейке (крайней или средней).

Коленвал двигателя изготавливается из износостойкой стали (легированной или углеродистой) или модифицированного чугуна, методом штамповки или литья.

Принцип действия коленчатого вала

Несмотря на сложность самого устройства, принцип работы коленвала достаточно прост.

В камерах сгорания происходит процесс сжигания поступившего туда топлива и выделения газов. Расширяясь, газы воздействуют на поршни, совершающие поступательные движения. Поршни передают механическую энергию шатунам, соединенным с ними втулкой или поршневым пальцем.

Шатун в свою очередь соединен с шейкой коленвала подшипником, вследствие чего каждое поступательное поршневое движение преобразуется во вращательное движение вала. После того как происходит разворот на 180˚, шатунная шейка движется уже в обратном направлении, обеспечивая возвратное движение поршня. Затем циклы повторяются.

Процесс смазки коленчатого вала

Смазка коленвала обеспечивается за счет шатунных и коренных шеек. Важно помнить, что смазка коленчатого вала всегда происходит под давлением. Каждая коренная шейка обеспечена индивидуальным подводом масла от общей смазочной системы. Поступившее масло попадает на шатунные шейки по специальным каналам, расположенным в коренных шейках.

Коленчатый вал это перегнутый много раз стержень и всунутый в блок

Когда я учился в автошколе, преподаватель в начале занятия, отправлял какого-нибудь «незнайку» к стеллажам, чтобы тот нашёл и принес изучаемую деталь. Независимо от названия детали, чтобы «помочь» незадачливому ученику, все показывали на него и конечно коленчатый вал это был.

То есть первая деталь, которую все научились узнавать с первого раза, был именно он коленчатый вал.

Вот и мы сегодня поговорим о назначении и конструктивных особенностях коленчатого вала, а также о материалах из которых его делают.

Назначение коленчатого вала

Коленчатый вал это, одна из важных деталей двигателя. Он преобразует поступательное движение поршня во вращательное, которое через трансмиссию передается к колесам.

Несмотря на относительную сложность устройства, его принцип работы достаточно простой. В камере сгорания сжигается топливо и выделяются газы, которые толкают поршни, и придают им поступательное движение.

Поршни через шатуны отдают механическую энергию на шейку коленвала, в результате поступательное движение преобразуется во вращательное. Как только вал поворачивается на 180˚, шатун начинает двигаться в обратном направлении, возвращая поршень в исходную позицию ‒ цикл повторяется.

Коленчатый вал это конструкция, короче много раз изогнутая железяка

Коленвал представляет собой расположенные на одной оси коренные шейки, соединенные щеками и шатунные шейки, количество которых определяется числом цилиндров. При помощи шатунов шейки коленвала соединены с поршнями.

В зависимости от того как расположены коренные шейки, коленвал бывает:

  • полноопорный – если коренные шейки располагаются по обе стороны от шатунной шейки;
  • неполноопорный – если коренные шейки располагаются только с одной стороны от шатунной шейки.

Большинство современных автомобильных двигателей оснащены полноопорными коленчатыми валами.

Основные элементы КВ

К основным элементам относятся:

  • Коренная шейка – это главная часть узла, которая находится на коренных подшипниках (вкладышах), расположенных в картере;
  • Шатунная шейка – соединяет коленчатый вал с шатунами. Смазываются шатунные механизмы через специальные масляные каналы. Шатунные шейки смещены в стороны;
  • Щеки коленвала – соединяют коренные и шатунные шейки;
  • Противовесы – уравновешивают вес поршней и шатунов;
  • Передняя, фронтальная часть или носок – элемент механизма, оснащенный зубчатым колесом (шкивом) и шестерней, а в отдельных случаях еще и гасителем колебаний. Он контролирует мощность привода газораспределительного механизма (ГРМ) и других устройств;
  • Задняя часть (хвостовик) – элемент механизма, соединенный с маховиком с помощью маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, выполняет отбор мощности.

Тыльная и фронтальная стороны коленчатого вала уплотняются защитными сальниками, которые не допускают протекания масла в местах, где маховик выходит за пределы блока цилиндров.

Движение коленвала гарантируют подшипники скольжения, которые представляют собой тончайшие стальные вкладыши, со специальным антифрикционным слоем. Чтобы не допустить осевое смещение, существует упорный подшипник, устанавливаемый на коренную шейку (крайнюю или среднюю).

Материалы для изготовления

Коленчатый вал это трудяга, который подвергается действию сильных, быстроизменяющихся нагрузок. Показатели его надёжности определяются конструктивными особенностями и материалами, из которого он сделан.

У этого элемента двигателя, обычно, цельная структура. Так что материалы для его изготовления должны использоваться максимально прочные, потому что от этого зависит стабильная работа системы. Лучшие материалы ‒ углеродистая и легированная сталь и высокопрочный чугун.

Коленчатые валы изготавливают методом литья, ковки из стали, а затем их вытачивают. Заготовки производят горячей штамповкой или литьем.

Важный момент ‒ расположение волокон материалов в заготовке. Чтобы они не перерезались в процессе обработки, применяют гибочные ручьи. Когда заготовка изготовлена, её еще раз обрабатывают высокой температурой и освобождают от окалины.

Материал и технология производства зависит от класса и типа автомобиля.

  1. Для серийных моделей коленвалы производятся методом литья из чугуна. Это уменьшает себестоимость.
  2. Для дорогих спортивных моделей берут кованные стальные коленвалы. Такой вариант обладает рядом преимуществ по размерам, весу и показателям прочности, и все чаще используются в автомобилестроении.
  3. Для супердорогих двигателей изделие вытачивается из цельных стальных болванок. При этом приличная часть материала остается в отходах.
Конструктивные особенности

Теперь вы знаете, что кроме серийных, есть и спортивные коленвалы. Они дают возможность ускорить ход поршня в крайней точке сжатия, благодаря специальной форме шатунных шеек. У стандартного вала они круглые, а у спортивного ‒ немного вытянутые, за счет этого характеристики двигателя изменяются.

Многие автомобилисты считают, что по маркировке коленчатого вала можно узнать о его характеристиках. Это заблуждение – маркировка лишь номер в каталоге производителя, который используют для подбора запчасти. К свойствам изделия она не имеет отношения.

Поздравляю вас, господа. Теперь вы в курсе, что коленчатый вал это не только тяжелая железяка, но и незаменимая деталь, от которой зависит комфортная езда, ресурс двигателя и его узлов.

А ещё она обеспечивает многие устройств автомобиля крутящим моментом: трансмиссию, генератор, карданы, и так далее до колес.

Конечно рассказывать об этом своей любимой девушке не обязательно, а вот друзьям автомобилистам через социальные сети сообщите. Пусть тоже читают наш блог – будет много интересного.

И до скорой встречи.

Коленчатый вал и его назначение

  • Подробно рассмотрим принцип работы коленчатого вала.

    Среди всех элементов конструкции двигателя внутреннего сгорания именно коленчатый вал считается наиболее важным и дорогостоящим. И это неудивительно, ведь довольно трудно найти более ответственный элемент, чем коленчатый вал. Именно данный элемент ответственен за процесс преобразования в крутящий момент возвратно-поступательного движения поршней.

    Восприятие переменных нагрузок, возникающих в результате действия сил давления газа, вращающихся и движущихся масс и их сил инерции – одна из важнейших задач, которая решается исключительно благодаря данному элементу конструкции. Коленчатый вал является цельным элементом конструкции, потому правильнее будет дать ему название “деталь”. Методы ковки стали либо литья чугуна – вот главные способы изготовления этой детали. Стоит отметить, что турбированные, а также дизельные силовые установки оснащаются коленчатыми валами из наиболее прочных видов стали, и они являются более надежными.

    Схема коленчатого вала.

    Рассмотрев конструкцию вала, можно увидеть, что эта деталь соединяет воедино шатунные(6) и коренные шейки(9), которые, в свою очередь, объединяются друг с другом при помощи щек(5). По количеству шеек коренные опережают шатунные на один элемент, а сам вал с подобной компоновкой называется “полноопорный”. В сравнении с шатунными шейками, коренные обладают большим диаметром. Противовес(4) является естественным продолжением щеки(5) в направлении, противоположном шатунной шейке. Основной задачей противовесов является создание условий для уравновешивания веса поршней и шатунов, что напрямую влияет на работу силовой установки, делая ее более плавной и размеренной.

    Между щеками находится шатунная шейка, и она носит название “колено”. Расположение колен напрямую зависит от нескольких факторов, среди которых: количество цилиндров, порядок их работы, расположение, а также тактность силовой установки. Уравновешенность мотора обеспечивается за счет положения колен. Кроме того, от данного фактора зависит равномерность воспламенения, изгибающие моменты и наименее возможные крутильные колебания.

    Шатунная шейка является важнейшей опорной поверхностью для шатунов. В V-образной силовой установке коленчатый вал создается при помощи специальных шатунных шеек удлиненной формы. На этих шейках и основывается пара шатунов правого и левого ряда цилиндров. На определенных валах таких двигателей спаренные шейки шатунов несколько сдвинуты друг против друга под углом в 18 градусов, за счет чего и обеспечивается равномерное воспламенение (данная технология более известна под названием Split-pin).

    Переход к щеке от шейки считается элементом, который наиболее подвержен нагрузкам среди всех элементов конструкции коленчатого вала. Чтобы добиться снижения концентрации напряжения, переход к щеке от шейки создается с определенным радиусом закругления, который также известен как галтель. За счет галтелей длина коленчатого вала способна увеличиваться, а чтобы уменьшить длину вала, эти галтели создают с углублением в шейку либо щеку.

    Подшипники скольжения – еще один важный элемент, ведь они обеспечивают вращение в шатунных шейках шатунов, а вала – в опорах. Роль подшипников выполняют специальные, произведенные из прочной стальной ленты разъемные вкладыши. На эту же ленту наносится антифрикционный слой. Но почему вкладыши не проворачиваются вокруг шейки? Все потому, что они надежно фиксируются в опоре благодаря наличию выступа. Чтобы недопустить лишних перемещений вала, применяется упорный подшипник скольжения. Этот подшипник устанавливается на крайней, либо средней шейке.

    Схема системы смазки.

    Шатунные и коренные шейки являются частью системы смазки двигателя, при этом сама смазка производится под давлением. Конструкцией предусмотрен подвод масла для смазки к каждой конкретной опоре коренной шейки, начинающийся от общей магистрали. В дальнейшем к шатунным шейкам масло переходит по каналам, расположенным в щеках.

    С коленчатого вала мощность отбирается с хвостовика, заднего конца, а к этому концу прикрепляется маховик. Спереди на конце вала (его также называют носком) имеются посадочные места, и на этих местах закрепляется звездочка (шестерня) привода распределительного вала, специальный гаситель крутильных колебаний (во многих, но не во всех конструкциях) и шкив привода вспомогательных агрегатов. Гаситель представляет собой 2 диска, которые крепятся друг к другу при помощи материала, обладающего высокой степенью упругости (резина, пружина и силиконовая жидкость). Благодаря данному упругому материалу происходит поглощение вибраций вала через внутреннее трение.

    Что такое коленчатый вал (коленвал) видео, лекция:

    Графическое видео о процессе работы коленвала:

    Как изготавливают коленчатый вал (видео):

    • 

    Коленчатый вал и масляные каналы в нем (Часть 3).

    Коленчатый вал и масляные каналы в нем (Часть 3).

    Подробности

    В прошлых статьях (часть1 и часть 2) мы подробно разобрали конструкции и разновидности коленчатых валов. Теперь настало время разобраться, как происходит смазка шеек вала. О самой системе смазке мы поговорим отдельно, а сейчас разберем только то, как происходит подача смазки к коренным и шатунным шейкам.

    В блоке цилиндров постели коленчатого вала к каждой коренной шейки подходят масляные каналы. Через отверстие во вкладыше (подшипнике) масло под давлением подается в зазор между коренной шейкой вала и вкладышем, образовывая масляный клин.

    Внутри коленчатого вала проходят масляные каналы, через которые масло попадает от коренных шеек к шатунным. Сам канал в большинстве случаев стараются сдвинуть от вершины шейки и зачастую делают на нем радиусную фаску, которую потом отполировывают.

    Теперь разберем наиболее популярные схемы смазки коленчатого вала. Наиболее распространенной является следующая схема:

    1. В коренной шейке сверлится сквозное отверстие. В шатунной сверление происходит под наклоном до попадания в сквозное отверстие (масляный канал) коренной шейки. Данная схема расположения масляных каналов в коленчатом валу позволяет обеспечить непрерывное поступление масла к шатунным шейкам при установке нижних вкладышей без канавки. Как правило, на коленвалах рядных двигателей поступление масла к шатунным шейкам индивидуально, то есть от одной коренной шейки смазывается одна шатунная. Таким образом, получается, что одна коренная шейка остается без масляного отвода, на ней устанавливаются упорные полукольца и оба вкладыша могут не иметь проточки.

    2. Не менее популярной схемой смазки является схема с косым сверлением от шатунной шейки к коренной. Для непрерывной подачи масла с таким расположением масляных каналов необходимо чтобы оба вкладыша (верхний и нижний) имели проточку. Однако существуют двигатели, в которых коренные подшипники подвержены большим нагрузкам, поэтому нижний вкладыш у них ставят без проточки. В таком случае подача масла к шатунной шейке получается прерывистой. Для продления ресурса шатунных подшипников приходится очень точно подбирать расположение масляного отверстия на шейке. Расположение отверстия подбирается в зависимости от того, в каком положении находится коленчатый вал и когда подача масла для него жизненно необходима.

      3. Такая схема косого сверления от шатунной шейки к коренной часто применима на коленчатых валах V – образных двигателей. Отличие состоит лишь в том, что от одной коренной шейки смазываются две шатунные.

    3. В отличие от двух предыдущих схем, эта уже менее популярна. Суть здесь такова, в шатунной и коренной шейке сверлятся сквозные масляные каналы, затем косым сверлением они соединяются. Минусом данной схемы является то, что при ее реализации приходится дополнительно ставить заглушки, одну или две. Рядом с заглушкой образовывается непроточный участок, то есть, в нем нет циркуляции. В итоге это место является замечательном грязесборником. Еще сравнительно недавно это считалось плюсом, так как происходила дополнительная центробежная очистка масла. В настоящее время с появлением современных масляных фильтров, с тонкой очисткой, эта необходимость отпала. И в итоге эта стало настоящей бедой, так как грязь вычистить с этих мест достаточно проблематично, а при самостоятельном отрыве и попадании в масляный канал, она может его закупорить и привести к масляному голоданию. А так как эта грязь содержит твердые частицы, она может повредить поверхность вкладышей и шеек коленвала.

    Существуют и другие схемы смазки, они не получили должного распространения и являются скорее индивидуальными схемами для отдельных марок. Например:

    • на некоторых двигателях HONDA подвод масла происходит от крышек коренных подшипников выполненных как одно целое.
    • на четырех цилиндровых двигателях NISSAN подача масла к шатунным шейкам происходит только от второй и четвертой коренной шейки.

    • на двигателях ALFA ROMEO можно встретить схему, где масляные каналы подведены лишь к первой, третей и пятой коренным шейкам. От них отходят каналы к шатунным. Вторая и четвертая коренная шейка получают смазку через шатунные.

    • иногда можно встретить на двигателях MAZDA шатунные шейки с дополнительным смазочным отверстием.

    Коленчатый вал в процессе работы подвержен циклическим нагрузкам, поэтому большое значение здесь имеет усталостная прочность. Максимально уязвимые места на коленчатом валу, где могут появиться трещины – это на щеке между шатунной и коренной шейкой. В этом месте она ослаблена проходящим внутри масляным каналом.

    Как правило, коленчатый вал за исключением масляных каналов внутри не имеет полостей, но в современных двигателях для облегчения веса все чаще стали использоваться полые коленчатые валы. В таких валах полости внутри имеют сложное строение позволяющее огибать масляные каналы. Такие валы легче на 25-30%, что позволяет снизить нагрузку на подшипники. Но в то же время такие валы более подвержены деформации.

    В следующей статье мы с вами поговорим о хвостовике и заднем фланце коленвала.

    Коленчатый вал и его подшипники

    Коленчатый вал (рис. 7.4) относится к числу наиболее ответственных, напряженных и дорогостоящих деталей двигателя. Стоимость изготовления вала может достигать 30 % стоимости изготовления всего двигателя.

    В процессе работы двигателя коленчатый вал нагружается силами давления газов, а также силами инерции движущихся возвратно-поступательно и вращающихся деталей. Эти силы вызывают значительные напряжения кручения, изгибные напряжения и крутильные колебания, вследствие чего шейки вала испытывают переменное давление, которое вызывает значительную работу трения и износ шеек. Поэтому коленчатый вал должен обладать высокой прочностью, жесткостью и износостойкостью трущихся поверхностей при относительно небольшой массе, составляющей не более 15 % массы двигателя. Коленчатые валы изготавливаются из качественных углеродистых или легированных сталей ковкой или штамповкой, а также литьем из высококачественного чугуна или стали.

