Коленчатый вал двигателя: то, что делает двигатель двигателем

Содержание

что это такое и какую функцию он выполняет?

Двигатель внутреннего сгорания — это сердце любого современного автомобиля.

Этот агрегат состоит из нескольких основных элементов:

  • цилиндров;
  • поршней;
  • коленчатого вала;
  • маховика.

Все вместе они образуют кривошипно-шатунный механизм. Кривошип, он же коленчатый вал (Crank Shaft) или попросту — коленвал, выполняет весьма важную функцию — преобразует поступательное движение, создаваемое поршнями, в крутящий момент. Когда на тахометре стрелка приближается к 2000 оборотов в минуту, это говорит о том, что коленвал совершает именно такое количество оборотов. Ну а дальше этот момент передается через сцепление на трансмиссию, а от нее на колеса.

Устройство

Как известно, поршни в двигателе перемещаются неравномерно — одни находятся в верхней мертвой точке, другие в нижней. Поршни связаны с коленвалом с помощью шатунов. Чтобы обеспечить такое неравномерное перемещение поршней коленвал, в отличие от всех других валов в автомобиле — первичного, вторичного, рулевого, газораспределительного, — имеет особую искривленную форму. Поэтому он и назван кривошипом.

Основные элементы:

  • коренные шейки — расположены по оси вала, они при вращении не смещаются и находятся в картере двигателя;
  • шатунные шейки — смещены от центральной оси и во время вращения описывают круг, именно к ним на шатунных подшипниках крепятся шатуны;
  • хвостовик — на нем закреплен маховик;
  • носок — на нем крепится храповик, которым прикручен шкив привода ГРМ — на шкив надевают ремень генератора, он же, в зависимости от модели, приводит во вращение лопасти насоса ГУРа, вентилятора кондиционера.

Также важную роль выполняют противовесы — благодаря им вал может по инерции вращаться. Кроме того, в шатунных шейках просверлены масленки — масляные каналы, по которым поступает моторное масло для смазки подшипников. В блоке мотора коленвал крепится с помощью коренных подшипников.

Раньше часто применялись сборные коленвалы, однако от них отказались, так как из-за интенсивного вращения в местах соединения составных частей возникают огромные нагрузки и ни один крепеж не может их выдержать. Поэтому сегодня применяют в основном полноопорные варианты, то есть вырезанные из одного куска металла.

Процесс их производства довольно сложный, ведь нужно обеспечить микроскопическую точность, от которой будет зависеть работоспособность двигателя. При производстве используют сложные компьютерные программы и лазерное измерительное оборудование, способное определить отклонение буквально на уровне сотых частей миллиметра. Также огромное значение имеет точный расчет массы коленвала — ее вымеряют до последнего миллиграмма.

Если описывать принцип действия коленвала, то он полностью соответствует фазам газораспределения и тактам работы 4-тактного ДВС, о которых мы уже ранее рассказывали на Vodi.su. То есть, когда поршень находится в верхней точке, сочлененная с ним шатунная шейка тоже находится над центральной осью вала, и по мере вращения вала перемещаются все 3-4, а то и 16 поршней. Соответственно, чем больше цилиндров в двигателе, тем более замысловатую форму имеет кривошип.

Сложно представить себе, какой размер имеет коленчатый вал в двигателе карьерных самосвалов, о которых мы тоже рассказывали на нашем сайте Vodi.su. Например на БелАЗе 75600 установлен двигатель объемом 77 литров и мощностью 3500 л.с. Мощный коленвал приводит в движение 18 поршней.

Шлифовка коленвала

Коленвал — вещь очень дорогая, тем не менее из-за трения он со временем приходит в негодность. Чтобы не покупать новый, его шлифуют. Работу эту могут выполнять только высококлассные токари, у которых есть соответствующее оборудование.

Вам же нужно будет приобрести комплект ремонтных шатунных и коренных вкладышей. Вкладыши продаются практически в любом магазине запчастей и идут под обозначениями:

  • Н (номинальный размер) — соответствуют параметрам нового кривошипа;
  • Р (Р1, Р2, Р3) — ремонтные вкладыши их диаметр на несколько миллиметров больше.

Исходя из размера ремонтных вкладышей, токарь-моторист точно измеряет диаметр шеек и подгоняет их под новые вкладыши. Для каждой модели определен шаг ремонтных вкладышей.

Вы же продлить срок службы коленчатого вала можете путем применения качественного моторного масла и своевременной его замены.

Загрузка…

Поделиться в социальных сетях

Коленчатые валы для дизельных двигателей

Коленчатый вал считается одним из наиболее важных составляющих силового агрегата транспортного средства. Он находится в цилиндровом блоке и способствует преобразованию возвратно-поступательного движения поршней в крутящий момент. Дальше момент через трансмиссию поступает на колеса транспортного средства. Одним из крупнейших производителей отечественных дизельных силовых агрегатов остается ЯМЗ. Моторы от Ярославского завода нашли свое применение в различных отраслях автомобильной промышленности и сельскохозяйственной деятельностью.

Среди гаммы силовых агрегатов особенно стоит выделить V- образные двигатели ЯМЗ-236, 238, а также новую линейку рядных силовых установок ЯМЗ-534, 536 и 650.Основным из достоинств отечественного дизеля считается широкий мощностной диапазон, а также отличная ремонтопригодность. Так как коленвал во время работы ДВС испытывает большие нагрузки, потребность в его ремонте, а иногда даже замене, возникает нередко.

Какую работу выполняет коленчатый вал

Коленвал – достаточно сложная деталь, состоящая из шатунных шеек, расположенных на одной оси колен, и соединенных специальными щеками. Как правило, он цельный, поэтому вал можно смело называть деталью. Посредством шейки шатунов обеспечивается его соединение с поршнями для совершения поступательно-возвратных действий при сгорании топлива.


Так как коленчатый вал работает в тяжелых условиях и совершает большое количество оборотов, к нему выдвигают особые требования по материалам и технологии изготовления. Обычно коленвал для двигателя отливают из высокопрочного чугуна, но также часто используют сталь. Кованые коленчатые валы способны выдержать большую нагрузку, поэтому их чаще всего ставят на турбированные силовые агрегаты.

Конструкция коленвала:

·         коренные шейки – служат опорой конструкции на подшипниках;

·         шатунные шейки – и опора, и элемент соединения с шатунами;

·         щеки – объединяют между собой оба вида шеек;

·         выходная часть – на ней устанавливается шкив или шестерня, отбирающая мощность двигателя;

·         противовесы – снижают нагрузку центробежных сил на подшипники.

За вращение коленвала в опорах, а шатунов в шейках отвечают тонкостенные металлические вкладыши, изготовленные из стальной ленты и получившие антифрикционный слой. Кроме подшипников скольжения предусмотрен еще упорный подшипник скольжения, предотвращающий осевое перемещение коленвала.


Возвращаясь к дизельным моторам производства ЯМЗ, в частности к ЯМЗ-236, 238, следует отметить, что во всех модификациях ДВС этого семейства коленчатый вал изготавливают из стали 50Г. Исключением считается только ЯМЗ-240, в котором вал изготовлен с применением легированных хромом и ванадием сплавов. Деталь производится методом ковки с шейками и укреплением посредством методики азотации. Отличается наличием четырех опорных точек и противовесов. Еще одна особенность двигателя – бронзовые подшипники скольжения.

Преимущества азотирования

При изготовлении коленвала для ЯМЗ с целью повышения прочности и износостойкости его закаливают с последующим отпуском до уровня твердости 229-269. За счет токов высокой частоты отдельно закаливаются поверхности шеек и места установки сальников. Также укрепляются методом азотации.

В результате такая деталь становится:

·         выносливей в два раза – реальный ресурс свыше 700 тыс. км пробега;

·         экономной – для азотированного коленвала периодичность замена вкладышей сокращена на 60%;

·         надежной – риск кустарного ремонта в сервисном центре исключен.

Основной критерий выработки всего заложенного производителем ресурса – четкое соблюдение регламента и следованием основным рекомендациям по выбору и замене смазочного материала.

Причины поломки

Сама по себе деталь надежная и выносливая, но ряду причин способна изнашиваться интенсивней. Обычно к этому приводит повышенная нагрузка на силовой агрегат, а также масляное «голодание». В редких случаях коленвал ЯМЗ турбо заклинивает, что становится следствием повышенного трения и чрезмерного нагрева подшипников. Но если это происходит, требуется капитальный ремонт двигателя. Чтобы предотвратить «голодание», необходимо следить за качеством и уровнем смазочного материала в системе. Особенно важна работоспособность масляного насоса.

Еще одна возможная причина поломки – наличие трещин как в головке блока цилиндров, так и в самом блоке. Так в моторное масло может попасть вода или топливо, что сильно ухудшает свойства смазочного материала. Это в свою очередь приводит к ухудшению отвода тепла и качества смазки основных компонентов. В результате водитель может обнаружить специфический стук во время работы двигателя, появление вибраций, что объясняется образованием люфта и увеличением реального зазора вала.

Возможные неисправности

Ресурс современных дизельных двигателей при соблюдении правил эксплуатации и обслуживания ощутимо большой. Но следует понимать, что даже наличие малейших повреждений на шатунах приводит к преждевременному износу вала.


Рассмотрим самые распространенные дефекты:

1.       Задиры. Появляются в том случае, если использовалось некачественное и неподходящее моторное масло. Также к такой проблеме приводит нарушение сроков смены материала вместе с фильтром.

2.       Царапины на шейках вала. Небольшие царапины удаляются полировкой, дефекты размеров свыше 5 микрон устраняются только путем шлифовки на один ремонтный размер.

3.       Прогиб вала. Такой вал подлежит восстановлению – его выпрямляют. Характерная неисправность для моторов тяжелой спецтехники, в которой установлены ДВС с недостаточно качественными валами.

4.       Трещины. Самый опасный дефект, ведь трещина способна привести к усталостному излому. Обнаружить трещину смогут специалисты во время диагностики мотора. Они видны невооруженным глазом или же для их обнаружения используется магнитный дефектоскоп.

Исходя из всего вышесказанного, нетрудно догадаться, что своевременная поездка на диагностику – верный способ избежать капитального ремонта. Ведь проще устранить неисправность в начале ее зарождения, нежели после капиталить мотор.

Способы ремонта

Методика восстановления коленвала МАЗ или ЯМЗ определяется после диагностики двигателя. Если обнаружена несущественная деформация или выработка шеек, то ремонт сводится к перешлифовке деталей к следующему ремонту размеру под соответствующие вкладыши. При выявлении глубоких задир допускается шлифовка с пропуском одного ремонтного размера.

Редко, но на практике случается так, что коленчатый вал «лопается» или на нем образуются трещины. Что касается последнего случая, то независимо от того, какой коленвал установлен в двигателе ЯМЗ-236 или 238, он не подлежит восстановлению. Потребуется установка нового коленчатого вала ЯМЗ. Не стоит пытаться самостоятельно отремонтировать деталь – лишняя трата времени и сил. Также не смогут помочь и профессиональные автомеханики, ведь технологии ремонта с такой неисправностью просто не существует.

повреждение, симптомы, ремонт и расходы

Что делать, если коленвал неисправен?

Повреждение коленчатого вала встречается редко в современных автомобилях, но тем не менее все же происходит время от времени. Стоит ли в этом случае ремонтировать автомобиль (стоит ли игра свеч)? Какими затратами обернется ремонт коленвала? Отвечаем на наиболее важные вопросы. 

 

Смотрите также: Сломался датчик положения распредвала: симптомы, ремонт, затраты

 

Коленчатый вал – важный элемент двигателя внутреннего сгорания. Это та деталь, которая превращает кинетическую энергию, получаемую при сгорании топлива в двигателе, в механическую. Также коленвал служит связующим звеном между двигателем и коробкой передач, которая в свою очередь распределяет крутящий момент на колеса. К сожалению, если коленвал выходит из строя из-за дефекта, дорогостоящего ремонта не избежать. 

 

Дефект коленчатого вала: причины и симптомы

 

В современных машинах повреждение коленвала стало довольно-таки редким явлением. Обычно коленчатый вал может выйти из строя в основном по двум причинам: нехватка моторного масла и превышение нагрузки на двигатель. Последняя причина современным машинам не грозит, поскольку электроника контролирует все функции двигателя и отключает подачу топлива, когда двигатель начинает испытывать повышенную нагрузку. Особенно эта защита актуальна, когда стрелка на тахометре находится на красной отметке.

 

Получается, подобная защита является своеобразным электронным ограничением оборотов двигателя, точно так же как работает электронный ограничитель скорости, встроенный во все современные автомобили. 

 

Чаще же всего убить коленвал можно нехваткой моторного масла. Когда коленвалу не хватает смазки, это разрушает шатунные подшипники и затем более крупные основные подшипники, в которых вращается коленвал. Однако для наступления фактического ущерба от нехватки масла требуется довольно много времени – примерно до четверти часа, до тех пор, пока остаточное моторное масло в герметичных подшипниках не будет полностью использовано. В такой ситуации из-за сухого трения начнется разрушение подшипников и износ коленвала.