    Коленчатый вал тепловозного дизеля типа Д49 имеет 10 коренных и 8 шатунных шеек, расположенных под углом 90° одна к другой. Между 9-й и 10-й коренными шейками устанавливается шестерня привода газораспределительного механизма дизеля. К щекам вала с помощью шпилек и гаек крепятся противовесы. Полости коренных шеек соединяются каналами с шатунными шейками, по которым подводится масло. Девятая коренная шейка имеет упорные бурты, предохраняющие коленчатый вал от продольного перемещения. От температурных нагрузок коленчатый вал мо-

    Рис. 7.4. Коленчатый вал дизеля 1А-5Д49: 1 — антивибратор; 2 — шестерня; 3 — сухарь; 4 — пакет пластин; 5, 6 — диски дизель-генераторной муфты; 7 — направляющие кольца; а — коренная шейка; б — шатунная шейка; в — щека; г — противовесы

    жет удлиняться от 9-й коренной шейки к 1-й. Фланец отбора мощности соединяется пластинчатой муфтой с тяговым генератором; к фланцу с противоположной стороны крепится комбинированный антивибратор (рис. 7.5).

    В условиях эксплуатации высокие знакопеременные нагрузки от изгиба и крутильных колебаний могут привести к излому вала. Этому также способствуют дефекты, которые нередко возникают при изготовлении вала (литейные или возникшие при механической обработке). Повышенные механические напряжения в вале могут появляться в результате нарушения его уравновешенности а также при неправильной регулировке антивибратора или износе его грузов и пальцев. Задир шеек вала может произойти в результате ухудшения подачи на их поверхность масла, его разжижения или попадания в масло воды. При неправильной укладке вала в постели блока или неправильной его центровке с валом тягового генератора происходит упругий изгиб вала. В результате неправильной шлифовки коренных шеек при ремонте, а также от действия напряжений может возникнуть остаточный изгиб.

    Рис. 7.5. Комбинированный антивибратор дизеля 5Д49: 1 — ступица; 2 — палец; 3 — груз; 4 — крышка; 5 -корпус; 6 — инерционная масса

    Основными неисправностями коленчатых валов являются: сверхнормативный износ шеек; трещины и изломы; выкрашивание, коррозия и износ баббитовой заливки вкладышей; износ вкладышей и потеря торцового натяга; трещины крышек коренных подшипников.

    Рассмотрим объемы работ при различных ТО и ТР на примере дизеля 10Д100.

    При выполнении ТО-3 открывают люки верхней крышки и картера для осмотра подшипников, крышек и их крепления (методом остукивания молотком). Ослабление подшипников, крышек, присутствие баббита вблизи вкладышей, отсутствие шплинтов свидетельствует о неисправностях и требует восстановительного ремонта. Осматривают маслопровод в картере и трубки, подводящие масло к подшипникам. Через одно ТО-3 проверяют провисание нижнего коленчатого вала, которое не должно быть более 0,05 мм для коренных шеек (с 1-й по 7-ю включительно).

    При проведении ТР-1 выполняют работы, предусмотренные для ТО-3, и дополнительно:

    замеряют щупом суммарные зазоры «на масло» и «по усам» в коренных подшипниках верхнего и нижнего коленчатых валов; допускается зазор «на масло» до 0,4 мм, а «по усам» — до 0,25 мм. При больших зазорах коренные подшипники разбирают для замены вкладышей;

    проверяют провисание нижнего коленчатого вала;

    проверяют соосность валов дизеля и якоря тягового генератора. Эту проверку выполняют с помощью индикаторного приспособления. Измерения производят через каждые 90° поворота вала и каждый раз измеряют толщину пакета муфты. Отклонение по индикатору не должно превышать 0,15 мм на полный оборот коленчатого вала.

    При проведении ТР-2 выполняют работы, предусмотренные ТР-1, и дополнительно:

    разбирают шатунные подшипники коленчатых валов, проверяют их состояние, при необходимости ремонтируют;

    демонтируют верхний коленчатый вал.

    Нерабочие вкладыши (блока) снимают только в случае необходимости ремонта, все же рабочие вкладыши снимают, освидетельствуют и при необходимости ремонтируют. Восстанавливают осевой разбег коленчатого вала. Проверяют провисание коленчатого вала и при необходимости устраняют подбором вкладышей.

    Демонтированные или новые вкладыши коренных подшипников (рис. 7.6) опускают на 3. 5 мин в масло, нагретое до температуры 50.80°С, затем протирают каждый вкладыш чистой безворсовой салфеткой и покрывают меловым раствором. После высыхания раствора вкладыш обстукивают деревянным молотком по тыльной части. Дребезжащий звук указывает на отставание баб-

    Рис. 7.6. Коренные подшипники: 1 — верхний вкладыш; 2 — нижний вкладыш; 3 — канавка; 4 — отверстие; 5 — замок; 1 — средний подшипник бита, а потемнение мела из-за выступившего масла — на наличие трещин.

    Вкладыши подлежат замене:

    при наличии трещин в бронзе независимо от места расположения;

    отслаивании баббитовой заливки, коррозии рабочей части более 20 % ее поверхности, выкрашивании более 50 % баббитовой заливки;

    наличии круговых задиров на поверхности баббитовой заливки глубиной более 0,5 мм и шириной более 3 мм;

    повышенном зазоре «на масло».

    Подгонку вкладышей по шейкам вала производят путем шабрения баббитовой заливки, добиваясь, чтобы на I см2 баббитовой поверхности приходилось не менее двух пятен от краски или светлячков. После шабровочных работ баббитовую поверхность вкладышей выравнивают гладилкой. Натяг вкладышей в постели блока проверяют на стенде, а если стенда в депо нет — непосредственно в постели блока. Для этой цели между крышкой и постелью блока ставят металлические прокладки одинаковой толщины (обычно из фольги). Суммарная толщина двух прокладок должна равняться допустимому натягу вкладышей. Крышки подшипников закрывают до меток окончательной затяжки. Натяг вкладышей считается достаточным, если при постукивании медным молотком по торцу не происходит продольное перемещение вкладыша относительно постели и щуп толщиной 0,03 мм входит между вкладышем и постелью корпуса на глубину не более 15 мм. Разрешается восстанавливать натяг нанесением пленки эластометра ГЭН-150(В) на затылочную часть нерабочих вкладышей.

    ⇐ | Поддизельная рама и блок цилиндров | | Устройство и ремонт тепловозов | | Вертикальная передача дизелей типа Д100 | ⇒

    Что такое коленчатый вал


    Коленчатый вал — что это такое

    Коленчатый вал – это одна из самых важных деталей любого двигателя. Она строго индивидуальна для каждой модели автомобиля и в процессе работы притирается к конкретному двигателю.

    1. Что такое коленчатый вал, его основные задачи?

    Коленчатый вал (коленвал) – это главный элемент двигателя автомобиля, являющийся частью кривошипно-шатунного механизма, который преобразует энергию сгорающих в цилиндрах двигателя газов в механическую энергию.

    Главная задача коленчатого вала – преобразовать возвратно-поступательные движения поршней двигателя в крутящий момент, который через трансмиссию передаётся на колёса автомобиля. Одной из основных технических характеристик коленчатого вала, как и всего двигателя, является радиус кривошипа. Это расстояние от осей коренных шеек (шейки, в которых вращается коленвал в цилиндровом блоке) к осям шатунных шеек (шейки, которые вращаются внутри большой головки шатуна). Удвоенный радиус кривошипа являет собой длину хода поршня, которая определяет объём цилиндров. Если изменить длину радиуса кривошипа при неизменном диаметре цилиндра, это приведёт к изменению объёма цилиндров. Эту зависимость часто используют, чтобы менять технические характеристики всего двигателя в определённом направлении.

    Подбирая соотношение длины хода поршня и диаметра цилиндра, двигатель можно сделать длиноходным (ход поршня превышает диаметр цилиндра) или короткоходным (диаметр цилиндра больше, чем ход поршня). Короткоходные двигатели дают возможность повысить мощность за счёт увеличения скорости вращения. А длиноходные двигатели более экономичны и обеспечивают высокий крутящий момент на низких оборотах.

    При изменении параметров коленчатого вала происходит изменение всех параметров двигателя, поэтому нужно быть предельно осторожным, тюнингуя свой автомобиль, так как технические характеристики часто меняются не в лучшую сторону.

    2. Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал.

    Когда двигатель работает, на коленчатый вал действую сильные нагрузки. Его надёжность определяется конструкцией и материалом, из которого он изготовлен. Этот элемент двигателя, как правило, имеет цельную структуру. А потому материалы для него должны быть максимально прочными, потому что от прочности коленчатого вала будет зависеть работа всей системы.

    В качестве материалов для изготовления коленвалов используют углеродистую и легированную сталь либо чугун высокой прочности. Коленвал можно изготовить методом литья, методом ковки из стали или методом точения. Заготовки получают способом горячей штамповки или способом литья. Очень важно, как расположены волокна материалов в заготовках. Чтобы не допустить их перерезания в дальнейшей обработке, применяются гибочные ручьи. Когда заготовка готова, её дополнительно обрабатывают под высокой температурой и очищают от окалины (дробомётной машиной или методом травления).

    Материал и способ производства коленвала подбирается в зависимости от типа и класса автомобиля.

    1. В серийных моделях коленвал производят из чугуна методом литья. Это даёт возможность уменьшить себестоимость производства и уложиться в указанные расчёты.

    2. Более дорогие спортивные модели оснащают кованным стальным коленвалом. Подобные детали имеют множество преимуществ над литыми по габаритам, весу и прочности, а потому всё чаще применяются в автомобилестроении.

    3. Для самых дорогих двигателей коленвал вытачивают из цельного стального куска. При этом значительная часть материала попросту становится отходами.

    3. Конструкция коленчатого вала.

    Конструкция коленчатого вала определяются количеством цилиндров, их конфигурацией и порядком работы, от чего зависит расположение и количество коренных и шатунных шеек. Например, в двигателях V6 присутствует небольшое угловое смещение шатунных шеек по длине вала. В американской версии двигателя V8 коленвал напоминает крест, а в европейской версии V8 для спортивных автомобилей коленвал плоский. Несмотря на всё это, конструкция разных коленчатых валов очень похожа. Конструктивно коленчатый вал состоит из таких основных элементов:

    1. Коренные шейки – опорная шейка, которая находится в коренном подшипнике (располагается в картере двигателя).

    2. Шатунные шейки – опорные шейки, которые связывают коленвал с шатунами (в них проходят масленые каналы для смазки) и служат опорой для шатунов.

    3. Щёки вала – элемент, который связывает между собой коренные и шатунные шейки.

    4. Носок (выходная передняя часть вала) – часть, на которую крепится зубчатое колесо либо шкив отбора мощности, соединяющиеся с газораспределительным механизмом, распределительным валом, гасителем крутильных колебаний, вспомогательными узлами и элементами.

    5. Хвостик (выходная задняя часть вала) – часть, которая соединяется с маховиком или шестернёй отбора мощности.

    6. Противовесы – элемент коленвала (по сути, продолжение щеки в противоположную сторону от шатунных шеек), который отвечает за разгрузку коренных шеек от сил инерции нижних частей шатунов и неуравновешенных масс кривошипа и обусловливают плавную работу двигателя.

    7. Подшипники скольжения – обеспечивают вращение коленчатого вала на опорах. Подшипники являют собой тонкостенные вкладыши, изготовлены из стальной ленты с антифрикционным слоем. Вкладыши фиксируются в опоре выступом, который не позволяет им перекручиваться или за счёт тугой посадки. Наличие смазки обеспечивает простое вращение в подшипниках на протяжении долгого времени.

    8. Упорный подшипник скольжение – элемент, который не допускает осевых перемещений коленчатого вала. Он устанавливается на крайнюю коренную шейку или на среднюю коренную шейку. Количество коренных шеек, обычно, превышает количество шатунных на единицу (такой коленвал называют полноопорным) и они имеют больший диаметр.

    Коленом называют шатунную шейку, которая располагается между двумя щеками. Положение колен определяется особенностями работы двигателя, положением его цилиндров и должно обеспечивать его уравновешенность, минимальные колебания и минимальные крутильные моменты.

    Место перехода шейки к щеке – это самое нагруженное место в конструкции коленвала. Для того, чтобы снизить напряжение на это место, переход делают с галтелью (радиусом закругления). Галтели увеличивают длину вала и для снижения этого значения их углубляют в шейку или щеку. Все коренные и шатунные шейки интегрированы в смазочную систему двигателя. Эти элементы смазываются под давлением. Подвод масла организован к каждой из коренных шеек от общей магистрали в индивидуальном порядке. А к шатунным шейкам масло попадает по каналам в щеках.

    4. Обслуживание коленчатого вала.

    Коленчатый вал, как и любая деталь автомобиля требует периодического обслуживания. Для этого нужно уметь его снимать и устанавливать обратно.

    Снятие коленчатого вала производится в такой последовательности:

    1. Демонтируется двигатель из автомобиля, а потом из него снимаются все элементы.

    2. Двигатель переворачивается коленвалом к верху. Крышки коренных подшипников отличаются, поэтому необходимо запомнить их положение.

    3. Снимаются крышки коренных подшипников.

    4. Поднимается коленвал, а заднее уплотнительное кольцо снимается.

    5. Снимаются коренные вкладыши с крышек коренных подшипников и блока цилиндров.

    После снятия производится проверка коленчатого вала.

    Алгоритм проверки коленчатого вала:

    1. Промыть бензином все составляющие и просушить деталь.

    2. Тщательно осмотреть коленвал на наличие негативных следов от использования (трещины, сколы, сильный износ). Если же коленвал признан непригодным для дальнейшей эксплуатации, то придётся приобрести новый.

    3. Прочистить, промыть и продуть сжатым воздухом все каналы для масла, предварительно открутив пробки.

    4. Если на шатунных шейках обнаружены задиры или царапины, то их необходимо отшлифовать и отполировать. После этого опять следует продуть воздухом масляные каналы.

    5. Осмотреть вкладыши коренных подшипников. Если на них есть дефекты, то их необходимо заменить на новые.

    6. Осмотреть маховик и при обнаружении на нём дефектов, маховик стоит заменить.

    7. Осмотреть подшипник носка и, если на нём есть негативные следы эксплуатации, то его нужно выпрессовать и запрессовать новый.

    8. Осмотреть сальник, который находится в крышке распределительных звёздочек и при необходимости заменить эту деталь. При большом пробеге автомобиля сальник меняют в обязательном порядке.

    9. Сменить и обжать набивку заднего уплотнения коленвала.

    10. Проверить резиновые уплотнители, которые расположены в держателе набивки. Если они непригодны для дальнейшего использования, то их нужно заменить.

    После проверки коленчатый вал необходимо установить обратно. Установка коленчатого вала производится в обратной последовательности к его снятию. Перед установкой нужно обязательно смазать все шейки и другие элементы коленвала моторным маслом. После установки следует проверить, что коленчатый вал вращается легко и плавно. В противном случае придётся его опять снять и установить заново, добиваясь плавности хода.

    Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

    Зачем в автомобиле нужен коленчатый вал?

    ДВС состоит из нескольких узлов и механизмов. Один из самых важных – кривошипно-шатунный. Он включает в себя поршни, шатуны, кольца, а также коленчатый вал. О функциях и устройстве последнего – далее.

    Назначение

    Для чего нужен коленвал? Данный механизм служит для преобразования движений поршня в энергию кручения. Иными словами, узел передает силу сжатия, что образовалась после такта воспламенения смеси в камере, на маховик, а далее на колеса авто посредством диска сцепления и КПП.

    Так как ДВС всех автомобилей четырехтактные, каждый поршень в определенный момент будет находиться в одном из таких положений:

    • Впрыск смеси.
    • Сжатие.
    • Рабочий ход.
    • Выпуск отработанных газов.

    После такта сжатия, поршень начинает двигать шейки коленчатого вала. В результате последний проворачивается. Энергия от вращения идет на маховик.

    Читайте также: Как работает двигатель внутреннего сгорания

    Что такое коленвал? Это деталь КШМ, которая принимает на себя кинетическую энергию и преобразует ее во вращательную. Помимо КПП, энергия поступает на шкив генератора, компрессора кондиционера, гидроусилителя и прочего навесного оборудования. В том числе при вращении коленвала работает водяной насос, циркулируя охлаждающую жидкость в системе. Различие в том, что на трансмиссию энергия передается через заднюю часть вала. А навесное оборудование и ГРМ приводится в действие через переднюю его часть.

    Требования

    Мы уже знаем, для чего нужен данный узел. Так как он является основной кривошипно-шатунного механизма, к нему предъявляются особые требования. Вал должен выдерживать колоссальные нагрузки во время работы ДВС. Поэтому изготавливается он из высокопрочных сплавов и чугуна с добавлением молибдена и хрома.

    Высокие требования предъявляются не только к составу, но и технологии изготовления механизма. На обычных ДВС коленвал изготавливается методом чугунного литья. А вот для форсированных, спортивных авто, вал должен быть кованым. Изготавливаются такие механизмы из особых сплавов. Данный коленчатый вал имеет более меньший вес, что позволяет увеличить мощность ДВС и его КПД. Почему такие валы не изготавливаются повсеместно? Ответ кроется в стоимости изготовления. Технология, по которой выполняются кованые валы, сложная и дорогая. Это значительно увеличит конечную стоимость ДВС и самого автомобиля.