Но почему в современных автомобилях поломка коленвала – более редкое явление, чем в старых машинах? Все дело в том, что во многих современных машинах двигатели оснащены турбиной, которая быстрее выйдет из строя в случае острой нехватки моторного масла. Так что, по сути, коленвал не успеет получить критичный износ.

 

Тем не менее в некоторых современных автомобилях все же случается поломка коленвала, которая, как правило, дает о себе знать грохотом (громким стуком). 

 

 

 

 

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

 

К сожалению, ремонт коленвала – очень сложный процесс, который могут делать не многие технические центры. Ведь в этом случае нужна шлифовка коленчатого вала на специальном оборудовании. Вот виды возможных работ при восстановлении изношенного вала:

 

  • чистка каналов
  • замена подшипников

 

Также в некоторых случаях старый коленвал может нуждаться в термообработке. А иногда нужна балансировка коленвала. К сожалению, для этих работ требуются специалисты высокого класса, а также дорогостоящее оборудование. 

 

Также не забывайте, что, прежде чем приступить к ремонту коленвала, нужно его еще демонтировать, а после ремонта поставить на место. Для многих автомобилей это обходится в круглую сумму, так что в итоге будет проще купить новый коленвал, чем ремонтировать старый. Вот для примера расценки на ремонт коленвала в одном из автосервисов Москвы. Причем это еще не высокие ценники. 

 

Логично, что раз придется разбирать мотор, то вместе с ремонтом коленвала придется также проводить и другие работы. В этом случае восстановление работоспособности коленвала может вылиться автовладельцу в круглую сумму. В некоторых случаях будет проще купить контактный подержанный мотор. Можно также обратиться в специализированные компании, которые занимаются восстановлением моторов. В таких компаниях вы можете приобрести уже готовый восстановленный двигатель на свою машину. В этом случае, чтобы уменьшить стоимость восстановленного мотора, вы можете сдать двигатель со сломанным коленвалом в качестве зачета в стоимость восстановленного. 

 

Структура и функция коленчатого вала

 

Если вы хотите понять функцию коленвала, то, чтобы это было проще, вспомним, что такое велосипедные педали, которые соединены между собой специальным валом. Ваши ноги при вращении педалей выполняют точно такую же роль, которую играют в двигателе поршни, прикрепленные к шатунам, толкающим коленвал. На велосипеде, чтобы вращать колеса, вам нужно крутить педали вверх и вниз.

По сути, наши ноги на велосипеде (если их сравнивать с конструкцией двигателя) представляют собой два поршня с шатунами, которые ходят вверх и вниз в двухцилиндровом моторе. Вместо же звездочки, которая, вращаясь от движения педалей, передает по цепи крутящий момент на заднее колесо, в двигателях внутреннего сгорания используется коленвал, который и преобразует энергию, получаемую от хода поршней и шатунов, в механическую. С одной стороны коленвала расположен маховик, который передает крутящий момент на коробку передач. 

 

Коленчатый вал должен выдерживать высокие нагрузки

 

Сегодня в современных автомобилях в двигателях используется коленвал, с каждой стороны которого находится подшипник. Со временем подшипники изнашиваются и между ними и поверхностью коленвала появляется люфт, что приводит к износу коленвала. 

К счастью, современная конструкция двигателя способна долгое время выдерживать большие нагрузки. В том числе способны выдерживать нагрузку и современные коленчатые валы. Например, в дизельном современном двигателе каждый ход шатуна испытывает от воспламенения топлива нагрузку в 10 000 кг, которая, естественно, передается на коленвал. 

 

Смотрите также: Двигатели, в которых могут загнуться клапана: Зачем они нужны

 

Итак, на короткое время в одно мгновенье на шатуне присутствует сила, эквивалентная десяти тоннам, которая воздействует на коленвал. И это мы говорим только об одном шатуне. Вы представляете, какую нагрузку получает коленвал в восьмицилиндровом моторе? 

 

И это еще не все. В зависимости от конструкции двигателя коленчатые валы также подвержены вибрациям. Поэтому многие автопроизводители стараются сделать коленчатые валы достаточно прочными и долговечными. Например, коленвал может быть изготовлен из высококачественной стали. Особенно для мощных турбированных высокооборотистых дизельных двигателей.

Для атмосферного (нетурбированного) бензинового двигателя коленвал может быть уже не столь прочен. Поэтому производители часто еще недавно многие коленчатые валы изготавливали из чугуна. Сегодня же в мире наблюдается тенденция по снижению веса автомобиля. В первую очередь двигателя.

 

Смотрите также: Почему двигатели автомобилей не плавятся?

 

В итоге вместо чугунных блоков двигателя во многих современных авто стали использоваться блоки цилиндров из алюминия. Также производители стали использовать облегченные поршни и шатуны. Не обошла эта мода на легкое и коленчатые валы, которые также заметно полегчали. Все это, конечно, не добавляет машине надежности и увы, не гарантирует долгий срок службы двигателя.

Коленвал — стоимость коленчатого вала двигателя в UM

Коленчатый вал — сложная стальная или чугунная деталь двигателя, изготовленная методом литья или ковки из специальных марок стали или высокопрочного чугуна.

Назначение механизма заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений поршней системы в крутящий момент, который передается на маховик, вращающий шестеренки трансмиссии. Полуоси ведущих колес принимают вращение.

Деталь изготавливается под определенную марку двигателя.

Как купить коленчатый вал UM?

United Motors на протяжении почти двух десятков лет занимается производством сложных деталей двигателей для ремонтных мастерских, дистрибьюторов или физических лиц.

Приобрести коленчатый вал двигателя от торговой марки UМ могут и обычные владельцы машин отечественного автопрома, иномарок или спецтехники. Специалисты автосервисов и продающие организации в России сотрудничают с United Motors более 12 лет.

Производство изготавливает коленвалы для двигателей легковых, грузовых автомобилей, включая категорию специального транспорта.

В каталоге присутствуют детали для мощных двигателей MAN и Scania, отечественных КАМАЗ, легковых Нив и KIA, премиальных Mercedes, BMW и др. За годы работы с ассоциациями ремонтных мастерских United Motors надежно закрепился на российском рынке поставщиков, демонстрируя высокое качество сложных и простых механизмов для сердца машины.

На главном сайте United Motors можно ознакомиться с ассортиментом по каталогу, чтобы заказать коленвал для моторов ЯМЗ, УМЗ, ЗМЗ, МТЗ или других брендов. Чтобы выполнить быстро подбор коленвала, достаточно в поиске указать код двигателя.

Купить коленвал United Motors можно у официальных партнеров —  компаний, которые специализируются на услугах автосервиса или у дилеров.

Коленчатый вал автомобиля — важный элемент в системе двигателя, на качестве которого экономить недопустимо. Деталь изготавливается из определенных марок стали и чугуна, методами, которые обеспечивают механизм необходимой износостойкостью.

Узнавать цену детали и возможные варианты доставок по России нужно у дистрибьюторов, контакты которых указаны на сайте. Это поможет избежать подделок и купить коленвал на двигатель, который прослужит долгое время и позволит наслаждаться поездками на любые расстояния. На коленвал цена актуальная у дистрибьюторов. Обратившись к нужному дилеру в своем регионе вы экономите время и деньги на доставке, так как нужные детали уже находятся у них на складе.

При необходимости можно выполнить индивидуальный заказ коленчатого вала или забрать со склада у дистрибьютора быстро связавшись с менеджером в чате на сайте, по телефонам или по контактам на странице Дистрибьюторы.

Когда нужно менять коленчатый вал (коленвал)

Коленчатый вал или иначе, коленвал – важный элемент поршневого двигателя. Его функция сводится к передаче крутящего момента от силового агрегата к коробке передач, и далее на полуось или кардан.
Это не дешевый и в то же время достаточно надежный узел, так как при изготовлении задействуют высокопрочный материал – легированную сталь. Вал находится внизу силового агрегата и защищен картером, которым заполнен моторным маслом.

Коленвал – наиболее нагруженная часть двигателя. Поэтому не редки случаи поломки и выхода из строя этого не простого в ремонте узла.

Основными причинами, приводящими к неисправностям и износу коленвала, являются: отсутствие надлежащего контроля уровня масла в двигателе и продолжительная работа силового агрегата на повышенных оборотах.

При превышении допустимого износа коленчатого вала, мотор не в состоянии развить максимальную мощность, давление масла, в таком случае, остается пониженным даже при штатных оборотах. Для недопущения заклинивания, этот элемент снимается, производится дефектовка и последующий ремонт.

Износ коленвала характеризуется возникновением следующих симптомов:

  • — загорание значка контроля давления масла в виде «масленки».
    Свидетельствует о низком давлении масла;
  • — металлический стук во время работы мотора на средних и повышенных оборотах.
    Частота увеличивается с увеличением числа оборотов маховика;
  • — заклинивание и прекращение работы ДВС.
    Источником первого и второго симптома служит диаметральный износ элементов коленчатого вала. Между вкладышем и поверхностью шейки образуется увеличенный зазор, что ведет к падению давления моторной смазки. При последующем расширении зазора не исключено биение вала, вызывающего ощутимый стук в двигателе.

Последний признак свидетельствует о критическом состоянии узла.
Всего незначительная доля коленвалов пригодна к восстановлению после заклинивания двигателя. В основном потребуется его замена. Для замены коленвала в Перми стоит обратиться в наш автосервис.

Так как кривошип представляет собой конструкцию из множества деталей, его восстановление не стоит проводить самостоятельно, а доверить специализированному СТО и квалифицированному специалисту – автослесарю. Качественный ремонт предполагает наличие специальных станков высокой точности и профессионального инструмента.

Перед началом выполнения работ по восстановлению коленвала, проводится диагностика и проверка всех сопряженных узлов и механизмов двигателя.

Возможны следующие действия по ремонту:
  • шлифовка коленвала и поверхности под сальником;
  • рихтовка, при наличии существенных дефектов;
  • полировка шеек и поверхности для упорных полуколец;
  • восстановление шкива;
  • очистка масляных каналов и замена заглушек;
  • замена подшипников;
  • балансировка;

Для самостоятельного ремонта коленчатого вала, необходимо досконально изучить, и ознакомится с внутренним устройством агрегата и его особенностями.

Замена коленвала. Прайс на услуги автосервиса от 01.01.2019
Наименование Тип двигателя   Отечественные Иномарки седан Джип Кроссовер
Коленвал (шлифовка)   от 3000 3500 3500
Коленвал (замена) однорядный 8 клапанов 8 клапанов от 12000 13000 15000
Коленвал (замена) однорядный 16 клапанов 16 клапанов от 12000 13000 15000
Коленвал (замена) однорядный однорядный от 12000 13000 15000
Коленвал (замена) V-образный V-образный от 25000 25000
Коленвал (замена) оппозитный оппозитный от 30000 30000

Коленчатый вал

Коленчатый вал при помощи шатунов преобразует в двигателе возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение. Образующийся при этом вращающий момент передается на маховик двигателя.

Различают литые и кованые коленчатые валы, коленчатые валы со встроенными или привинченными противовесами.

Из-за больших нагрузок в коммерческих автомобилях рекомендуется использовать исключительно только кованые коленчатые валы.

Конструкция коленвала:

1) Носик коленчатого вала, посадочное место звездочки (шестерни)

2) Противовесы

3) Коренная шейка

4) Шатунная шейка

5) Хвостовик, фланец маховика

6) Отверстие для подачи масла

 

Конструктивные особенности коленчатых валов:

«Обычный» коленвал:

Пример, рядный двигатель MB OM611 4 цилиндра

Противовесы прикручены:

Пример, рядный двигатель MB OM335 6 цилиндров

Смещенные шатунные шейки:

Пример, V-образный двигатель MB OM501 6 цилиндров

Перекрученные шатунные шейки – TWISTED:

Исполнение «TWISTED»: чтобы обеспечить разные углы поворота коленчатого вала у шатунных шеек, после ковки коленчатый вал еще раз нагревается и перекручивается в местах нахождения коренных подшипников.

Пример, рядный двигатель MB OM906 6 цилиндров

Два шатуна на одну шатунную шейку:

Пример, V-образный двигатель MB OM422 8 цилиндров

Вал коленчатый 01МТГ-0401 А-01М/Д-461

Схема коленчатого вала на двигатель А-01М. Коленчатый вал устанавливается в блоке двигателя, крепится к блоку при помощи крышек коренных. Между валом и крышками устанавливаются вкладыши (коренные) имеющие канал для подачи масла на трущиеся узлы. Вкладыши в зависимости от состояния вала имеют разный номинал. Так Н1-оригинал или новый по стандарту. Р1- вкладыши первого ремонта, Р2- второго ремонта.

С тыльной части коленчатого вала двигателя закрепляется маховик с карончетой шестерней. Маховик получая вращение от стартера, приводит в движение коленвал.