    Расположение, особенности конструкции

    Коленчатый вал установлен под блоком цилиндров, внутри картера ДВС. При таком расположении механизм находится в масляной ванне (за счет чего обеспечивается смазка, рассмотрим позже). Но есть и исключения. Это оппозитные ДВС автомобилей «Порш» и «Субару». В этих авто цилиндры располагаются горизонтально, а потому коленвал находится между рядами цилиндров, в центре ДВС. Такая конфигурация привлекательна тем, что автомобиль имеет более низкий центр тяжести, а сам ДВС более компактный и хорошо отбалансирован.

    Конфигурация колен, их число и расположение зависит от:

    • Порядка работы цилиндров.
    • Количества цилиндров в ДВС.

    В устройство коленчатого вала входят:

    • Опорные шейки. Выполняют опорную функцию. Данные шейки располагаются на главной оси вала.
    • Шатунные шейки. Их особенность в том, что они смещены относительно вала. К шатунным шейкам крепятся шатуны. Именно через эти шейки передается толкательное усилие от поршней на коленчатый вал.
    • Щеки. Для чего нужны они? Их функция – соединить шатунные и коренные шейки.
    • Балансиры. Служат для исключения колебаний вала при его вращении.
    • «Носок». Это передняя часть вала, что выступает за картер ДВС. На этом участке крепится шкив, благодаря которому вращается ремень ГРМ и ремни навесных агрегатов.
    • Хвостовик. Это задняя часть вала. На хвостовике закреплен маховик. Именно он передает крутящий момент на коробку передач посредством ведомого диска сцепления.
    • Сальники. Всего их два – передний и задний. Сальники служат для уплотнения соединений и предотвращают течь масла через хвостовик и «носок» вала.
    • Подшипники. Служат для легкого вращения вала. Всего их несколько. Это подшипники хвостовика и «носка» коленвала.

    Так как вкладыши являются подшипниками скольжения, им требуется смазка. Она осуществляется под давлением. К опоре коренного подшипника вала обеспечивается подача смазки от общей магистрали. Масло подается под давлением.

    Неисправности

    Проблемы, возникающие с данным механизмом, проявляются в виде:

    Основным условием сохранения заложенного производителем ресурса вала является своевременная замена масла и правильный его подбор по типу и вязкости. Среди основных неисправностей стоит выделить:

    • Течь переднего и заднего сальника. Происходит по причине повышенных вибраций и засыхания самого материала. Со временем сальник становится менее упругим и пропускает через себя часть масла. Последнее попадает на внешнюю часть блока цилиндров, картер, КПП.
    • Износ подшипников коленчатого вала в месте «носка» и хвостовика.
    • Механическое повреждение вала. Это может быть трещина, сколы или изгибы механизма. Происходит по причине высокой кратковременной нагрузки и при проворачивании вкладышей. В случае трещин и изгибов вал является неремонтопригодным.
    • Задиры на шейках (вкладышах). Это могут быть повреждения как коренных, так и шатунных вкладышей. Проблема решается путем их замены или шлифовки (зачастую выбирается первый вариант).
    • Деформация посадочного места шкива.

    Для замены или ремонта данного узла необходим демонтаж и полная разборка двигателя. Операция сложная, требующая опыта и наличия специальных инструментов. Сборка ДВС должна производиться в строгой последовательности, с соблюдением всех моментов затяжек болтовых соединений.

    Читайте также: Что такое распредвал в автомобиле

    В случае шлифовки, специалистом стачивается некоторая часть металла с механизма. А чтобы нивелировать зазор, который образовался после шлифования, подбираются вкладыши ремонтного размера. Обычно коленвал может растачиваться до четырех раз. Но условием расточки является абсолютная целостность механизма.

    Заключение

    Мы рассмотрели, что такое коленвал. Данный механизм является самым нагруженным среди прочих, поэтому к нему предъявляются особые требования при изготовлении. Ремонт вала целесообразен, но не всегда. При существенных дефектах он подлежит замене. Максимальный ресурс механизма может составить 4 пробега до капремонта ДВС, но только при условии своевременной замены масла, фильтров и работы ДВС с должным уровнем смазки.

    Коленчатый вал это перегнутый много раз стержень и всунутый в блок

    Когда я учился в автошколе, преподаватель в начале занятия, отправлял какого-нибудь «незнайку» к стеллажам, чтобы тот нашёл и принес изучаемую деталь. Независимо от названия детали, чтобы «помочь» незадачливому ученику, все показывали на него и конечно коленчатый вал это был.

    То есть первая деталь, которую все научились узнавать с первого раза, был именно он коленчатый вал.

    Вот и мы сегодня поговорим о назначении и конструктивных особенностях коленчатого вала, а также о материалах из которых его делают.

    Назначение коленчатого вала

    Коленчатый вал это, одна из важных деталей двигателя. Он преобразует поступательное движение поршня во вращательное, которое через трансмиссию передается к колесам.

    Несмотря на относительную сложность устройства, его принцип работы достаточно простой. В камере сгорания сжигается топливо и выделяются газы, которые толкают поршни, и придают им поступательное движение.

    Поршни через шатуны отдают механическую энергию на шейку коленвала, в результате поступательное движение преобразуется во вращательное. Как только вал поворачивается на 180˚, шатун начинает двигаться в обратном направлении, возвращая поршень в исходную позицию ‒ цикл повторяется.

    Коленчатый вал это конструкция, короче много раз изогнутая железяка

    Коленвал представляет собой расположенные на одной оси коренные шейки, соединенные щеками и шатунные шейки, количество которых определяется числом цилиндров. При помощи шатунов шейки коленвала соединены с поршнями.

    В зависимости от того как расположены коренные шейки, коленвал бывает:

    • полноопорный – если коренные шейки располагаются по обе стороны от шатунной шейки;
    • неполноопорный – если коренные шейки располагаются только с одной стороны от шатунной шейки.

    Большинство современных автомобильных двигателей оснащены полноопорными коленчатыми валами.

    Основные элементы КВ

    К основным элементам относятся:

    • Коренная шейка – это главная часть узла, которая находится на коренных подшипниках (вкладышах), расположенных в картере;
    • Шатунная шейка – соединяет коленчатый вал с шатунами. Смазываются шатунные механизмы через специальные масляные каналы. Шатунные шейки смещены в стороны;
    • Щеки коленвала – соединяют коренные и шатунные шейки;
    • Противовесы – уравновешивают вес поршней и шатунов;
    • Передняя, фронтальная часть или носок – элемент механизма, оснащенный зубчатым колесом (шкивом) и шестерней, а в отдельных случаях еще и гасителем колебаний. Он контролирует мощность привода газораспределительного механизма (ГРМ) и других устройств;
    • Задняя часть (хвостовик) – элемент механизма, соединенный с маховиком с помощью маслоотражающего гребня и маслосгонной резьбы, выполняет отбор мощности.

    Тыльная и фронтальная стороны коленчатого вала уплотняются защитными сальниками, которые не допускают протекания масла в местах, где маховик выходит за пределы блока цилиндров.

    Движение коленвала гарантируют подшипники скольжения, которые представляют собой тончайшие стальные вкладыши, со специальным антифрикционным слоем. Чтобы не допустить осевое смещение, существует упорный подшипник, устанавливаемый на коренную шейку (крайнюю или среднюю).

    Материалы для изготовления

    Коленчатый вал это трудяга, который подвергается действию сильных, быстроизменяющихся нагрузок. Показатели его надёжности определяются конструктивными особенностями и материалами, из которого он сделан.

    У этого элемента двигателя, обычно, цельная структура. Так что материалы для его изготовления должны использоваться максимально прочные, потому что от этого зависит стабильная работа системы. Лучшие материалы ‒ углеродистая и легированная сталь и высокопрочный чугун.

    Коленчатые валы изготавливают методом литья, ковки из стали, а затем их вытачивают. Заготовки производят горячей штамповкой или литьем.

    Важный момент ‒ расположение волокон материалов в заготовке. Чтобы они не перерезались в процессе обработки, применяют гибочные ручьи. Когда заготовка изготовлена, её еще раз обрабатывают высокой температурой и освобождают от окалины.

    Материал и технология производства зависит от класса и типа автомобиля.

    1. Для серийных моделей коленвалы производятся методом литья из чугуна. Это уменьшает себестоимость.
    2. Для дорогих спортивных моделей берут кованные стальные коленвалы. Такой вариант обладает рядом преимуществ по размерам, весу и показателям прочности, и все чаще используются в автомобилестроении.
    3. Для супердорогих двигателей изделие вытачивается из цельных стальных болванок. При этом приличная часть материала остается в отходах.
    Конструктивные особенности

    Теперь вы знаете, что кроме серийных, есть и спортивные коленвалы. Они дают возможность ускорить ход поршня в крайней точке сжатия, благодаря специальной форме шатунных шеек. У стандартного вала они круглые, а у спортивного ‒ немного вытянутые, за счет этого характеристики двигателя изменяются.

    Многие автомобилисты считают, что по маркировке коленчатого вала можно узнать о его характеристиках. Это заблуждение – маркировка лишь номер в каталоге производителя, который используют для подбора запчасти. К свойствам изделия она не имеет отношения.

    Поздравляю вас, господа. Теперь вы в курсе, что коленчатый вал это не только тяжелая железяка, но и незаменимая деталь, от которой зависит комфортная езда, ресурс двигателя и его узлов.

    А ещё она обеспечивает многие устройств автомобиля крутящим моментом: трансмиссию, генератор, карданы, и так далее до колес.

    Конечно рассказывать об этом своей любимой девушке не обязательно, а вот друзьям автомобилистам через социальные сети сообщите. Пусть тоже читают наш блог – будет много интересного.

    И до скорой встречи.

    Коленчатый вал — что это такое и принцип работы

    Содержание статьи: Каждый элемент, входящий в состав двигателя внутреннего сгорания, является неотъемлемой частью системы, от которой зависит качество работы целого механизма. Одним из самых дорогих и значимых элементов конструкции ДВЗ является коленчатый вал. Он выполнят важнейшую функцию, которая заключается в содействии превращению поступательно-возвратной динамики поршней в крутящий момент. Кроме того, данный механизм реагирует на переменные воздействия газового давления, возникающие время от времени, и на воздействие инерционных сил находящихся в движении масс.Автомобильный коленчатый вал представляет собой целостную систему, поэтому его можно назвать деталью. Производится данная деталь из высококачественной прочной стали. Способ производства — ковка. Иногда в качестве основного материала производства выступает чугун, в данном случае изготовление осуществляется методом литья. На дизельных, а также турбированных ДВЗ используют самые стойкие и прочные коленчатые валы из стали.Видео о том, как делают коленвал:

    В момент максимального удаления поршня щеки и шатун коленвала вытягиваются в одну линию. В это время в цилиндрах начинает гореть топливо, и, соответственно, выделяются горючие газы, которые перемещают поршень по направлению к коленвалу. Вместе с ним также перемещается и шатун, нижняя головка которого поворачивает относительно своей оси коленчатый вал. Как только он развернется на 180°, шатунная шейка начинает движение в обратном направлении, таким образом, перемещается и поршень.Получается следующая картина: поршень равномерно то удаляется, то приближается к детали, крайние точки поршня называются «мертвыми», так как в этих положениях его скорость равна нулю. Таким образом, мы разобрались, как работает коленчатый вал.На фотографии показана схема коленчатого валаВ состав системы рассматриваемой детали двигателя входят коренные и шатунные шейки, которые объединены друг с другом щеками. Что касается количества шеек, то число коренных, как правило, превышает шатунные на одну единицу. Такие валы имеют название полноопорные. Шатунные шейки отличаются меньшим диаметром по сравнению с коренными. В направлении, обратном расположению шатунной шейки, устанавливается противовес. Этот элемент способствует равновесию поршней и шатунов. Его функционирование очень важно, так как оно гарантирует плавность работу всего двигателя.Шатунные шейки располагаются между двумя щеками. Их наименование — колено. Колена устанавливаются исходя из количества, способа работы и места расположения цилиндров, а также от динамики двигателя. Главная задача колен — поддержка равновесия ДВЗ, равномерное воспламенение, сведение к минимуму колебаний и изгибающих моментов. Кроме того, важной функцией шатунной шейки является опора для шатуна.

    В системе устройства коленвала самую большую степень загруженности имеет участок, где шейка вала переходит к щеке. Для того, чтобы концентрация напряжения находилась на низком уровне, данный переход устанавливается с галтелью (радиус закругления). Система галтелей способствует удлинению коленчатого вала.

    Подшипники скольжения, являющиеся составной частью вала, способствуют вращательным движениям вала в опорах и шатунов в шейках. Подшипники представляют собой вкладыши с тонкими стенками. Их производят из высококачественной стальной ленты, на поверхность которой наносят антифрикционный раствор.Чтобы не происходило вращение вкладышей около шейки, устанавливается выступ, фиксирующий их расположение в опоре. А для того, чтобы избежать осевой динамики коленчатого вала, применяется подшипник скольжения. Его устанавливают на коренной шейке (крайней или внутренней средней).
    • Узнайте про способы проверки датчика коленвала
    Система смазки ДВЗ включает и шатунные и коренные шейки. Их смазка осуществляется под давлением. Общая магистраль снабжения маслом элементов двигателя производит его подвод к каждой опоре шейки. После этого происходит подача масла к шатунным шейкам.Мощность с коленчатого вала отбирается с его хвостовика (заднего хода). На конце передней части вала устанавливаются места, на которых укрепляется шестерня привода вала, шкив и гаситель крутильных колебаний. В общем виде они представляют собой два диска, соединенными материалом с высокой степенью упругости (резина, пружинная часть, жидкий силикон). Эти вещества способны поглощать вибрации вала, осуществляя трение внутри него.На фотографии схема системы смазки коленвалаВидео про принцип работы коленчатого вала:

    Теги

    Авто схемы Принцип работы коленвала автомобиля — его устройство и система смазки.

    Интересные статьи:

    Коленчатый вал и его назначение

  • Подробно рассмотрим принцип работы коленчатого вала.

    Среди всех элементов конструкции двигателя внутреннего сгорания именно коленчатый вал считается наиболее важным и дорогостоящим. И это неудивительно, ведь довольно трудно найти более ответственный элемент, чем коленчатый вал. Именно данный элемент ответственен за процесс преобразования в крутящий момент возвратно-поступательного движения поршней.

    Восприятие переменных нагрузок, возникающих в результате действия сил давления газа, вращающихся и движущихся масс и их сил инерции – одна из важнейших задач, которая решается исключительно благодаря данному элементу конструкции. Коленчатый вал является цельным элементом конструкции, потому правильнее будет дать ему название “деталь”. Методы ковки стали либо литья чугуна – вот главные способы изготовления этой детали. Стоит отметить, что турбированные, а также дизельные силовые установки оснащаются коленчатыми валами из наиболее прочных видов стали, и они являются более надежными.

    Схема коленчатого вала.

    Рассмотрев конструкцию вала, можно увидеть, что эта деталь соединяет воедино шатунные(6) и коренные шейки(9), которые, в свою очередь, объединяются друг с другом при помощи щек(5). По количеству шеек коренные опережают шатунные на один элемент, а сам вал с подобной компоновкой называется “полноопорный”. В сравнении с шатунными шейками, коренные обладают большим диаметром. Противовес(4) является естественным продолжением щеки(5) в направлении, противоположном шатунной шейке. Основной задачей противовесов является создание условий для уравновешивания веса поршней и шатунов, что напрямую влияет на работу силовой установки, делая ее более плавной и размеренной.

    Между щеками находится шатунная шейка, и она носит название “колено”. Расположение колен напрямую зависит от нескольких факторов, среди которых: количество цилиндров, порядок их работы, расположение, а также тактность силовой установки. Уравновешенность мотора обеспечивается за счет положения колен. Кроме того, от данного фактора зависит равномерность воспламенения, изгибающие моменты и наименее возможные крутильные колебания.

    Шатунная шейка является важнейшей опорной поверхностью для шатунов. В V-образной силовой установке коленчатый вал создается при помощи специальных шатунных шеек удлиненной формы. На этих шейках и основывается пара шатунов правого и левого ряда цилиндров. На определенных валах таких двигателей спаренные шейки шатунов несколько сдвинуты друг против друга под углом в 18 градусов, за счет чего и обеспечивается равномерное воспламенение (данная технология более известна под названием Split-pin).

    Переход к щеке от шейки считается элементом, который наиболее подвержен нагрузкам среди всех элементов конструкции коленчатого вала. Чтобы добиться снижения концентрации напряжения, переход к щеке от шейки создается с определенным радиусом закругления, который также известен как галтель. За счет галтелей длина коленчатого вала способна увеличиваться, а чтобы уменьшить длину вала, эти галтели создают с углублением в шейку либо щеку.

    Подшипники скольжения – еще один важный элемент, ведь они обеспечивают вращение в шатунных шейках шатунов, а вала – в опорах. Роль подшипников выполняют специальные, произведенные из прочной стальной ленты разъемные вкладыши. На эту же ленту наносится антифрикционный слой. Но почему вкладыши не проворачиваются вокруг шейки? Все потому, что они надежно фиксируются в опоре благодаря наличию выступа. Чтобы недопустить лишних перемещений вала, применяется упорный подшипник скольжения. Этот подшипник устанавливается на крайней, либо средней шейке.

    Схема системы смазки.

    Шатунные и коренные шейки являются частью системы смазки двигателя, при этом сама смазка производится под давлением. Конструкцией предусмотрен подвод масла для смазки к каждой конкретной опоре коренной шейки, начинающийся от общей магистрали. В дальнейшем к шатунным шейкам масло переходит по каналам, расположенным в щеках.

    С коленчатого вала мощность отбирается с хвостовика, заднего конца, а к этому концу прикрепляется маховик. Спереди на конце вала (его также называют носком) имеются посадочные места, и на этих местах закрепляется звездочка (шестерня) привода распределительного вала, специальный гаситель крутильных колебаний (во многих, но не во всех конструкциях) и шкив привода вспомогательных агрегатов. Гаситель представляет собой 2 диска, которые крепятся друг к другу при помощи материала, обладающего высокой степенью упругости (резина, пружина и силиконовая жидкость). Благодаря данному упругому материалу происходит поглощение вибраций вала через внутреннее трение.

    Что такое коленчатый вал (коленвал) видео, лекция:

    Графическое видео о процессе работы коленвала:

    Как изготавливают коленчатый вал (видео):

    • 

    Что такое коленчатый вал двигателя в автомобиле


    Что такое коленвал


    Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс. По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

    Если в коленчатом вале шатунные шейки находятся с двух сторон от коленной шейки, он называется полноопорным. Если же они расположены только с одной стороны – неполноопорным.

    Коленвал производится из углеродистой или легированной стали с повышенной износостойкостью (для спорткаров, люкс-моделей и автомобилей с повышенной мощностью) или модифицированного чугуна (для стандартных серийных моделей) с помощью литья или прессования. Для легирования стали применяются молибден, хром и иные металлы, существенное увеличивающие прочность сплава.

    В большинстве двигателей коленчатый вал располагается в нижней части, над картером, в оппозитных – выше, по центру мотора.

    Металл коленвала

    Коленчатый вал ДВС воспринимает большие нагрузки, поэтому он изготавливается с большим запасом прочности. Материалы для изготовления коленвала следующие:

    • углеродистая сталь;
    • хромомарганцевая сталь;
    • хромоникельмолибденовая сталь;
    • высокопрочный чугун.
    Марки стали состава коленвала в порядке распространенности:
    1. Сталь 45. Означает, что в сплаве металла содержится от 0,42 до 0,5 % углерода (С).
    2. Сталь 45Х. Это конструкционный легированный сплав, в котором содержится хром в количестве 1%. Из справочников по ГОСТу хрома содержится в этой марке от 0,8 до 1,1 %.
    3. Сталь 45Г2. Буква Г в шифре стали означает, что содержится марганец (Mn) в количестве 2%.
    4. Сталь 50Г. Этот шифр обозначает, что это марганцевая сталь с содержанием 1% марганца (Mn) и 0,5% углерода (С).

    Если в шифре сплава металла содержится более, чем 2,14% углерода (С), то — это чугун.

    Марки стали коленвалов дизельных двигателей:
    1. Сталь 40ХНМА.
    2. Сталь 18ХНВА.

    Для чего нужен коленчатый вал


    Двигатели внутреннего сгорания работают за счёт функционирования поршневого блока. Его принцип действия заключается в следующем:
    • во время сгорания топливной смеси в цилиндре воздух расширяется с создаёт давление;
    • под действие давления поршень выталкивается, совершая поступательное движение;
    • благодаря соединению с шатунными шейками поступательное движение превращается во вращательное;
    • энергия вращения, переданная на коленчатый вал, передаётся колёсам автомобиля, и он приводится в движение.

    Таким образом, коленвал – это преобразователь одного вида механического движения в другой. Как известно, поршни в ДВС двигаются несимметрично. В то время, как одни из них совершают поступательные движения (выталкиваются из цилиндра), другие – возвратное (затягиваются обратно). Конструкция коленчатых валов разрабатывается с предельной точностью, поэтому во время работы все цилиндры сохраняют общее вращение вала. Поэтому коленца имеют разные оси вращения.

    Из чего состоит коленчатый вал

    Конструкция коленчатого вала: 1. Носок коленчатого вала; 2. Посадочное место звездочки (шестерни) привода распределительного вала; 3. Отверстие подвода масла к коренной шейке; 4. Противовес; 5. Щека; 6. Шатунные шейки; 7. Фланец маховика; 8. Отверстие подвода масла к шатунной шейке; 9. Противовесы; 10. Коренные шейки; 11. Коренная шейка упорного подшипника.

    Рабочие компоненты коленвала:

    • Коренная шейка – валовая опора, которая служит осью вращения самого вала. Она лежит в подшипнике, который встроен в картер.
    • Шатунные шейки – опоры, связанные с поршневыми шатунами. Во время работы они смещаются относительно оси вала по круговой траектории.
    • Щёки – вспомогательные детали, связывающие шатунные и коренные шейки. Они также предотвращают разрушение вала из-за резонансной нагрузки.
    • Хвостовик – задняя часть, соединённая с шестерной отбора или маховиком для передачи мощности на движение.
    • Носок – передняя часть вала, которая посредством шкива или зубчатого колеса передаёт мощность приводу газораспределительного блока и других вспомогательных механизмов.
    • Противовесы – детали, необходимые для распределения нагрузки и уравновешивания массы шатунов и поршней.

    Для уплотнения носка и хвостовика используются защитные сальники. Это предотвращает просачивание масла в местах выхода частей маховика за границы блока цилиндров. Вращательное движение обеспечивается тонкими стальными подшипниками скольжения. Чтобы ось вращения вала не смещалась, на одну из коренных шеек ставится упорный подшипник.

    Во время работы самые большие напряжения концентрируются в месте соединения шеек и щёк. Для разгрузки его делают с галтелью – полукруглым переходом с промежуточным технологическим поясом. По причине экстремальных нагрузок в месте перехода щёк в шейки в своё время производители отказались от составных коленвалов, детали которых соединялись крепежом.

    Как заменить сальник коленвала?

    На большей части ДВС, если из-под коленвала сочится масло, это указывает на изношенность сальников. Их назначение — максимально уплотнять отверстие, в котором устанавливается коленчатый вал. Они же не дают смазке вытекать из внутренней полости. Различают передний и задний сальники. Один располагается со стороны шкива, другой — маховика. Легче осуществляется замена переднего сальника коленвала.

    передний сальник

    На некоторых автомобилях места расположения манжет может отличаться. Например, на заднеприводных классических Жигулях сальник ставится в коленвальном щитке за опорным подшипником. А вот на Ваз 2109, 2110, Ладе Гранта, Приоре и Калине, сальник чаще всего находится в блоке цилиндров.

    Быстрое истирание манжеты удивления не вызывает. Ресурс её ограничен, так как она постоянно соприкасается с движущимся коленвалом. Кроме того, сальник подвергается воздействию высоких температур. Поэтому даже самые качественные изделия служат не более 200 тыс. км пробега машины. Дополнительно сокращает его срок службы перегрев двигателя, а также использование грязного или низкосортного моторного масла.

    Замена сальников коленвала производится одновременно. Другими словами, если повредился только передний или задний элемент, всё равно оба лучше заменить.

    Ниже приведена подробная инструкция по замене сальников автомобильного коленвала:

    • первым делом снимаются шкивы;
    • затем демонтируется защитный кожух ремня ГРМ;
    • снимается зубчатый шкив коленвала;
    • удаляется передний сальник, вместо него ставится новый.

    Задний сальник удастся вытащить только после демонтажа коробки передач и механизма сцепления. После снятия старого уплотнителя, посадочное место в обязательном порядке очищается. Только затем устанавливается новый сальник.

    На многих автомобилях демонтируется также маховик. Вначале отмечается его положение относительно коленвала. Затем откручиваются крепёжные болты — чтобы маховик не проворачивался, его удерживают монтажкой.

    Пример замены сальников коленвала на автомобиле Опель Астра:

    • снять коробку передач и сцепление;
    • отметить расположение маховика, затем демонтировать его;
    • вытащить приёмную трубу глушителя;
    • слить масло двигателя;
    • скинуть колодку датчика уровня масла;
    • отвернуть фиксаторы картера двигателя, крепящие его к механизму сцепления;
    • открутить также болты картера, соединяющие его с блоком цилиндров;
    • снять масляный поддон;
    • вывернуть регулятор положения коленвала ДПКВ;
    • отвернуть болты крышек заднего коренного подшипника;
    • снять крышку, извлечь задний сальник, поддев его отвёрткой с плоским жалом.

    Снятие и установку переднего уплотнительного сальника коленвала проводят обычным способом.

    На многих автомобилях, в том числе Вазах, на задней стороне коленвала сальник располагается в специальном дюралевом держателе. Прежде чем его снимать, надо очистить поверхность от грязи и старого масла. Обойма сальника крепится обычно шестью основными болтами. Помимо этого, его фиксируют два болта поддона. Держатель вытаскивается вместе с манжетой. Между ним и блоком предусмотрена прокладка, которую тоже надо заменять.

    задний сальник

    Выпрессовать старую манжету из держателя легко. Надо поставить обойму на деревянные мягкие упоры, затем с помощью выколотки и молотка элемент выбивается с обратной стороны по кругу, так как сидит он почти всегда очень плотно. Посадочное место обязательно зачищается — можно тряпкой, смоченной в керосине.

    Кромка нового сальника обмазывается небольшим количеством моторного свежего масла. Это делается для простоты установки. Запрессовка обычно проводится специальной оправкой, но можно это сделать и от руки. Новая манжета подбивается молотком через деревянную наставку или старый сальник до намеченных значений. Зазор между ней и обоймой должен составлять 0,5 мм.

    Дальше остаётся поставить на место держатель с новым уплотнителем. Посадочное место сальника на коленвале также тщательно прочищается тряпкой. Сначала устанавливается новая прокладка из ремкомплекта, затем уже обойма. Замена переднего резинового сальника проводится намного проще.

    Для чего нужен датчик коленвала

    Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) используется в автомобилях, которые оборудованы системами электронного управления мотором. Поскольку вращение вала сказывается на работе многих функциональных блоков и систем, своевременная подача топлива в цилиндры ДВС может улучшить ездовые характеристики. Датчик коленвала как раз отвечает за синхронизацию рабочих процессов. В различных моделях автомобилей его использование улучшает синхронизацию зажигания или топливных форсунок. Прибор передаёт на электронный блок управления данные о положении коленвала, направлении и частоте вращения.

    Встречаются датчики следующих видов:

    • Магнитные (индуктивного типа). Сигнал на ЭБУ формируется в момент прохождения синхронизационной метки через магнитное поле, которое формируется вокруг датчика. Система не требует отдельного питания, и может параллельно работать как датчик скорости.
    • Датчики Холла (работают на эффекте Холла). Ток в приборе начинает движение при приближении изменяющегося магнитного поля. Перекрытие магнитного поля реализуется специальным синхронизирующим диском, зубья которого взаимодействуют с магнитным полем ДПКВ. Дополнительная функция – датчик распределения зажигания.
    • Оптические. В данном случае для синхронизации также используется зубчатый диск. Он перекрывает оптический поток, проходящий между приёмником и светодиодом. Приёмник фиксирует прерывания светового потока и передаёт в электронный блок управления импульс напряжения, соответствующий параметрам вращения вала.

    Датчик коленвала устанавливается внутри корпуса двигателя, как и прочие датчики управления. Для его встраивания используется специальный кронштейн, расположенный возле приводного шкива генератора. Внешне он отличается от датчиков другого назначения наличием проводка длиной 55-70 см с особым разъёмом, который соединяет устройство с системой электронного управления.

    Коленчатый вал — обзор | ScienceDirect Topics

    На рисунке 6 показано поперечное сечение впускного коллектора. Угол дроссельной заслонки регулирует массовый расход воздуха в коллектор. Дизельные двигатели либо не дросселируются, либо очень умеренно дросселируются в некоторых рабочих точках, чтобы обеспечить достаточную рециркуляцию выхлопных газов. Массовый расход воздуха на выходе из коллектора в цилиндры, ma, out, зависит от уровня давления во впускном коллекторе, p м (и давления в цилиндре, p c ).Чтобы правильно управлять соотношением воздух-топливо λ в переходных режимах, впрыскиваемое количество топлива должно быть адаптировано к массовому расходу воздуха в цилиндр ma, out, а не к массовому расходу воздуха во впускной коллектор ma, в,.

    РИСУНОК 6. Поперечный разрез впускного коллектора.

    Колебаниями давления во впускном коллекторе пренебречь (усредненная модель). Изменение массового расхода воздуха m.a, in приводит к замедленному изменению давления в коллекторе p m .Применимое дифференциальное уравнение выводится из энергетического равновесия: изменение внутренней энергии воздушной массы во впускном коллекторе равно сумме входящих и исходящих потоков энергии плюс баланс изменений энергии газа из-за смещения работа пВ . Если ввести удельную внутреннюю энергию u = U / m и удельную энтальпию h = H / m , дифференциальное уравнение принимает вид:

    (7) ddt (ma, inuin) = м.a, inuin − ma, outuout + paV.in − pmV.out

    Использование коэффициентов удельной теплоемкости c v = ∂ u / ∂ϑ и c p = ∂ h / ∂ϑ, показатель адиабаты κ = c p / c v , газовая постоянная R , а также плотность воздуха ρ = м / V , получаем следующее уравнение для изменения давления:

    (8) п.m = κRϑaVm (m.a, in − ϑmϑam.a, out)

    Трудно измерить массовый расход воздуха из коллектора в цилиндр, m.a, out ,. Поскольку динамический отклик ma, out намного быстрее, чем динамический отклик давления в коллекторе p m , в справочной таблице должно учитываться только статическое поведение ma, out f 1 ( n , p m ) (рис.7). Массовый расход воздуха m.a, out, зависит от частоты вращения двигателя n и давления в коллекторе p m при стационарной работе, где производные равны n.= 0 и pˆ.m = 0:

    РИСУНОК 7. Динамическая модель впускного коллектора.

    (9) ma, out * = ma, outϑmϑa = f1 (n, pm)

    Изменение давления во впускном коллекторе определяется по формуле:

    (10) pm = 1τ (ma, in − f1 (n, pm))

    с постоянной времени интегрирования τ:

    (11) τ = VmκRϑa

    Постоянная времени интегрирования зависит от рабочего состояния двигателя. На одном тестовом двигателе оно варьируется от 21 мс до 740 мс. Сравнение измеренного и рассчитанного давления в коллекторе и частоты вращения двигателя n показано на рис.8. Процесс преобразования энергии чрезвычайно сложен и очень нелинейен. В упрощенном подходе стационарная зависимость крутящего момента сгорания T comb от давления во впускном коллекторе и скорости двигателя должна быть представлена ​​второй нелинейной справочной таблицей f 2 ( n , p м ), которые можно измерить во всех рабочих точках двигателя. Динамическое поведение отдельно рассматривается как комбинация времени запаздывания первого порядка T l, e и мертвого времени T d, e .

    РИСУНОК 8. Сравнение измеренного и рассчитанного давления в коллекторе.

    Обе постоянные времени изменяются обратно пропорционально частоте вращения двигателя.

    Баланс крутящего момента на коленчатом валу составляет

    (12) 2πJdndt = Tcomb − Tload

    Двигатель с разомкнутым сцеплением (т. Е. Без трансмиссии) имеет момент инерции в диапазоне:

    J = 0,15… 0,30 кг / м2

    Вводя нормированные переменные, получаем:

    (13) Tj2π · J · n0T0 · d (n / n0) dt = TcombT0 − TloadT0

    с постоянной времени,

    (14) Tj = 2πJ · n0T0

    При максимальном выходном крутящем моменте T 0 и частоте вращения двигателя n 0 :

    J = 0.3 кг / м 3

    n 0 = 6000 об / мин

    T 0 = 300 Нм

    Постоянная времени T J = с . При разгоне с низких оборотов двигателя с максимальным крутящим моментом момент инерции J на порядок меньше, однако T J на порядок больше при высоких оборотах двигателя и минимальном выходном крутящем моменте (e .г., при движении накатом). Момент нагрузки включает трение, вспомогательные приводы и возмущения. Полная модель установки для управления частотой вращения холостого хода показана на рис. 9. Для конструкции контроллера две карты f 1 ( n , p m ) и f 2 ( n , p m ) линеаризованы в рабочей точке холостого хода ma, 0, n0, pm, 0. Представляем дифференциалы первого порядка:

    РИСУНОК 9.Блок-схема управления холостым ходом.