позиции
Каталожный № Кол-во
на узел /
деталь
Фото Наименование
1 М16.6gх32.88.35.013.7796 2 Болт
2 16.65Г.05.6402 6 Гравер
3 01-0424А.20 1 Храповик
4 6Т3-0410.20 1 Болт шкива
5 22.65Г.05.6402 1 Гравер
6 6Т3-0411 1 Шайба поджимная
7 41-0406-01 12 Шкив
8 6Т3-0405 6 Маслоотражатель передний
9 01-0404.20 1 Колесо зубчатое
10 01-0415-10 1 Колесо зубчатое
11 01МТГ-0401 1 Вал коленчатый
12 А23.01-116-465 0,05 Комплект коренных вкладышей
13 6Т2-0411А 6 Заглушка
14 4х22.05.397 6 Шплинт
15 01-0430 6 Трубка сепарирующая
16 А23.01-14201 4 Полукольцо упорное
17 01М-0438.20 2 Штифт
18 01-0421 1 Маслоотражатель задний
19 1.3.01.19853 1 Маслёнка
20 01М-0432.20 1 Прокладка
21 6.65Г.05.6402 4 Гравер
22 М6.6gх20.88.35.0212.7798 4 Болт
23 03А-0414 6 Болт маховика
24 01М-0433 6 Шайба опорная
25 01М-0425.20 1 Корпус сальника
26 2-50х70.8752 1 Манжета
27 209.8338 1 Подшипник
28 43-0412 6 Противовес
29 А23.01-11625 4 Вкладыш коренной
30 41-0408 12 Болт противовеса
31 6Т3-0407 12 Шайба
32 А23.01-11624 5 Вкладыш верхний
33 01М-0437 2 Винт
34 01М-0402 1 Маховик
35 01МС-0403-10 1 Венец маховика

Что такое коленчатый вал и для чего он нужен?

Из всех движущихся частей двигателя коленчатый вал является самым большим и тяжелым.

Без сомнения, коленчатый вал является основой, на которой построен двигатель внутреннего сгорания.

Ни одна часть процесса — впуск, сжатие, сгорание или выпуск — не происходит без коленчатого вала, приводящего его в движение.

Но для большинства людей не совсем понятно, как работает коленчатый вал.

Вот как это работает, каково его назначение и что может выйти из строя с коленчатым валом.

Что такое коленчатый вал?

Название «коленчатый вал» восходит к началу 20-го века, когда автомобильные двигатели запускались с помощью кривошипной рукоятки, а его проворачивание буквально означало вращение коленчатого вала с помощью рукоятки.

Сегодня эту функцию выполняют электростартеры, но внутренний компонент по-прежнему называется коленчатым валом.

Коленчатый вал вращается внутри двигателя, но прочно удерживается в одном месте на шейках коренных подшипников.

Затем поршни, перемещающиеся в цилиндрах вверх и вниз, крепятся шатунами к шейкам шатунных подшипников.

Шейки шатунных подшипников стратегически расположены в шахматном порядке, поршни перемещаются в ритме, уравновешивающем массу двигателя во время движения.

Имейте в виду, что коленчатый вал должен быть очень прочным – он делает сотни или тысячи оборотов в минуту!

Но на этом работа коленчатого вала не заканчивается.

Звездочка на передней части коленчатого вала синхронизирует его с распределительным валом.

Совместная работа этих деталей обеспечивает бесперебойную работу двигателя.

Как узнать, есть ли проблема с коленчатым валом?

Смазка чрезвычайно важна для поддержания коленчатого вала в хорошем состоянии.

Таким образом, если замена моторного масла не выполняется регулярно, это может привести к износу коленчатого вала или его выходу из строя.

Проблемы с коленчатым валом обычно незаметны. К ним относятся:

  • Детонация двигателя из-за чрезмерного износа коренных и шатунных подшипников коленчатого вала
  • Низкие показания давления масла из-за небрежных допусков
  • Двигатель, который не заводится из-за заедания

Можно ли отремонтировать коленчатый вал?

Неисправность коленчатого вала является серьезной проблемой, и даже незначительное повреждение коленчатого вала может привести к серьезным проблемам.

В некоторых случаях выемки или царапины на шейках можно заменить и установить подшипники большего размера, чтобы компенсировать материал, удаленный с коленчатого вала.

Если повреждение не может быть устранено полностью, необходимо установить новый коленчатый вал, иначе вскоре после этого вы рискуете снова выйти из строя.

Сколько стоит замена коленчатого вала?

Как уже упоминалось, замена коленчатого вала — это всегда капитальный ремонт.

В большинстве случаев это неотъемлемая часть ремонта двигателя.

Для большинства автомобилей коленчатый вал как отдельный компонент стоит от 400 до 800 долларов.

Однако для замены коленчатого вала опытному механику потребуется больше рабочего дня, плюс потребуются прокладки, жидкости и другие мелкие детали.

В среднем замена коленчатого вала для большинства моделей может стоить от 2000 до 2800 долларов.

Если вам требуется замена коленчатого вала, рекомендуется пригласить квалифицированного механика для выполнения этой работы, чтобы убедиться, что она выполнена правильно.

Вы можете использовать AutoGuru для поиска и сравнения местных высококачественных механиков, чтобы заказать замену коленчатого вала.

Как строить гоночные двигатели: Руководство по коленчатым валам к тому, что восемь хулиганов избивают вас снова и снова. Высококачественный гоночный двигатель может создавать давление сгорания от 1400 до 1500 фунтов на квадратный дюйм. Например, если вы приложите это давление к поршню диаметром 4,185 дюйма, как в двигателе Sprint Cup, оно преобразуется в силу, превышающую 19 000 фунтов на шейку штока для каждого цилиндра.Это ошеломляющая сжимающая нагрузка даже в нединамических условиях. Гоночные коленчатые валы довольно жесткие клиенты, но они действительно прогибаются под прерывистой торсионной нагрузкой, создаваемой непрерывной последовательностью запуска двигателя. Эта невидимая размерная эластичность (пластичность) необходима для поглощения действующих динамических сил. По размерам он обычно меньше существующего набора зазоров в подшипниках, зазоров поршней и пакетов колец.

 


Этот технический совет взят из полной книги СОЗДАНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ СОРЕВНОВАНИЙ.Подробное руководство по этому вопросу вы можете найти по этой ссылке:
УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

 

ПОДЕЛИТЕСЬ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:  Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/how Руководство по сборке-гоночных двигателей-коленчатых валов/


 

Мы говорим о силе, создаваемой самим процессом сгорания, но также должны учитывать возвратно-поступательное движение массы в каждом цилиндре.Сюда входят не только поршни, но и пакеты колец, поршневые пальцы, фиксаторы пальцев, маленький конец шатуна, а также некоторое количество масла, прилипшее к этим деталям. Каким бы ни был этот вес в каждом цилиндре, он непрерывно ускоряется от нулевой скорости до максимальной скорости и снова до нуля дважды за каждый оборот коленчатого вала. И, конечно же, это происходит в каждом отдельном цилиндре в упорядоченной последовательности, которая имеет тенденцию поглощать мельчайшие изменения.

Коленчатые валы

Racing включают в себя многие основные функции, показанные здесь, чтобы обеспечить максимальную долговечность и максимальную производительность.

В дополнение к давлениям сгорания, коленчатый вал также пытается поддерживать порядок среди всех этих различных масс, разбрасываемых во всех направлениях. Одни поршни движутся (к верхней мертвой точке, ВМТ), другие движутся (вниз к нижней мертвой точке, НМТ), а некоторые находятся в движении, все со своими ускорениями, скоростями и векторами силы, зависящими в значительной степени от хода поршня. длина штока и скорость двигателя. Возвратно-поступательная масса, прикрепленная к каждой шатунной шейке, также должна быть противопоставлена ​​шатунам для поддержания баланса.

Если бы Атласу казалось, что удерживать мир сложно, он не был бы счастливее, пытаясь удержаться на восьми яростных гоночных поршнях на максимальных оборотах. 90-градусная компоновка V-8 позволяет довольно полностью сбалансировать действующие первичные и вторичные силы, но не настолько хорошо, чтобы полностью исключить вибрационную нагрузку. В зависимости от сопутствующих факторов, таких как размеры и масса компонентов, вращающийся узел то настраивается, то расстраивается при разных оборотах двигателя; он может быть абсолютно гладким на одних оборотах и ​​не таким гладким на других.В той или иной степени это влияет на стабильность коленчатого вала, кольцевое уплотнение и целостность подшипников, и это основная причина, по которой гоночные двигатели должны быть точно сбалансированы для обеспечения плавной и предсказуемой работы.

 

Типы коленчатых валов

В большинстве гоночных автомобилей используется стальная поковка или коленчатый вал из стальных заготовок. Низшие классы часто ограничиваются шатунами из литой стали или из шаровидного чугуна OEM-типа, которые превосходно работают во многих классах спортсменов, но функционально не подходят для приложений с высокой мощностью.Эти классы часто устанавливают ограничения по весу коленчатых валов (например, минимум 50 фунтов), чтобы предотвратить использование более легких кривошипов с высокой стоимостью. С пределом прочности на разрыв от 65 000 до 80 000 фунтов на квадратный дюйм обычные отливки относительно хрупкие, но идеально подходят для общего использования в автомобилях. Кривошипные шатуны OEM из шаровидного чугуна обладают прочностью на растяжение выше 100 000 фунтов на квадратный дюйм с лучшей пластичностью и оценкой относительного удлинения около 3 процентов. Это подходит для многих грузовых автомобилей большой грузоподъемности и даже для некоторых двигателей OEM.Рейтинг удлинения относится к проценту деформации, которую кривошип может выдержать многократно без отказа. В основном это разница между пределом прочности на растяжение (силой, необходимой для начала растяжения или отклонения) и пределом текучести (величиной силы, необходимой для постоянного растяжения или деформации детали). Литые шатуны превосходно работают в тех классах спортсменов, которые в них нуждаются, особенно коленчатые валы, такие как Scat серии 9000, которые имеют прочность на растяжение, равную большинству основных поковок (105 000 фунтов на квадратный дюйм), и рейтинг удлинения (6 процентов), почти вдвое больше, чем у большинства обычных отливок. .Эти шатуны довольно удобны в диапазоне от 400 до 450 л.с. в гонках по кругу, и они часто очень хорошо выдерживают даже на уровне 500 л.с. в высокопроизводительных уличных приложениях, которые испытывают только неполный рабочий день.

До сих пор ведутся споры о том, использовать ли скрученные или нескрученные поковки. Многим строителям повезло с обоими, но нескрученные поковки обычно предпочтительнее для приложений с высокими нагрузками, работающих на экстремальных оборотах двигателя. (Предоставлено Scat Enterprises)

 

Сочетание легкого кованого коленчатого вала, легких шатунов с двутавровой балкой и кованых поршней является залогом успеха в большинстве гоночных автомобилей.

 

 

Кованые шатуны

Кривошипные шатуны из кованой стали бывают двух основных разновидностей: скрученные и нескрученные. Это означает, что шатуны выкованы на месте сразу или закручены в нужное положение в процессе производства. Процесс ковки состоит из нагрева куска заготовки до 2650-2750 градусов по Фаренгейту, а затем придания ему формы с помощью штампов на массивных 200-тонных прессах. Скрученные кривошипы выкованы как единое целое, а броски закручиваются на место сразу на огромных автоматических машинах.Криволинейные поковки дешевле в производстве, но первоначальные инвестиции в инструменты намного выше, хотя общие затраты на техническое обслуживание меньше.

 

 

 

Нескрученный кривошип выкован со всеми бросками в правильном положении сразу, и инструмент служит дольше, потому что меньше общее смещение металла. В зависимости от того, с каким производителем вы общаетесь, разница незначительна, если процесс выполнен правильно.Споры об относительных достоинствах каждого типа продолжаются, но многие производители рекомендовали нескрученную структуру как лучшую для использования на соревнованиях.

Большинство заводских кривошипов представляют собой скрученные поковки, и они достаточно прочны для большинства применений. Обратите внимание, что нарушение структуры зерен в металле больше в скрученной поковке, чем в нескрученной. В нескрученной поковке смещение зерен ограничено примерно половиной длины хода по сравнению с аналогичным смещением в скрученной поковке плюс сильное скручивание, которое еще больше разрушает внутреннюю структуру зерна.Следовательно, теоретически нескрученные поковки могут быть несколько более жесткими и более способными противостоять прогибу коленчатого вала при большой нагрузке.