    (15) FN1 = ∂f1∂n | n = n0FN2 = ∂f2∂n | n = n0FP1 = ∂f1∂pm | pm = pm, 0FP2 = ∂f2∂pm | pm = pm, 0

    и разность переменных, получаем:

    (16) Δm.a, out * ma, 0 = FN1n0m.a, 0Δnn0 + FP1pm, 0m.a, 0Δpmpm, 0

    (17) ΔTcomb * T0 = FN2n0T0Δnn0 + FP2pm, 0T0Δpmpm, 0

    Дифференциальное уравнение из модели многообразия, Ур. (10) преобразуется Лапласа и в сочетании с уравнением. (16) принимает следующий вид:

    (18) с · τn · ΔPmpm, 0 = −FN1n0m.a, 0ΔNn0 − FP1pm, 0m.a, 0ΔPmpm, 0 + ΔM.a, дюйм.a, 0

    Входящий воздушный поток ΔM.a, in служит управляющим входом Δ U . Уравнение (17) также преобразовано по Лапласу и расширено на время задержки двигателя и времени задержки:

    (19) ΔTcombT0 = FN2n0T0e − sTd, esTl, eΔNn0 + FP2pm, 0T0e − sTd, e1 + sTl, eΔPmpm, 0

    Это теперь вставлен в баланс крутящего момента, уравнение. (13). Пренебрегая моментом возмущающей нагрузки T load для целей управления, получаем:

    (20) sTJ · ΔNn0 = e − sTd, e1 + sTl, e (FN2n0T0ΔNn0 + FP2pm, 0T0ΔPmpm, 0) Анализ устойчивости модели установки и конструкции контроллера теперь должен выполняться без учета постоянных времени T d, e и T l, e .Последующий подход упрощается до модели линейного пространства состояний второго порядка:

    (21) S · [ΔPmpm, 0ΔNn0] = ︸A¯ [−FP1τnpm, 0m.a, 0 − FN1τnn0m.a, 0FP2Tjpm, 0T0FN2Tjn0T0] · [ Pmpm, 0ΔNn0] + ︸B¯ [1τn0] · ΔUm.a, 0

    Управление пространством состояний с пропорциональной обратной связью может быть выполнено, например, путем размещения полюсов. Добавлена ​​дополнительная интегральная обратная связь, чтобы компенсировать смещения из-за возмущающих нагрузок. Вся система показана на рис. 9. На рис. 10 показан входной критический возмущающий сигнал от привода, который поступает одновременно с возмущающим моментом.Видно лишь очень незначительное снижение частоты вращения двигателя. Аналогичным образом может быть выполнено регулирование холостого хода дизельных двигателей. По сравнению с двигателями SI есть два основных отличия:

    РИСУНОК 10. Помехи, поступающие от водителя, и одновременное переключение передач в положение движения как возмущающая нагрузка.

    1.

    Впускной коллектор не дросселируется, поэтому двигатель получает максимально возможный массовый расход воздуха m.a в каждой рабочей точке.

    2.

    При непосредственном впрыске топлива время задержки T l, e может быть значительно сокращено.

    Эти две точки упрощают конструкцию управления. Сложность может заключаться в турбонаддуве, который вводит значительную временную задержку для реакции массового расхода воздуха m.a на переходные процессы управляющего входа.

    Что такое коленчатый вал? | Как работает коленчатый вал? |

    Двигатель — это самая важная часть всех транспортных средств, которая помогает двигать транспортное средство.Двигатель состоит из разных компонентов. Коленчатый вал и поршень являются основными частями поршневых двигателей. Без этих двух жизненно важных частей поршневые двигатели не могут работать.

    В поршневом двигателе поршень напрямую соединен с коленчатым валом через шатун. Кривошип известен как основа двигателя внутреннего сгорания . Он отвечает за преобразование линейного движения поршня во вращательное движение. Он работает согласно движению поршня вверх и вниз.В этой статье мы подробно рассмотрим коленчатый вал.

    Что такое коленчатый вал?

    Коленчатый вал — это механическое оборудование, которое преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение . Коленчатый вал соединяется с поршнем через шатун . Основная задача этого шатуна состоит в том, чтобы воспринимать возвратно-поступательное движение поршня и передавать его на коленчатый вал.

    Когда коленчатый вал приводится в движение шатуном, он преобразует это движение во вращательное движение и вращает маховик, который дополнительно перемещает колеса транспортного средства.

    Без кривошипа поршневой двигатель не может передавать возвратно-поступательное движение поршня на приводной вал. Проще говоря, поршневой двигатель не может перемещать автомобиль без коленчатого вала.

    Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме. Он расположен внутри блока двигателя. Кривошип входит в состав движущихся компонентов двигателя внутреннего сгорания.У него много шатунов и кривошипов. Шатун двигателя соединяется с кривошипом через эти шатуны и кривошипы.

    Разные двигатели завершают энергетический цикл при разном числе оборотов коленчатого вала. Например, двухтактный двигатель завершает энергетический цикл после одного оборота коленчатого вала, а четырехтактный двигатель завершает энергетический цикл после завершения двух оборотов коленчатого вала.

    Коленчатые валы могут быть сварными, полуавтоматическими или неразъемными.Этот компонент двигателя присоединяет выходную секцию двигателя к входной секции.

    Кривошип действует как звено, которое передает выходную мощность в виде кинетической энергии вращения — поршень соединяется с центром проворачивания через шатун. Коленчатый рычаг позволяет поршню вращать коленчатый вал, чтобы произвести мощность для движения автомобиля.

    Работа коленчатого вала

    Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме .Кривошип имеет шатунные шейки и кривошипы, которые соединены с шатунами. Он имеет гаситель колебаний, уменьшающий усилие на кривошип.

    Кривошип имеет противовес, который используется для уменьшения изгибающей нагрузки на кривошип. Коленчатый вал четырехтактного двигателя работает следующим образом:

    • Когда поршень двигателя перемещается из ВМТ в НМТ (ход вниз), он передает свое движение на коленчатый вал через шатун.
    • Кривошип дополнительно преобразует поступательное движение поршня во вращательное движение и передает его на распределительный вал.
    • Когда распределительный вал получает вращательное движение, он открывает впускной клапан, и топливовоздушная смесь поступает в камеру сгорания.
    • Когда камера сгорания заполняется топливовоздушной смесью, поршень перемещается вверх (из НМТ в ВМТ) и сжимает смесь. Во время этого процесса распределительный вал закрывает как впускные, так и выпускные клапаны. По завершении процесса сжатия завершается и первый оборот коленчатого вала.
    • В конце процесса сжатия происходит процесс воспламенения.
    • Тепло, выделяемое сжатой смесью в процессе воспламенения, заставляет поршень двигаться вниз. Этот ход известен как силовой удар. Во время опускания этого поршня поршень снова передает свое возвратно-поступательное движение на шатун, который затем отправляет его на коленчатый вал.
    • Один конец кривошипа соединяется с маховиком. Когда кривошип воспринимает движение поршня, он передает это движение на маховик. Маховик сохраняет это движение и далее приводит в движение колеса автомобиля.
    • После рабочего хода поршень движется вниз для выпуска выхлопных газов. Во время этого процесса распределительный вал воспринимает движение поршня за счет кривошипа и открывает выпускной клапан, в то время как впускной клапан остается закрытым. Поршень выталкивает выхлопные газы из камеры сгорания.
    • После такта выпуска завершаются два оборота кривошипа, а также один цикл мощности 4-тактного двигателя. После этого весь цикл повторяется.

    Для лучшего понимания представьте, что ваши ноги крутят педали велосипеда.В этом примере представьте, что педали — это шатун, а ваши ноги — это поршни. Когда вы толкаете поршень, возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

    Подробнее: Работа шатуна?

    Конструкция коленчатого вала

    Следующие материалы используются для изготовления коленчатого вала:

    • Чугун
    • Углеродистая сталь
    • Сталь, микролегированная ванадием
    • Кованая сталь

    Шатуны могут быть собраны из различных частей или выполнены в виде неразъемной (монолитной).

    Монолитный тип кривошипов самый популярный во всем мире. Однако некоторые большие и малые двигатели внутреннего сгорания имеют коленчатые валы в сборе.

    Эти валы также могут быть отлиты из ковкого чугуна, модульной или высокопрочной стали. Сварные агрегаты отливают из стали. Этот экономичный метод используется для недорогих производственных двигателей с разумной нагрузкой. Процесс ковки обладает отличной прочностью. Поэтому процесс ковки известен как предпочтительный процесс изготовления коленчатых валов.

    Процесс литья и ковки кривошипа

    Коленчатые валы, как правило, можно выковывать из отливок из высокопрочной стали или путем прокатки с использованием стальных стержней. В настоящее время большинство производителей используют кованые коленчатые валы из-за их превосходного демпфирования, компактной конструкции и легкости.

    Микролегированная сталь с ванадием в основном используется для изготовления кованых коленчатых валов. Это связано с тем, что эти стали можно охлаждать на воздухе без дополнительной термообработки, за исключением упрочнения поверхности подшипника, когда они достигают высокой прочности.Он также имеет более низкое содержание сплава, что делает этот материал более дешевым по сравнению с высоколегированной сталью.

    Можно использовать углеродистую сталь

    , но углеродистая сталь требует дополнительной термической обработки для получения требуемых материалов. Сегодня коленчатые валы из чугуна в основном используются в двигателях с малой нагрузкой и экономичном производстве (например, в дизельном двигателе Ford Focus).

    В настоящее время только некоторые двигатели используют коленчатые валы из чугуна для дешевой и маломощной версии, в то время как более дорогие и высокомощные версии двигателей используют коленчатые валы из кованой стали.

    Подробнее: Различные типы двигателей

    Детали коленчатого вала

    Основные части коленчатого вала приведены ниже:

    1. Главный журнал
    2. Шкив коленчатого вала
    3. Масляные проходы
    4. Балансировочное отверстие
    5. Противовес
    6. Смазка коленчатого вала

    1) Главный журнал

    Коренная шейка подшипника прикреплена к блоку двигателя.Этот блок двигателя вращается вокруг этого журнала. Все шейки коленчатого вала закаленные, округлые и гладкие. Основная шейка фиксируется в седле, где будет размещена сменная вкладыша подшипника .

    Подшипник мягче по сравнению с коренными шейками, и они могут измениться при износе. Конструкция подшипников позволяет улавливать небольшой объем загрязнений (если они есть), чтобы предотвратить повреждение коленчатого вала.

    Затем прикрутите крышку коренного подшипника к шейке и затяните с определенным моментом.

    Цепь двигателя проходит по масляной пленке. Эта масляная пленка проталкивается в зазор между подшипником и шейкой через отверстия седла коленчатого вала и соединительные отверстия вкладыша подшипника. При достаточной подаче масла и давлении подшипники и шейки не соприкасаются.

    Читайте также: Различные типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

    2) Цапфа шатуна

    Шатунная шейка смещена от оси вращения и соединена с большим концом штока поршня.Он также широко известен как шейка подшипника штока или шатун. Масло под давлением поступает через основную цапфу через открытый масляный канал.

    Некоторые шатуны имеют перфорированный масляный канал, чтобы масло могло разбрызгиваться на стенки цилиндра. В этом случае опорный подшипник шатуна имеет канавку для подачи масла в шатун.

    3) Смазка коленчатого вала

    Контакт металл-металл — враг эффективных двигателей; Шатунная шейка и основная шейка движутся по масляной пленке, которая собирается на поверхности подшипника.
    Смазывать основные опорные подшипники несложно. Прохождение масла от блока цилиндров к каждому гнезду коленчатого вала и соответствующие отверстия в корпусе подшипника позволяют этому маслу достигать шейки.
    Подшипник шатунной шейки требует такой же смазки, но он вращается со смещением от центра вокруг коленчатого вала. Для подачи масла в эти подшипники масляный канал проходит внутри коленчатого вала через коренные шейки, по диагонали через перемычку и выходит из отверстия в шейке шатуна.
    Канавки в основных подшипниках штока сливают масло под действием центробежной силы вращающегося коленчатого вала и удерживают масло под давлением в канале шейки штока.
    Зазор между подшипником и шейкой является основной причиной давления моторного масла. Если зазор слишком велик, масло будет течь свободно, и давление не будет поддерживаться.
    Если зазор слишком мал, давление масла повышается, и металлы могут соприкасаться друг с другом. Поэтому при восстановлении двигателя необходимо измерить зазор между шейкой и подшипником.

    Читайте также: Различные типы рециркуляционных двигателей

    4) Противовесы

    На коленчатый вал прикладывается сильное вращающее усилие, и масса движется вниз и вверх между шатуном и поршнем, прикладывая большое усилие.Противовес отлит как компонент коленчатого вала, чтобы уравновесить эти силы. Эти противовесы делают двигатель быстрее и тише.
    Балансировка коленчатых валов на заводе. Во время этого процесса прикрепляется маховик, и весь узел вращается к машине, которая может измерить место дисбаланса маховика.

    Противовес имеет отверстие для балансировки для уменьшения веса. Если вам нужно прибавить в весе, сначала сделайте отверстие, а затем заполните его тяжелым металлом. Повторяйте этот процесс, пока коленчатый вал не придет в состояние балансировки.

    5) Упорные шайбы

    Более двух или двух упорных шайб устанавливаются в определенных местах по длине коленчатого вала, чтобы предотвратить его вертикальное перемещение.

    Эти шайбы устанавливаются между обработанной поверхностью перемычки и седлом коленчатого вала, чтобы поддерживать небольшой заданный зазор и минимизировать боковое смещение, доступное для коленчатого вала. Это расстояние, на котором вал перемещается от одного конца к другому, называется осевым люфтом, и допуски количественно указаны в руководстве по обслуживанию.

    Некоторые типы двигателей образуют эти шайбы как компонент коренного подшипника скольжения, в то время как другие типы двигателей (обычно более старые типы) используют отдельные шайбы.

    6) Главное масляное уплотнение

    Концы коленчатого вала выходят за пределы картера. Итак, вам необходимо обеспечить способ предотвращения просачивания масла через эти отверстия. Эта проблема просачивания масла контролируется через два основных масляных уплотнения; один находится спереди, а другой — сзади.
    Задний главный сальник устанавливается между маховиком и задними коренными шейками.Обычно это манжетное уплотнение из синтетического каучука. Это уплотнительное кольцо вставляется в канавку между масляным поддоном и блоком двигателя. Уплотнение имеет формованную кромку, которая, в отличие от коленчатого вала, толкается через пружину, известную как подвязка.
    Сам сальник — недорогая деталь. Однако доступ к нему требует больших трудозатрат по устранению маховика, сцепления и трансмиссии; в некоторых случаях коленчатый вал требует больших усилий. Поэтому рекомендуется менять сальник в любое время, если вы можете разобрать двигатель и получить доступ к деталям.

    Читайте также: Различные типы насосов

    7) Шкив коленчатого вала

    Шкив коленчатого вала также известен как шкив коленчатого вала или гармонический баланс. Это рифленый узел в форме колеса, который напрямую соединяется с кривошипом автомобиля. Он соединяется с другими частями вашего автомобиля через ремень для аксессуаров.

    Что вызывает неисправность коленчатого вала?

    Ниже приведены некоторые распространенные причины повреждения коленчатого вала:

    1. Перегрев: Перегрев может вызвать множество проблем с двигателем.Если двигатель перегревается из-за радиатора, недостаточной вентиляции или плохой смазки, тепло, накопленное в двигателе, превышает температуру окружающей среды, и пластиковый корпус датчика коленчатого вала может треснуть или расплавиться. В этом случае автомобиль не заводится. Причина в том, что датчик не может отправлять данные с коленчатого вала на компьютер.
    2. Неисправность жгута проводов: Загрязнение, мусор, масло или ослабленная проводка могут вызвать такие проблемы, как петля, заземление или неправильное напряжение и т. Д.Эти проблемы могут привести к проблемам с жгутом проводов и привести к выходу из строя коленчатого вала. Это связано с тем, что грязь, масло или незакрепленная проводка могут изнашивать жгут проводов, приводить к сбоям напряжения или вызывать износ самой проводки. Это может привести к постоянному выходу датчика из строя.
    3. Отказ ремня ГРМ: Ремень ГРМ может быть поврежден из-за частого износа или столкновения. Этот сломанный ремень ГРМ оборачивается вокруг кривошипа и повреждает его многочисленные мелкие детали.Из-за повреждения ремня ГРМ датчик положения коленвала может задеть его. По этой причине датчик и жгут проводов могут быть повреждены.

    Каковы симптомы неисправного датчика положения коленчатого вала?

    Наиболее распространенные симптомы неисправного или поврежденного коленчатого вала приведены ниже:

    • Детонация: В двигателе возникают проблемы с детонацией из-за чрезмерного износа шатунных подшипников и коренной шейки коленчатого вала.
    • Шум: Двигатель может издавать сильный шум из-за повреждения коленчатого вала.
    • Двигатель вашего автомобиля может не запускаться из-за заедания
    • Остановка двигателя и обратный зажигание: Остановка двигателя и обратный поток зажигания являются симптомами неисправности датчика положения коленчатого вала (CKP). Неисправность датчика CKP может привести к внезапной остановке двигателя после запуска без каких-либо проблем.
    • Низкое показание давления масла из-за неровности
    • Чрезмерная вибрация двигателя: Датчик CKP обнаруживает и ограничивает вибрацию, создаваемую двигателем транспортного средства, для обеспечения стабильной выходной мощности.Если двигатель вашего автомобиля издает чрезмерную вибрацию, это также является признаком поломки коленчатого вала.
    • Пропуски зажигания в цилиндре: Поврежденный датчик CKP не может передать точные данные в PCM, потому что PCM не полностью получает данные, необходимые для подачи искры в нужную камеру сгорания. В результате выходит из строя цилиндр, и автомобиль теряет мощность.

    Анализ коленчатого вала ANSYS:

    Прежде всего, мы разрабатываем все части коленчатого вала в «Solid work 2018», затем собираем их, а затем сохраняем его модель в формате «IGS».После этого мы импортируем этот файл «IGS» в «ANSYS WORKBENCH R15» для анализа Ansys. Результаты анализа ANSYS приведены ниже.

    РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ:

    Анализ коленчатого вала из нержавеющей стали приведен ниже:

    Рис. 1: Оба конца коленчатого вала зафиксированы. Рис. 2

    Как показано на рис. 2 выше, на верхнюю часть поверхности шатунной шейки прикладывается нагрузка 3,5 МПа.

    Рис. 3: Напряжение нечеткости коленчатого вала

    Максимальное напряжение, создаваемое в коленчатом валу, равно 2.5407e7Mpa на поверхности шейки шатунной шейки. Минимальное напряжение составляет 27,342 МПа, как показано на рис. 3.

    Рис. 4. Максимальная деформация

    Как показано на приведенной выше диаграмме, максимальная деформация вала составляет 152,77 МПа.

    Рис. 5: Вал коленчатого вала Полная деформация

    На рис. 5 выше показана полная деформация коленчатого вала.

    Рис. 6: Максимальное напряжение сдвига

    1,4273e7MPa — это максимальное напряжение сдвига в области шатунной шейки коленчатого вала, как показано на рис. 6.

    Каковы причины поломки коленвала?

    Наиболее частые причины поломки коленвала приведены ниже:

    • Коленчатый вал может сломаться из-за перегрузки из-за гидроудара, ненормального сгорания и т. Д.
    • Неисправный материал вала также может повредить коленчатый вал.
    • Неожиданное заклинивание двигателя из-за ослабленного противовеса, поломки коробки передач и т. Д.
    • Механическое повреждение вала перед фиксацией.
    • Ненужное вращение и вибрация из-за отказа сцепления, неисправного маховика или поврежденного демпфера крутильных колебаний.
    • Недостаточные работы по улучшению подшипников коленчатого вала.
    • Материальный ущерб из-за более раннего выхода из строя подшипников, отжига шейки подшипников и т. Д.
    • Цапфа подшипника стала мягкой в ​​результате преждевременного выхода подшипника из строя или неправильных ремонтных работ (например, ненужной переточки).
    • Пуск двигателя не соответствовал инструкциям производителя.
    • Использование неподходящего вкладыша подшипника.
    • Используются старые болты головки подшипника или неправильный момент затяжки.
    • Слишком мало смазки при вводе в эксплуатацию, потому что масляная система не заполнена и не сжата.
    • Крышки подшипников шатуна / коренного подшипника были смешаны или зафиксированы криво.
    • Размер отверстия подшипника картера внутри коленчатого вала не проверялся и не ремонтировался после повреждения.
    • Масляный фильтр, моторное масло и масляный радиатор не менялись вовремя.
    • Если подшипник поврежден, стружка, остающаяся в масляном контуре двигателя, также может вызвать поломку коленчатого вала.

    Как продлить срок службы коленчатого вала?
    • Правильный уход за подшипниками двигателя.
    • Правильная смазка различных частей коленчатого вала.
    • Не допускайте смешивания моторного масла с топливом или охлаждающей жидкостью.
    • Соответствующая подача масла к двигателю в соответствии с инструкциями производителя.
    • Избегайте использования масла с мусором и другими загрязнениями.
    • Не допускайте перегрева двигателя.
    • Текущее обслуживание и осмотр двигателя.
    • Используйте коленчатый вал из высококачественного материала.
    • Своевременно меняйте масляный фильтр, моторное масло и масляный радиатор.
    • Правильно проверьте вал перед его установкой.
    • Предотвратить механическую перегрузку коленчатого вала в результате гидроудара, ненормального сгорания и т. Д.

    Каковы причины разбалансировки коленчатого вала?

    Ниже приведены важные причины дисбаланса кривошипа:

    • Возвратно-поступательное движение поршня внутри камеры сгорания.
    • Из-за скручивания и скручивания коленчатого вала.
    • Пожар или взрыв картера
    • Из-за рабочего хода. Потому что после завершения рабочего такта в двигателе поршень прикладывает рывковое усилие к коленчатому валу, чтобы вращать его еще больше.
    • Посадка корабля на мель

    Как ломается коленчатый вал?

    Существует механическое понятие под названием fatigue . Это означает, что материал может выйти из строя из-за повторяющейся нагрузки.Каждый раз, когда коленчатые валы вращаются, обратные нагрузки вызывают небольшой прогиб вала. Это очень похоже на то, как можно сломать вешалку для одежды или проволоку, просто отогнув ее на четверть, может, десяток раз, и проволока порвется.

    Изгиб коленчатого вала намного меньше, поэтому для его поломки требуются миллионы циклов, но режим отказа такой же, как у плечиков. Теперь, если подшипник, поддерживающий коленчатый вал, выходит из строя из-за недостатка смазки, смещение отклонения за один оборот резко увеличивается, так что выход из строя может произойти очень быстро.

    Другая причина отказа заключается в том, что несбалансированный маховик / гидротрансформатор или смещенная трансмиссия будут занимать первое место в списке поломок задней части коленчатого вала. Еще одной вероятной причиной может быть скачок напряжения (зарубка в мелко отшлифованной поверхности) в радиусе рядом с цапфой подшипника. Неровность может превратиться в трещину, которая быстро разрастется.

    Что такое распредвал?

    Распределительный вал, расположенный в верхней части двигателя. Это важный компонент клапанного механизма двигателя, позволяющий воздуху и топливу попадать в камеру сгорания и позволяющий газам выходить после сгорания.

    Последние двигатели внутреннего сгорания могут иметь до четырех распредвалов (или двух распредвалов). Каждый цилиндр имеет четыре клапана (два впускных и два выпускных). На каждом клапане настраивается только один распределительный вал.

    Читайте также: Работа распределительного вала

    Распредвал против коленчатого вала

    Основное различие между коленчатым валом и распределительным валом приведено ниже:

    Коленчатый вал Распределительный вал
    Изготовлен методом ковки из легированной стали. Изготовлен методом литья из стали или чугуна.
    Этот вал есть как в 2-тактных, так и в 4-тактных двигателях. Двухтактный двигатель не имеет распределительного вала. Этот вал используется только в 4-тактном двигателе.
    Устанавливается внутри цилиндра Этот вал устанавливается на головку цилиндра.
    Коленчатый вал приводится в движение поршнем через шатун. Распределительный вал получает движение или усилие от шатуна.
    Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение. Распределительный вал используется для закрытия и открытия всасывающего клапана и выпускного клапана в соответствии с движением поршня.
    Поршень двигателя вращает его через шатун. Ремень ГРМ вращает распределительный вал, который соединен с коленчатым валом.
    Имеет большой вес. Имеет небольшой вес.
    Коленчатый вал дороже распредвала. Распределительный вал дешевый.
    Этот вал имеет масляное отверстие, коренной подшипник шейки кривошипа и шатун. Этот вал имеет встроенную шестерню и кулачки.
    В случае 4-тактного двигателя он вращается два раза, чтобы завершить энергетический цикл. В 4-тактном двигателе он вращается только один раз, чтобы завершить рабочий цикл.

    Применения коленчатого вала
    1. Коленчатый вал управляет движениями всех клапанов для процессов всасывания, сжатия, зажигания, расширения и выпуска двигателя внутреннего сгорания в правильное время цикла.Это отличная функция.
    2. Он собирает вращательное движение шатунами и передает его на маховик.
    3. Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение, чтобы он мог перемещаться к колесам транспортного средства.

    Раздел часто задаваемых вопросов

    Кто изобрел коленчатый вал?

    Коленчатый вал был изобретен аль-Джазари в 1206.

    Какие бывают типы коленчатых валов?

    Коленчатый вал бывает следующих основных типов:

    1. Заготовка коленчатого вала
    2. Литой коленчатый вал
    3. Кованый коленчатый вал
    4. Сплошной цельный вал
    5. Полностью собранный вал
    6. Сварные валы
    7. Полу сборный вал

    Есть ли двигатель, работающий без коленчатого вала?

    Есть два типа двигателей

    1. Двигатель Ванкеля
    2. Поршневой двигатель

    Поршневые двигатели сконструированы таким образом, что они не могут работать без поршня и коленчатого вала.В то время как двигатель Ванкеля работает с помощью ротора; и ему не нужен поршень и коленчатый вал.

    Коленчатый вал поворачивает распредвал?

    Коленчатый вал соединен с распределительным валом через цепь или зубчатую передачу. Кривошип передает свое движение распределительному валу через эту зубчатую передачу. Поскольку распределительный вал получает вращательное движение от коленчатого вала, он использует это движение для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

    У какого двигателя нет распредвала?

    Двухтактный двигатель не имеет распредвала.Единственный четырехтактный двигатель использует его для открытия и закрытия выпускных и впускных клапанов.

    Как завести машину с неисправным датчиком коленвала?

    Убедитесь, что зажигание включено, только когда горит свет двигателя, а другие показания минимальны.

    Если ваш автомобиль останавливается один или два раза, или вы сталкиваетесь с рывками при ускорении после запуска автомобиля, вы можете двигаться, но вам нужно отнести его в мастерскую. Если проблема более серьезна, вождение может привести к серьезному повреждению двигателя, что может увеличить расходы на ремонт.

    Поэтому, если датчик коленчатого вала вашего автомобиля поврежден, вы должны заменить или отремонтировать его как можно скорее, чтобы ваш двигатель работал безупречно.

    На каком механизме работает коленчатый вал?

    Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме.

    Сколько коленчатых валов в v8?

    Почти 99% двигателей V8 имеют только один коленчатый вал.

    Подробнее
    1. Различные типы двигателей
    2. Работа распредвала
    3. Работа шатуна
    4. Двухтактный двигатель
    5. Четырехтактный двигатель

    Что такое коленчатый вал? — Дом

    15 ноября 2019

    Что такое коленчатый вал?

    Коленчатый вал представляет собой вращающийся вал, который (вместе с шатунами) преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение.Коленчатые валы обычно используются в двигателях внутреннего сгорания и состоят из ряда кривошипов и кривошипов, к которым прикреплены шатуны.

    Коленчатый вал вращается внутри блока цилиндров за счет использования коренных подшипников, а шейки кривошипа вращаются внутри шатунов с помощью шатунных подшипников. Коленчатые валы обычно изготавливаются из металла, при этом большинство современных коленчатых валов изготавливается из кованой стали.

    Типы коленчатого вала

    В двигателе можно использовать три разных типа кривошипов.
    1. Литые кривошипы
    Эти типы кривошипов существуют уже давно и используются во многих дизельных и бензиновых двигателях. Как следует из названия, они сделаны из ковкого чугуна в процессе литья.
    Они довольно дешевы в изготовлении и отлично работают, поэтому их часто выбирают производители.
    Плоский кривошип — это кривошип, у которого шейки разнесены на 180 градусов, что является обычным для всех четырехрядных двигателей. С другой стороны, кривошипу с поперечной плоскостью нужен модуль из нескольких частей, потому что шейки и противовесы не симметричны.
    Литые кривошипы можно закалить в пламени для повышения износостойкости в определенных областях.

    2. Кованые кривошипы
    Это более прочный коленчатый вал, чем литой кривошип. Они чаще встречаются в двигателях с более высокими нагрузками и входят в стандартную комплектацию некоторых двигателей 16v.
    Кованый кривошип сделан совершенно по-другому. Набор штампов обрабатывается примерно по форме кривошипа.
    Эти штампы подходят для работы в очень большом гидравлическом прессе с усилием зажима в несколько тонн.Горячий стержень из высококачественной легированной стали помещается на нижнюю матрицу, и матрицы закрываются.
    Когда штампы закрываются, металл очень плотно прижимается. В этом случае материал уплотняется и выравнивается лучше, чем в процессе литья.
    Кривошипы этого типа также закалены, как и литые, но с использованием индукционной закалки.

    3. Кривошипы для заготовок

    Кривошипы

    Billet — лучший тип кривошипа, который может быть в вашем двигателе, если вы хотите получить от него максимум.Для изготовления кривошипов такого типа обычно используется сталь
    4340. Среди других элементов он содержит никель, хром, алюминий и молибден.
    Эти кривошипы популярны из-за минимального времени обработки коленчатого вала. Они также требуют минимальной балансировки из-за однородного состава материала.

    Ссылка Ссылка:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Crankshaft
    https://engihub.com/crankshaft-of-internal-combustion-engine/

    Простое объяснение распределительных и коленчатых валов

    Эти два вала неразрывно связаны и являются жизненно важными компонентами любого четырехтактного двигателя.Вот все, что вам нужно знать!

    Двигатели, трансмиссии и передача мощности — это сложная группа шестерен, валов и стержней, которые сделали внутреннее сгорание одним из величайших изобретений человечества. С 1876 года эффективность IC претерпела значительные изменения, и многое можно сказать о двух разных типах валов, которые идеально спроектированы, чтобы помочь запустить цикл двигателя и передать крутящий момент, создаваемый сгоранием, по линии передачи на трансмиссию.Это распределительный вал и коленчатый вал соответственно, поэтому давайте перейдем к тому, что они собой представляют и какова их основная роль в трансмиссии автомобиля.

    Распредвал

    Распределительные валы изготавливаются из чугуна или стали и чаще всего встречаются в головке двигателя, расположенной над цилиндрами.Обычно их можно найти в двух ориентациях:

    SOHC (одинарный верхний кулачок)
    DOHC (двойной верхний кулачок)

    Вдоль вала проходят выступы, которые установлены под разными углами. Эти кулачки расположены таким образом, что при вращении распределительного вала они входят в контакт с коромыслами, которые затем открывают клапаны двигателя. Сами лепестки имеют яйцевидную форму, причем «заостренный» конец контактирует с коромыслами, открывая клапаны в определенные моменты цикла двигателя.Это позволяет воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр, а затем выхлопным газам выходить из цилиндра в требуемое время. Сами клапаны подпружинены, а это означает, что после того, как лепесток выполнил свою работу по открытию клапана, он естественным образом закрывается, когда пружина становится несжатой.

    На этом CAD-рендере показан распределительный вал и его выступы (зеленые) и их взаимосвязь с коромыслами (красный) и клапанами (серый).

    Привод распределительного вала осуществляется через камбелт (или ремень привода ГРМ), который синхронизируется с движением коленчатого вала.Это означает, что время открытия клапанов совпадает с циклом двигателя, что позволяет избежать повреждения клапана или цилиндра из-за рассинхронизации.

    В то время как система SOHC имеет распределительный вал, который выполняет движения клапана хода впуска и выпуска, система DOHC имеет два распределительных вала над каждым блоком цилиндров — впускной распределительный вал и выпускной распределительный вал. Таким образом, в рядном четырехцилиндровом двигателе с SOHC в головке двигателя будет просто один распределительный вал. Но в V8 с SOHC всего было бы два распредвала (по одному с каждой стороны от V).

    5 МБ

    Здесь вы можете увидеть лепестки сдвоенных верхних распределительных валов, открывающих клапаны двигателя на каждом такте.

    Самые экстремальные распредвалы имеют форму тех, что были на Bugatti Veyron.С W16 для поддержания формы Veyron использует четырехкулачковую установку с 64 лепестками. Это позволяет распредвалам открывать все 64 клапана, которые присутствуют в левиафане двигателя, и спроектированы с максимальными допусками, чтобы силовая установка Bugatti работала правильно.

    Коленчатые валы

    Красивый коленвал от W16 Veyron

    Коленчатые валы обычно изготавливаются из стали и располагаются под цилиндрами и поршнями в блоке цилиндров.Их задача — преобразовать вертикальное движение поршней во вращение, которое передается на маховик, а затем на трансмиссию. Коленчатый вал имеет кривошипные штифты по всей длине, которые выровнены по горизонтали с поршнями, расположенными выше, и образуют «ступенчатую» ориентацию самого вала.

    Штифты кривошипа рассчитаны и расположены таким образом, чтобы каждый цилиндр мог перемещаться из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку и обратно, передавая это возвратно-поступательное движение во вращение вала.Соединение между поршнями и шейками кривошипа осуществляется через шатуны, «большие концы» которых соединяются с шатунами кривошипа.

    5 МБ

    Коленчатый вал от четырехцилиндрового двигателя в действии

    Затем вращение коленчатого вала передается на маховик, который находится на конце вала, чтобы уравновесить его в случае нерегулярных импульсов двигателя и завершить преобразование крутящего момента от внутреннего сгорания, происходящего в цилиндрах.

    DOHC и коленчатый вал на своих местах

    Несмотря на эффективную конструкцию коленчатого вала (которая существовала веками), большая часть потерь мощности двигателя происходит в области коленчатого вала, будь то нагревание, вибрация, шум и трение.Разнонаправленный характер сил, прикладываемых к коленчатому валу от поршней, означает, что искусство балансировки коленчатого вала также может быть чрезвычайно сложным, поэтому инженеры стараются максимально уменьшить длину коленчатого вала. Это большая причина, по которой двигатель V8 заменил конфигурацию двигателя, подобную рядной восьмерке, из-за его относительно небольшой и управляемой установки коленчатого вала, которая предотвращает любое нежелательное изгибание.