Рукоятки

для заготовок предпочтительны исключительно для чашек, и это должно вам кое-что сказать. Везде, где требуется максимальная прочность и долговечность, кривошип из заготовки почти всегда является лучшим выбором. (Предоставлено Scat Enterprises)

 

Перфорированные шатунные шейки являются наиболее эффективным способом снижения инерции вращения гоночного коленчатого вала без ущерба для общей прочности отдельных шатунных шеек.(Предоставлено Scat Enterprises)

 

Кованые кривошипы

изготавливаются из широкого спектра материалов с различной степенью прочности в зависимости от сплава и термической обработки. Заводские кованые кривошипы изготавливаются из простой углеродистой стали, обычно из сплава 1053, а иногда и из сплава 1045. Прочность на растяжение этих сплавов составляет около 110 000 фунтов на квадратный дюйм. Хотя это не кажется намного лучше, чем хороший литой коленчатый вал, пластичность кованого коленчатого вала намного лучше с коэффициентом удлинения до отказа почти на 25 процентов больше.Следующим самым прочным сплавом является хромистая сталь 5140, которая имеет предел прочности при растяжении 115 000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, хром и сплавы с более высоким содержанием углерода, такие как 4140, используются для большинства высокопроизводительных кованых коленчатых валов. Эти сплавы рассчитаны на давление до 125 000 фунтов на квадратный дюйм. В первоклассных кованых шатунах для гоночных автомобилей используется сплав 4340, более прочный и жесткий сплав, рассчитанный на давление 140 000 фунтов на квадратный дюйм.

Кованые шатуны

дороже, чем литые шатуны, и дешевле, чем шатуны из заготовок, но, за исключением абсолютно высокотехнологичных приложений, требующих бескомпромиссной прочности (заготовки 4340), кованые шатуны 4140 являются основным выбором для большинства гоночных приложений спортсменов.Кроме того, большинство производителей сегодня продуманно спроектировали свои поковки, чтобы из одной и той же базовой поковки можно было изготавливать различные длины хода. Во многих случаях они могут выточить определенный штрих из существующей поковки, если он находится в заданном диапазоне.

К другим преимуществам приобретения кованого коленчатого вала почти всегда относится большой радиус галтелей шейки, что повышает прочность и препятствует растрескиванию. Это немаловажно, так как большинство производителей кривошипов считают проектирование и обработку надлежащего радиуса галтели одной из наиболее важных характеристик гоночного коленчатого вала.В частности, они начали отдавать предпочтение некруглому контуру или непостоянному радиусу, который, как считается, придает большую прочность переходу от цапфы к броску. Большинство кованых гоночных шатунов на вторичном рынке также имеют ножевые кромки или выступы на шатунах — функция, разработанная для того, чтобы помочь шатуну прорезать завихряющуюся массу масла с уменьшенным аэродинамическим сопротивлением.

 

Шатуны для заготовок

Кривошипные шатуны

изготовлены на станке с ЧПУ из цельного куска высокопрочного стального сплава.Как правило, это самые прочные и жесткие из доступных агрегатов, и их лучше всего выбирать для неограниченных применений, таких как драгстеры Top Fuel, Funny Cars, Pro/Stock и Pro/Modified, дрэг-рейсеры, двигатели Sprint Cup и любые формы неограниченных соревнований, требующих максимальной прочность и долговечность.

Одним из основных преимуществ кривошипов из заготовок является возможность обработки любой желаемой комбинации хода и размера шейки при сохранении максимальной прочности. В отличие от ковки, при которой зернистая структура металла растягивается и деформируется при высокой температуре, зернистая структура кривошипной заготовки остается неизменной без остаточного напряжения от процесса ковки.Процесс механической обработки прерывает зернистость в обоих типах, но в заготовке он считается менее интрузивным. Кроме того, заготовки позволяют очень точно формировать и располагать кривошипы, чтобы обеспечить максимальную прочность и точную балансировку. Заготовки обычно изготавливаются из сплава 4340 или лучше.

Обратите внимание на большой радиус скругления шейки удилища Scat. Радиус распределяет нагрузку и удаляет общую точку переломов напряжения.

 

Перфорированные коренные валы также используются для облегчения гоночного коленчатого вала.

Если вы согласны с тем, что поршень, шток и коленчатый вал служат амортизаторами, это становится спорным вопросом. Жесткий коленчатый вал может быть более подвержен ударам по подшипникам, даже если он обеспечивает более точное позиционирование поршня. Это особенно верно в условиях детонации, когда дребезжание и раскачивание поршня могут быть сильными. Поскольку переменный прогиб коленчатого вала практически невозможно измерить, все, что мы можем сделать, это попытаться предсказать его последствия и действовать соответственно. Это веская причина строго контролировать боковой зазор поршневого кольца, радиальную глубину и натяжение с очень жесткими допусками.Это обеспечивает наилучшее возможное уплотнение на поверхности кольца и на рабочей поверхности кольца, чтобы свести к минимуму движение кольца в кольцевых канавках при ударном воздействии детонации или высокоскоростного флаттера. Подумайте, что происходит с кольцевым уплотнением, когда кольцо временно разгружается, и насколько сложно восстановить это уплотнение при повышенных оборотах двигателя. Это одна из причин, по которой поршневые кольца имеют слегка закругленную поверхность. Они должны сохранять герметичность, даже когда поршень качается.

 

Укрепляющие средства

Для придания жесткости коленчатым валам, предназначенным для тяжелых условий эксплуатации, используются различные виды обработки.Они включают термическую обработку, методы закалки и криогенную обработку сильным холодом для стабилизации металла.

 

Термическая обработка

Интересно, что литые коленчатые валы, как правило, не требуют термической обработки, поскольку в процессе производства металл затвердевает в процессе механической обработки. Это означает, что литые шатуны можно легко перешлифовать без потери поверхностного упрочнения. То же самое относится к кузнечным шатунам OEM-типа, если они не подвергались тафтридингу или азотированию.В таких случаях кривошипу требуется повторная термообработка для восстановления исходной твердости поверхности шейки. Кованые шатуны на самом деле изначально мягче и требуют специальной термообработки, чтобы сделать их пригодными для использования на соревнованиях. К кованым шатунам OEM применяется термообработка для повышения их долговечности и износостойкости.

 

Индукционная закалка

Заводские кривошипы проходят индукционную закалку, при которой поверхность кривошипа быстро нагревается за счет высокочастотного переменного магнитного поля.Эта процедура является быстрой и недорогой и обычно обеспечивает проникновение закалки на глубину до 0,080 дюйма. К сожалению, это создает нагрузку на различные части кривошипа, потому что процесс нагрева и охлаждения ограничивается поверхностным материалом и не влияет в равной степени на остальную часть материала кривошипа. Этот процесс экономичен и полезен для OEM-приложений, которые, как правило, никогда не сталкиваются с тяжелыми условиями, предъявляемыми гонками.

 

Тафтрайдинг

Tuftriding — это процесс, разработанный специально для предотвращения неравномерных напряжений, вызванных индукционной закалкой.Он выполняется путем погружения кривошипа в горячий цианидный состав, который создает твердую поверхность, устойчивую к износу и усталости. Tuftriding обычно наносит только тонкий слой закалки и часто вызывает деформацию, с которой приходится иметь дело в процессе окончательной обработки.

 

Азотирование

Наиболее распространенной и предпочтительной термической обработкой является азотирование. Химический процесс, при котором кривошип нагревается в специальной печи и подвергается воздействию газообразного аммиака и азота, которые реагируют с углеродом на поверхности кривошипа, упрочняя его до глубины, характерной для время, в течение которого кривошип подвергается воздействию горячих газов.

Азотирование обычно не проникает так глубоко, как tufriding, обычно только от 0,010 до 0,013 дюйма или около того, но оно не создает локального напряжения, вызванного tufriding. Его основным преимуществом является улучшение ударопрочности и износостойкости. Азотирование — это низкотемпературный процесс, который, в отличие от индукционной закалки, не влияет на прочность сердечника кривошипа. По словам Ската, он равномерно воздействует на кривошип и придает поверхностное натяжение, которое увеличивает усталостную долговечность на 18–20 процентов.Этот процесс является более дорогим, и кривошипы требуют повторного азотирования, если они когда-либо будут перетачиваться.

Многие производители по-прежнему предпочитают индукционную закалку своих кривошипов для снижения затрат, и дело не в том, что эти кривошипы плохие, просто производителю двигателя нужно знать об этом и предусмотреть последствия, если позже потребуется работа с кривошипом. Производители гоночных двигателей взвешивают относительные достоинства обоих и делают свой выбор на основе требований к эксплуатации и выносливости, а во многих случаях и бюджета, выделенного для любого конкретного проекта двигателя.

 

Криогеника

Криогенная обработка — еще одна процедура, используемая для повышения прочности и сопротивления усталости. Криогенный процесс охлаждает кривошип до 300 градусов по Фаренгейту в течение определенного периода времени, обычно от 24 до 36 часов. Затем рукоятку откладывают в сторону, чтобы она медленно вернулась к комнатной температуре. Этот процесс глубокой заморозки снимает остаточные напряжения в металле, делая кривошип более устойчивым к поломке. Криогенная обработка, которая в недалеком прошлом считалась змеиным маслом, стала популярной и теперь используется многими ведущими производителями двигателей для двигателей с максимальным усилием.

 

Противовесы

Среди производителей коленчатых валов широко распространено убеждение, что стандартные двухплоскостные кривошипы V-8 обеспечивают увеличение мощности и долговечности за счет использования дополнительных противовесов вокруг центральной коренной шейки, особенно в устройствах с длинным ходом, которые имеют большую гибкость из-за меньшего перекрытия между броски и сети. Центральные противовесы ранее не использовались, потому что они увеличивают сложность и стоимость изготовления коленчатого вала, а также потому, что традиционные кривошипы с шестью противовесами имеют меньший момент инерции массы (MMOI).Все больше строителей признают преимущества восьми противовесов, особенно в длинноходных двигателях с более высокими оборотами.

Центральные противовесы

уменьшают отклонение изгибающего момента на центральном коренном подшипнике, что помогает сохранить общую жесткость кривошипа и устойчивость к прогибу вдоль оси кривошипа. В этом отношении некоторые приложения с коротким ходом предпочитают их, потому что они делают балансировку более точной. Добавление противовесов на центральные опоры также помогает уменьшить изгибающие нагрузки и уменьшить общий размер противовесов.Это часто применяется к кривошипам с более коротким ходом, предназначенным для работы на очень высоких оборотах.

С точки зрения долговечности и мощности центральные противовесы могут быть более желательны, чем низкий MMOI, за исключением, возможно, двигателя для дрэг-рейсинга с короткой продолжительностью действия и требованием очень быстрого переходного ускорения. Дизайнеры также заботятся о твердости и пластичности кривошипов. Движение смещается в сторону более жестких и жестких кривошипов, чтобы сохранить целостность размеров для повышения выработки мощности, но кривошип все еще должен немного поддаваться, не трескаясь.Это называется пластичностью. Шатуны нуждаются в определенной степени пластичности, чтобы выдерживать экстремальные нагрузки без поломок, но им также требуется высокая прочность на растяжение, чтобы обеспечивать постоянные нагрузки на подшипники. В настоящее время разработчики коленчатых валов продолжают исследовать эту область.

Фасонные противовесы используют различные стратегии для борьбы с парусностью картера. Этот коленчатый вал Scat включает в себя противовесы Aero-Wing, которые имеют специальную форму, чтобы аккуратно прорезать масляную массу, в то время как маятниковый срез снижает вес и концентрирует его в наиболее желательном месте для оптимального баланса.(Предоставлено Scat Enterprises)

 

Кривошип для заготовки начинается с твердой заготовки материала весом в несколько сотен фунтов. Время настройки и программирования для этой процедуры является длительным и дорогостоящим. (Предоставлено Scat Enterprises)

 

Процесс обработки коленчатого вала долгий и точный, но в результате получается превосходный коленчатый вал с непрерывной структурой зерна и максимальной прочностью. (Предоставлено Scat Enterprises)

Противовесы необходимы для компенсации сил возвратно-поступательных компонентов при вращении коленчатого вала.Они являются необходимым и эффективным компонентом балансировки, но они также создают различные проблемы, связанные с аэродинамическим сопротивлением картера. У всех производителей коленчатых валов есть свои предпочтительные методы формирования противовесов для уменьшения паразитного сопротивления. Наиболее распространенный подход заключается в том, чтобы закруглить или заострить переднюю и заднюю кромки противовесов, чтобы они легче прорезали масло. Эта практика, как правило, более эффективна в сочетании с новыми маслоотделяющими покрытиями, которые усиливают общий эффект.

 

 

 

Противовесы также могут быть занижены и/или сужены с одной или обеих сторон, чтобы уменьшить массу и фронтальную площадь при воздействии на вращающуюся масляную массу. Материал удаляется с боков, а также с передней и задней кромок, ближайших к центру кривошипа, оставляя концентрацию массы по направлению к внешнему радиусу противовеса для оптимального эффекта балансировки. Тяжелый металл или заготовки из сплава вольфрама/никеля/меди часто используются для обеспечения дополнительной массы в тех случаях, когда это требуется для достижения надлежащего баланса.Они также используются для уменьшения лобовой площади противовеса, позволяя удалить значительный материал с передней и задней кромки при сохранении достаточной массы с