    Взаимосвязь между распределительным валом и коленчатым валом чрезвычайно важна для интеграции трансмиссии автомобиля и определенно не должна недооцениваться.По сути, они запускают и завершают цикл двигателя — от такта впуска до такта выпуска — поддерживая идеальную гармонию различных механических процессов каждого цикла за счет их ременного соединения. Они могут показаться похожими на обработанные стальные заготовки, но они образуют одно из самых важных партнерских отношений с трансмиссией транспортного средства.

    Коленчатый вал — что такое коленчатый вал в автомобиле: устройство

    Коленчатый вал в автомобиле

    Коленчатый вал — это деталь двигателя автомобиля, приводимая в движение поршневой группой.Он передает крутящий момент на маховик, который, в свою очередь, вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на ведущие оси.

    Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащены таким механизмом. Эта деталь создается специально под марку двигателя, а не под модель автомобиля. Во время работы коленчатый вал трутся о конструктивные особенности двигателя внутреннего сгорания, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на развитие элементов трения и почему они появились.

    Как выглядит коленчатый вал, где он и какие неисправности?

    Для чего нужен коленчатый вал?

    Как известно, в большинстве классических двигателей внутреннего сгорания (о том, как могут работать другие двигатели внутреннего сгорания, читайте в другой статье ) существует процесс преобразования возвратно-поступательных движений во вращательное движение. В блоке цилиндров установлены поршни с шатунами. Когда смесь воздуха и топлива попадает в цилиндр и воспламеняется от искры, выделяется много энергии.Расширяющиеся газы толкают поршень в нижнюю мертвую точку.

    Все цилиндры установлены на шатунах, которые в свою очередь прикреплены к шейкам шатунов коленчатого вала. Благодаря тому, что момент срабатывания всех цилиндров разный, на кривошипно-шатунный механизм действует равномерное воздействие (частота колебаний зависит от количества цилиндров в двигателе). Это заставляет коленчатый вал непрерывно вращаться. Затем вращательное движение передается на маховик, а от него через муфту на коробку передач, а затем на ведущие колеса.

    Итак, коленвал предназначен для преобразования всех видов движений. Эта деталь всегда создается предельно точно, так как чистота вращения первичного вала в коробке передач зависит от симметрии и точно выверенного угла наклона кривошипов относительно друг друга.

    Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал

    Для изготовления коленчатых валов используется сталь или высокопрочный чугун. Причина в том, что деталь находится под большой нагрузкой (высокий крутящий момент).Поэтому эта деталь должна быть высокой прочности и жесткости.

    Для изготовления чугунных модификаций применяют литье, а стальные — кованые. Для придания идеальной формы используются токарные станки, которые управляются электронными программами. После того, как изделие приобретет желаемую форму, его шлифуют, а для придания прочности — обрабатывают при высоких температурах.

    Конструкция коленчатого вала

    Коленчатый вал устанавливается в нижней части двигателя непосредственно над масляным картером и состоит из:

    • основной шейки — опорной части детали, на которой установлен коренной подшипник картера. ;
    • шейка шатуна — упоры для шатунов;
    • щеки — соединить все шейки шатунов с коренными;
    • носок — выходная часть коленчатого вала, на которой установлен шкив привода ремня ГРМ;
      • хвостовик
    • — противоположная часть вала, к которой крепится маховик, приводящий в движение шестерни коробки передач, а также соединенный с ним стартер; Противовесы
    • — служат для поддержания равновесия при возвратно-поступательных движениях поршневой группы и снятия нагрузки центробежной силы.

    Ось коленчатого вала — это основные шейки, а шатуны всегда поочередно смещены в противоположном направлении друг от друга. В этих элементах сделаны отверстия для подачи масла к подшипникам.

    Кривошип коленчатого вала представляет собой узел, состоящий из двух щек и одной шейки шатуна.

    Раньше заводские модификации кривошипов устанавливались на автомобили. Сегодня все двигатели оснащены встроенными коленчатыми валами. Их изготавливают из высокопрочной стали путем ковки, а затем обработки на токарных станках.Менее дорогие варианты изготавливают из чугуна методом литья.

    Вот пример создания стального коленчатого вала:

    Для чего нужен датчик коленвала?

    ДПКВ — датчик, определяющий положение коленчатого вала в определенный момент. Этот датчик всегда устанавливается в автомобилях с электронным зажиганием. Подробнее об электронном или бесконтактном зажигании читайте здесь .

    Чтобы топливовоздушная смесь поступала в цилиндр в нужное время, а также вовремя зажигала ее, необходимо определить, когда каждый цилиндр совершит соответствующий ход.Сигналы датчика используются в различных электронных системах управления автомобилем. Если эта деталь не сработает, то силовой агрегат не запустится.

    Датчики бывают трех типов:

    • Индуктивные (магнитные). Вокруг датчика формируется магнитное поле, в которое попадает точка синхронизации. Тег синхронизации позволяет электронному блоку управления посылать требуемые импульсы на исполнительные механизмы.
    • Датчик Холла. Он имеет аналогичный принцип действия, только магнитное поле датчика прерывается экраном, закрепленным на валу.
    • Оптика. Зубчатый диск также используется для синхронизации электроники и вращения коленчатого вала. Только вместо магнитного поля используется световой поток, который падает на приемник от светодиода. Импульс, идущий в ЭБУ, формируется в момент прерывания светового потока.

    Подробнее об устройстве, принципе работы и неисправностях датчика положения коленвала читайте в отдельном обзоре .

    Форма коленчатого вала

    Форма коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров, порядка их работы и количества ходов, выполняемых цилиндро-поршневой группой.В зависимости от этих факторов коленчатый вал может быть с разным количеством шатунных шейек. Есть моторы, в которых нагрузка от нескольких шатунов действует на одну шейку. Примером таких агрегатов является V-образный двигатель внутреннего сгорания.

    Эта деталь должна быть изготовлена ​​таким образом, чтобы при вращении на высоких скоростях вибрация была по возможности минимальной. Противовесы могут использоваться в зависимости от количества шатунов и порядка образования раструбов коленчатого вала, но есть модификации и без этих элементов.

    Все коленчатые валы делятся на две категории:

    • Коленчатые валы с полной опорой. Количество коренных шеек увеличено на одну по сравнению с шатунной. Это связано с тем, что по бокам каждой цапфы кривошипа есть опоры, которые также служат осью кривошипно-шатунного механизма. Эти коленчатые валы используются чаще всего, потому что производитель может использовать легкий материал, который влияет на эффективность двигателя.
    • Коленчатые валы без полной опоры. В таких деталях меньше коренных шеек, чем кривошипных.Такие детали изготавливают из более прочных металлов, чтобы они не деформировались и не ломались при вращении. Однако такая конструкция увеличивает вес самого вала. В основном такие коленчатые валы применялись в тихоходных двигателях прошлого века.

    Полноопорная модификация оказалась легче и надежнее, поэтому используется в современных двигателях внутреннего сгорания.

    Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

    Для чего нужен коленчатый вал? Без него движение машины невозможно.Деталь работает по принципу педалирования велосипеда. Только автомобильные двигатели используют больше шатунов.

    Коленчатый вал работает следующим образом. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре двигателя. Вырабатываемая энергия толкает поршень. В этом случае приводится в действие шатун, соединенный с кривошипом коленчатого вала. Эта деталь совершает постоянное вращательное движение вокруг оси коленчатого вала.

    В этот момент другая часть, расположенная с противоположной стороны от оси, перемещается в противоположном направлении и опускает следующий поршень в цилиндр.Циклическое движение этих элементов приводит к плавному вращению коленчатого вала.

    Таким образом, возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Крутящий момент передается на шкив газораспределительного механизма. Работа всех механизмов двигателя — водяного насоса, масляного насоса, генератора и прочего навесного оборудования — зависит от вращения коленчатого вала.

    В зависимости от модификации двигателя количество кривошипов может быть от одного до 12 (по одному на цилиндр).

    Возможные проблемы с коленчатым валом и их решения

    Хотя коленчатый вал изготовлен из прочного металла, он может выйти из строя из-за постоянных нагрузок.Эта деталь испытывает механическое напряжение со стороны поршневой группы (иногда давление на один кривошип может достигать десяти тонн). Кроме того, во время работы мотора температура внутри него повышается до нескольких сотен градусов.

    Вот некоторые из причин поломки узла кривошипно-шатунного механизма.

    Цапфы кривошипа

    Износ шейки шатуна — обычная неисправность, так как сила трения создается в этом узле под высоким давлением.В результате таких нагрузок на металл появляются выработки, затрудняющие свободное движение подшипников. Из-за этого коленчатый вал нагревается неравномерно и впоследствии может деформироваться.

    Игнорирование этой проблемы чревато не только сильными вибрациями в моторе. Перегрев механизма приводит к его разрушению, а через цепную реакцию — к разрушению всего двигателя.

    Проблема устраняется притиркой шейки шатуна. Более того, их диаметр уменьшается.Чтобы размер этих элементов был одинаковым на всех кривошипах, эту процедуру следует выполнять исключительно на профессиональных токарных станках.

    Поскольку после процедуры технические зазоры детали увеличиваются, после обработки на них устанавливается специальная вставка для компенсации образовавшегося пространства.

    Задиры возникают из-за низкого уровня масла в картере. На возникновение неисправности также влияет качество смазки. Если вовремя не менять масло, оно загустевает, из-за чего масляный насос не может создать необходимое давление в системе.Своевременное обслуживание позволит кривошипно-шатунному механизму работать долгое время.

    Шпонка штифта кривошипа

    Шпонка кривошипно-шатунного механизма позволяет передавать крутящий момент с вала на ведущий шкив. Эти два элемента снабжены пазами, в которые вставляется специальный клин. Из-за некачественного материала и большой нагрузки эта деталь может быть отрезана в редких случаях (например, при заклинивании двигателя).

    Если проточки шкива и коленвала не сломаны, то просто замените эту шпонку.В старых двигателях эта процедура может не принести желаемого результата из-за люфта на стыке. Поэтому единственный выход из ситуации — замена этих деталей на новые.

    Износ отверстия фланца

    На хвостовике коленчатого вала закреплен фланец с несколькими отверстиями для соединения маховика. Со временем эти гнезда могут сломаться. Такие неисправности относятся к категории усталостного износа.

    В результате работы механизма под большими нагрузками в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых на стыках образуются одиночные или групповые углубления.

    Неисправность устраняется просверливанием отверстий под болты большего диаметра. Эту манипуляцию следует производить как с фланцем, так и с маховиком.

    Течи сальника

    На шейках главного вала установлены два сальника (по одному с каждой стороны). Они предотвращают вытекание масла из-под коренных подшипников. Попадание смазки на ремни ГРМ значительно сокращает срок их службы.

    Утечка сальника может произойти по следующим причинам.

    1. Колебания коленчатого вала.В этом случае внутренняя часть железы изнашивается, и она не плотно прилегает к шее.
    2. Длительные простои на морозе. Если машина долго стоит на улице, сальник высыхает и теряет эластичность. А из-за мороза дубляжет.
    3. Качество материала. Бюджетные детали всегда имеют низкий рабочий ресурс.
    4. Ошибка установки. Большинство механиков устанавливают с помощью молотка, аккуратно набивая сальник на вал. Чтобы деталь проработала дольше, производитель рекомендует использовать предназначенный для этой процедуры инструмент (оправку для подшипников и уплотнений).

    Чаще всего сальники изнашиваются одновременно. Однако, если есть необходимость заменить только один, следует заменить второй.

    Неисправность датчика коленчатого вала

    Этот электромагнитный датчик установлен на двигателе для синхронизации работы системы форсунки и зажигания. Если он неисправен, то двигатель не запускается.

    Датчик коленчатого вала определяет положение кривошипов в мертвой точке первого цилиндра. На основе этого параметра электронный блок управления автомобилем определяет момент впрыска топлива в каждый цилиндр и подачи искры.Пока от датчика не будет получен импульс, искра не образуется.

    Если этот датчик выходит из строя, проблема решается его заменой. Просто выберите модель, которая рассчитана на этот тип двигателя, иначе параметры положения коленчатого вала не будут соответствовать действительности, и двигатель внутреннего сгорания не будет работать должным образом.

    Обслуживание коленчатого вала

    В автомобиле нет деталей, которые не нуждались бы в периодическом осмотре, обслуживании или замене. То же самое и с коленчатыми валами.Поскольку эта деталь постоянно находится под большой нагрузкой, она изнашивается (особенно быстро это происходит, если мотор часто испытывает масляное голодание).

    Для проверки состояния коленчатого вала его необходимо снять с блока.

    Коленчатый вал снимается в следующей последовательности:

    • Сначала нужно слить масло;
    • Далее нужно снять мотор с автомобиля, затем от него отсоединяются все его элементы;
    • Корпус ДВС перевернут поддоном;
    • В процессе разборки крепления коленвала необходимо помнить о расположении крышек коренных подшипников — они разные;
    • Демонтированы крышки опорных или коренных подшипников;
    • Снимается заднее уплотнительное кольцо, и деталь снимается с корпуса;
    • Все коренные подшипники сняты.

    Далее проверяем коленвал — в каком он состоянии.

    Алгоритм проверки коленчатого вала:

    Для определения состояния детали ее необходимо промыть бензином для удаления остатков масла с поверхности и из масляных каналов. После промывки деталь промывается компрессором.

    Далее проверка проводится в следующей последовательности:

    • Осмотр детали проводится: на ней нет сколов, царапин или трещин, а также определяется, насколько она изношена.
    • Все масляные каналы продуваются и продуваются для выявления возможных засоров.
    • Если на шейках шатунов обнаружены потертости и царапины, деталь подлежит шлифовке и последующей полировке.
    • При обнаружении повреждений коренных подшипников их необходимо заменить новыми.
    • Выполнен визуальный осмотр маховика. Если есть механическое повреждение, деталь меняют.
    • Проверяется подшипник, установленный на носке. При дефектах деталь обжимается, а запрессовывается новая.
    • Проверяется сальник крышки распределительного вала. Если автомобиль имеет большой пробег, то сальник необходимо заменить.
    • Заменяется сальник в задней части коленчатого вала.
    • Все резиновые уплотнения проверяются и при необходимости заменяются.

    После осмотра и надлежащего обслуживания деталь возвращается на место, а двигатель собирается в обратном порядке. После завершения процедуры коленчатый вал должен вращаться плавно, без особых усилий и рывков.

    Шлифование коленвала

    Независимо от того, из какого материала сделан коленчатый вал, на нем рано или поздно образуется выработка. На самых ранних стадиях износа, чтобы продлить срок службы детали, ее шлифуют. Поскольку коленчатый вал является деталью, которая должна иметь идеальную форму, процесс шлифовки и полировки должен выполняться понимающим и опытным токарём.

    Он сам сделает всю работу. Только покупка ремонтных шатунных подшипников (они толще заводских) зависит от автовладельца.Детали для ремонта различаются по толщине, бывают типоразмеры 1,2 и 3. В зависимости от того, сколько раз шлифовали коленчатый вал или от степени его износа, приобретаются соответствующие детали.

    Подробнее о работе ДПКВ и диагностике его неисправностей смотрите в видео:

    Вопросы и ответы:

    Где коленвал? Эта деталь находится в корпусе двигателя под блоком цилиндров. Шатуны с поршнями на противоположной стороне прикреплены к шейкам кривошипно-шатунного механизма.

    Как еще называют коленчатый вал? Коленчатый вал — сокращенное наименование. Полное название детали — коленчатый вал. Он имеет сложную форму, неотъемлемыми элементами которой являются так называемые колени. Другое название — колено.

    Что приводит в движение коленчатый вал? Коленчатый вал соединен с маховиком, по которому передается крутящий момент. Эта деталь предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Коленчатый вал приводится в движение попеременным срабатыванием поршней.Топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре и смещает поршень, соединенный с кривошипом коленчатого вала. Из-за того, что одинаковые процессы происходят в соседних цилиндрах, коленчатый вал начинает вращаться.

    АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

    Коленчатый вал: принципы работы, функции, детали, проблемы

    Коленчатый вал — это вращающийся вал, который преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение. Он обычно используется в двигателях внутреннего сгорания для выполнения таких операций.Коленчатые валы состоят из ряда кривошипов и кривошипов, к которым прикреплены шатуны.

    Коленчатый вал по крайней мере с одним валом вращается внутри блока цилиндров. Он вращается с помощью коренных подшипников. Шатуны вращаются внутри шатунов с помощью стержневых подшипников.

    Как делают коленчатые валы

    Коленчатые валы обычно изготавливаются из металла, например, из чугуна. Расплавленный металл заливается в форму во время процесса (литье).

    Современные коленчатые валы изготавливаются из кованой стали, которая используется в некоторых высокопроизводительных двигателях.Это делается путем нагревания стального блока до докрасна. Затем он принимает форму с помощью очень высокого давления.

    Коленчатые валы изготовлены из кованой стали, чтобы противостоять износу и деформации вращательного движения. Используются легированные термообработанные или нитридные стальные материалы. Шапки коленчатого вала также имеют поверхностную закалку.

    Читайте: Компоненты автомобильного двигателя

    Функции

    Коленчатые валы предназначены для более плавного привода огромных двигателей с несколькими цилиндрами.Линейное движение поршней, переходящее во вращательное движение.

    При сгорании топливно-воздушной смеси вырабатывается энергия. Эта мощность преобразуется во вращательное движение коленчатого вала. Поступательное движение поршней через шатун преобразуется в крутящий момент. Затем он передается на маховик

    В валу коленчатого вала просверлены отверстия, через которые в двигатель подается масло. Это масло сглаживает движения. Противовесы помогают отрегулировать каркас и уменьшить вес шатуна.

    Коленчатые валы также работают как несущие, поскольку в процессе работы они выдерживают некоторую нагрузку. Одна из нагрузок — это сильное напряжение изгиба и скручивания.

    Поскольку вращательное движение коленчатого вала постоянно ускоряется и замедляется, добавляются дополнительные нагрузки от крутильных колебаний. Подшипники также подвержены высокому износу.

    Компоненты и конструкция коленчатого вала

    В состав коленчатого вала входят:

    • Главные журналы
    • Шатун
    • Шатуны
    • Противовесы

    Коренные шейки несут коренные подшипники и определяют ось вращения вала.

    Шатун позволяет прикрепить к нему шатун.

    Шатуны соединяют шейки кривошипа с главными шейками.

    Противовесы обеспечивают балансировку и крепятся к стенкам.

    Конструкция коленчатого вала основана на горючести двигателя и количестве цилиндров. Это также определяется конструкцией двигателя, количеством подшипников коленчатого вала и величиной хода.

    Смазка коленчатого вала

    Смазка играет важную роль в повышении эффективности двигателя, так как его рабочий механизм включает в себя ограждение двух металлических частей.Предотвращение ненужного износа коленчатого вала, коренные шейки и шейки шатунов ездят на масляной пленке. Эта масляная пленка находится на опорной поверхности.

    Масло к коренному подшипнику подается через масляные каналы от блока цилиндров. Он ведет к каждому седлу коленчатого вала, а соответствующее отверстие в вкладыши подшипника собирает масло в шейку.

    Как работает коленчатый вал

    Работать с коленчатым валом довольно интересно и легко. Между центром коренной шейки и центром пальца коленчатого вала есть расстояние.Это расстояние известно как радиус кривошипа или ход кривошипа. Его измерение определяет диапазон хода поршня при вращении коленчатого вала.

    Расстояние от верха до низа называется штрихом. Ход поршня в два раза больше радиуса кривошипа.

    Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера и поддерживается фланцем маховика. Этот фланец представляет собой прецизионно обработанную деталь, которая крепится болтами к маховику. Его большая масса обеспечивает плавную пульсацию поршней, срабатывающих в разное время.

    Вращение маховика передается через маховик, трансмиссию и главную передачу на колеса. Коленчатые валы привинчены к зубчатому венцу в автоматическом приводе. Он несет гидротрансформатор и передает его в автоматическую коробку передач.

    Для большего понимания посмотрите видео о том, как работает коленчатый вал:

    Распространенные неисправности коленчатого вала

    Проблемы с коленчатым валом возникают редко, только если двигатель находится в экстремальных условиях.Компонент двигателя надежен и крепок, но некоторые общие неисправности включают:

    Изношенные шейки : возникает при недостаточном давлении масла. Шейки коленчатого вала контактируют с опорными поверхностями. Это постепенно увеличивает зазор и ухудшает давление масла.

    Изношенные шейки могут вызвать серьезные проблемы с двигателем, если не будут приняты соответствующие меры. Это приводит к разрушению подшипников и огромному повреждению двигателя.

    Усталость : это когда постоянные силы на коленчатом валу приводят к переломам.Эта проблема обычно возникает на стыке журналов и перемычки.

    Гладкий радиус галтеля имеет решающее значение для исключения слабых мест, которые приводят к усталостным трещинам. Трещины на коленчатом вале можно проверить с помощью магнитной сварки.

    что такое автомобильное шасси и его значение?

    Надеюсь, вы многое узнали из этой статьи. Он содержит функции, типы, проблемы, детали и принцип работы коленчатого вала. Просьба комментировать, делиться и рекомендовать этот сайт другим студентам технических специальностей.Спасибо!

    Детали, функции, типы, схемы и многое другое

    [PDF]

    Из этой статьи вы узнаете , что такое коленчатый вал? как это работает? Его типов , частей, функция и многое другое подробно объясняется с помощью диаграмм . Кроме того, вы можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.

    Что такое коленчатый вал?

    Коленчатый вал является важной частью системы передачи энергии.В котором возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение с помощью шатуна.

    Коленчатый вал состоит из шатунов, шатунов (шатуны или щеки), балансировочных грузов и коренных шеек. Большой конец шатуна прикреплен к шатунной шейке коленчатого вала.

    Во время одного хода межосевое расстояние между шатунной шейкой и коленчатым валом составляет половину рабочего объема поршня. Таким образом, за один полный оборот коленчатого вала приходится два хода поршня.

    Части коленчатого вала

    Ниже приведены основные части коленчатого вала со схемой:

    1. Шатун
    2. Коренные шейки
    3. Шатун
    4. Противовесы
    5. Упорные шайбы
    6. Упорные шайбы
    7. фланец

    1. Шатун

    Шатун — это механическая часть двигателя. Это позволяет очень прочно прикрепить шатун к коленчатому валу.

    Поверхность шатунной шейки цилиндрическая, чтобы передать вращающее усилие большому концу шатуна. Они также известны как шейки шатунов.

    2. Основные журналы

    Журналы прикреплены к блоку двигателя. Эти подшипники удерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение внутри блока цилиндров. Это подшипник скольжения или подшипник скольжения. Основные подшипники различаются от двигателя к двигателю, часто в зависимости от сил, создаваемых двигателем.

    3. Шатун

    Шатун — самая важная часть коленчатого вала. Шатунная шейка соединяет коленчатый вал с шейками коренных подшипников.

    4. Противовесы

    Противовесы — это груз, который прикладывает противоположную силу, что обеспечивает балансировку и устойчивость коленчатого вала. Они установлены на шейке кривошипа.

    Причина установки противовесов в коленчатый вал заключается в том, что они могут устранить реакцию, вызванную вращением. И это очень полезно для достижения более высоких оборотов и облегчения работы двигателя.

    5. Упорные шайбы

    В некоторых местах предусмотрены две или более упорных шайб для предотвращения продольного перемещения коленчатого вала. Эти упорные шайбы устанавливаются между обработанными поверхностями перемычки и седла коленчатого вала.

    С помощью упорных шайб можно легко поддерживать зазор и помогает уменьшить боковое смещение коленчатого вала. Во многих двигателях они изготавливаются в составе коренных подшипников, обычно в более старых типах используются отдельные шайбы.

    6.Масляный канал и сальники

    Масляный канал коленчатого вала передает масло от шейки коренных подшипников к шейкам шатуна. Обычно отверстие просверливается на шейке кривошипа. Когда шатунная шейка находится в верхнем положении и силы сгорания толкают шатун в нижнее положение, это позволяет маслу проникать между шейкой и подшипником.

    Коленчатый вал с обоих концов выходит за пределы картера. Это вызывает утечку масла с этих концов. Так, чтобы масло не попало в эти отверстия, предусмотрены сальники.На переднем и заднем концах соединены два основных сальника.

    1. Передние масляные уплотнения: Они очень похожи на задние масляные уплотнения. Однако его выход из строя менее разрушителен, и он более легкодоступен. Передний сальник будет установлен за шкивом и шестерней привода ГРМ.
    2. Задние масляные сальники: Они размещаются внутри основных шейек и маховиков. Он вставляется в отверстие между блоком двигателя и масляным поддоном. Сальник имеет фасонную кромку, которая плотно удерживается в коленчатом валу пружиной, называемой подвязкой.

    7. Фланец крепления маховика

    В большинстве случаев коленчатый вал прикрепляется к маховику через фланцы. Диаметр конца колеса коленчатого вала больше диаметра другого конца. Это дает фланцевую поверхность для установки маховика.

    Конструкция коленчатого вала

    Внутри коленчатого вала он состоит из коренных подшипников, также называемых коренными шейками. Коленчатый вал поддерживается коренным подшипником на коренных шейках. Для уравновешивания в направлении, противоположном направлению кривошипа, создается сбалансированная нагрузка.

    Коленчатый вал обычно изготавливается из легированной стали путем литья или ковки, обрабатывается и заземляется, чтобы получить подходящие шейки для шатуна и коренного подшипника.

    Он должен быть достаточно сильным, чтобы выдерживать давление поршней во время рабочего хода без чрезмерного искажения. Кроме того, его необходимо тщательно сбалансировать, чтобы исключить чрезмерную вибрацию, возникающую из-за веса кривошипов со смещением.

    В коленчатом валу просверлены масляные каналы, по которым масло может течь от коренного подшипника к подшипнику шатуна.

    Функция коленчатого вала

    Передний конец коленчатого вала несет шестерню или звездочку, гаситель колебаний и шкив ремня вентилятора. Шестерня или звездочка приводит в действие распределительный вал, а гаситель колебаний предназначен для управления крутильными колебаниями.

    Ременный шкив вентилятора приводит в движение вентилятор двигателя, водяной насос и генератор с помощью клинового ремня. Задний конец коленчатого вала несет маховик. Инерция маховика заставляет коленчатый вал вращаться с постоянной скоростью.

    Количество коренных подшипников зависит от конструкции двигателя и цилиндров.Чем больше коренной подшипник, тем меньше вероятность вибрации и перекоса коленвала заданного размера.

    Подшипник должен быть достаточным, чтобы поддерживать вал и обеспечивать одну из самых высоких жесткости между каждой шатунной шейкой. Компромисс состоит в том, чтобы иметь 3 основных подшипника на 4-цилиндровом двигателе и 4 на 6-цилиндровом двигателе.

    Для уменьшения вибрации в двигателе коленчатый вал и маховик балансируются отдельно. При совместной установке их часто проверяют на устойчивость. Балансировка необходима для предотвращения повреждения двигателя, особенно подшипников.

    Типы коленчатых валов

    Ниже приведены типы коленчатых валов:

    1. Полностью собранный вал
    2. Полуавтоматический вал
    3. Сварные валы
    4. Сплошной цельный вал
    5. Кованый коленчатый вал
    6. Коленчатый вал
      7. литой Коленчатый вал Коленчатый вал литой 1. Полностью собранный вал

      Коленчатые валы этих типов изготавливаются путем сборки частей по частям. При этом все компоненты подвергаются горячей посадке после процесса изготовления.Этот тип коленчатого вала используется в старых двигателях.

      Состоит из отдельной шейки кривошипа, шатунной шейки и основных шейек. Этот шатун и шейки обрабатываются и расточены в шейке кривошипа. Они немного меньше в диаметре.

      Перемычки кривошипа были нагреты и вставлены в шейки кривошипа и отверстия под шейку (которые увеличились в размерах из-за нагрева). По мере охлаждения шейки кривошипа диаметр ствола скважины будет стремиться вернуться к своему первоначальному размеру.

      2. Полуавтоматический вал

      Коленчатые валы этих типов не изготавливаются путем сборки различных деталей, в отличие от полностью собранных валов.Шатуны кривошипа полностью кованы и пригнаны к общим подшипникам.

      Шатуны подвергаются дальнейшей механической обработке для получения гладкой поверхности. Преимущество использования этого метода горячей посадки состоит в том, чтобы изготавливать две перемычки и шатуны с помощью одной поковки. Толщина шатунов уменьшена. В шатунной шейке просверливается отверстие, что снижает вес без ущерба для прочности.

      Полуавтоматический коленчатый вал легче полностью собранного коленчатого вала. Коленчатый вал способен выдерживать высокие нагрузки и, следовательно, выдерживать высокие напряжения сдвига и изгиба.Эти типы также встречаются в некоторых быстроходных двигателях.

      3. Сварной вал

      Эти приварные валы изготавливаются путем сборки шейки кривошипа, шатунной шейки и основных шейек с обеих сторон. Их выковывают, а затем сваривают с помощью дуговой сварки под флюсом.

      После сварки цапфы были механизированы и механизированы. Благодаря использованию непрерывного потока зерна полотно можно сделать тоньше. Это может привести к уменьшению коленчатого вала.

      Сварной коленчатый вал позволяет значительно снизить вес.Ширина и толщина перемычек уменьшаются. Таким образом, обеспечивается большая длина подшипников.

      4. Сплошной цельный вал

      Коленчатые валы этих типов изготавливаются методом ковки или литья в виде цельного вала. Они используются как в тихоходных, так и в высокоскоростных двигателях.

      Он состоит из нескольких частей и разливается вместе с болтами на встроенных фланцах. Он рассчитан на то, чтобы выдерживать нагрузку при стрельбе и циклическом натяжении. Коленчатый вал испытывает напряжение из-за перекоса, крутильной и осевой вибрации коренных подшипников.

      5. Кованый коленчатый вал

      Они намного прочнее литых кривошипов. Кованые кривошипы обычно используются в двигателях с высокими нагрузками и примерно в 16-клапанных двигателях. Они созданы совершенно по-разному.

      Набор штампов изготавливается примерно по размеру кривошипа. Они опираются на большой гидравлический пресс с усилием зажима в несколько тонн. После закрытия штампа металл очень плотно прижимается.

      Эти типы коленчатых валов прочнее и долговечнее.Кованые коленчатые валы реагируют на термическую обработку и, таким образом, обеспечивают лучшую стабильность размеров.

      6. Коленчатый вал литой

      Эти типы коленчатых валов используются уже давно. Обычно встречается в различных дизельных и бензиновых двигателях. Как правило, они изготавливаются из ковкого чугуна путем литья.

      Они очень дешевы в изготовлении и хорошо работают, поэтому производители часто выбирают их. Литой коленчатый вал выдерживает нагрузки со всех сторон, поскольку структура металлического зерна однородна и случайна.

      7. Коленчатый вал из заготовки

      Кривошип из заготовки может быть лучшим типом кривошипа в вашем двигателе. Для изготовления таких кривошипов обычно используется сталь. Сюда входят никель, хром, алюминий, молибден и другие элементы.

      Кривошипы для заготовок знакомы из-за кратчайшего времени обработки коленчатого вала. Кроме того, они нуждаются в минимальном балансе из-за единообразной конструкции материала.

      Неисправности коленвала

      Проблемы на коленвале возникают очень редко. Это происходит, когда двигатель находится в экстремальных условиях.Детали двигателя прочные и прочные. Но они связаны с некоторыми основными неисправностями:

      1. Изношенные шейки
      2. Усталость

      1. Изношенные журналы

      Обычно это происходит при недостаточном давлении масла. Если коленчатый вал соприкасается с поверхностями подшипников скольжения, это постепенно увеличивает зазор и ухудшает давление масла.

      Если не принять меры, изношенные шейки могут вызвать серьезные проблемы для двигателя. Это разрушает подшипники и вызывает серьезные повреждения двигателя.

      2. Усталость

      Это происходит, когда постоянное усилие на коленчатый вал приводит к поломке. Эта проблема обычно возникает на сопряжении, в котором задействованы журнал и полотно.

      Гладкая поверхность галтеля необходима для исключения слабых мест, вызывающих усталостные трещины. Трещины можно проверить с помощью магна-флюса на коленчатом валу.

      Применения коленчатого вала

      Коленчатый вал обычно используется в двигателе для преобразования возвратно-поступательного движения в круговое движение, что значительно упрощает использование энергии или мощности.

      Коленчатый вал — фактически сердце двигателя внутреннего сгорания. Коленчатый вал отвечает за правильную работу двигателя. В некоторых случаях это также экономит энергию для перемещения поршня для тактов сжатия, всасывания и выпуска.

      В завершение

      Сбалансированный коленчатый вал может обеспечить бесперебойную работу вашего двигателя, обеспечить большую мощность, меньшие потери энергии и снизить вибрацию двигателя. Он в основном используется для преобразования линейного движения в скорость вращения.

      Надеюсь, что я рассказал все о коленчатых валах.Если у вас есть сомнения по поводу этой статьи «, детали коленчатого вала , и функция », вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями.

      Наконец, подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем последние сообщения.

      И вы можете загрузить эту статью в формате PDF , нажав здесь.

      Подробнее в нашем блоге:

      1. Клапаны двигателя: типы, работа и механизм клапана
      2. Какие типы прокладок? И его применение в автомобильном двигателе
      3. Три основных типа регуляторов, используемых в автомобильном двигателе

      FAQ

      Что такое коленчатый вал и как он работает?

      Коленчатый вал является важной частью системы передачи энергии.При этом возвратно-поступательное движение поршня превращается во вращательное движение за счет применения шатуна. Коленчатый вал должен иметь высокую усталостную прочность и износостойкость для обеспечения длительного срока службы.

      Для чего нужен коленчатый вал?

      Коленчатый вал в основном используется в двигателе для преобразования возвратно-поступательного движения в круговое движение, что значительно упрощает использование энергии или мощности. Он вращается внутри блока цилиндров за счет коренных подшипников.

      Какова функция кривошипа?

      Кривошип — это рычаг, прикрепленный под прямым углом к ​​вращающемуся валу, благодаря которому от вала передается круговое движение.Когда он используется с шатуном, он преобразует круговое движение в возвратно-поступательное или наоборот.

      Какие бывают типы коленчатого вала?

      Ниже приведены основные типы коленчатого вала: полностью собранный вал, полуавтоматический вал, сварные валы, цельный цельный вал, кованый коленчатый вал, литой коленчатый вал и коленчатый вал с заготовкой.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *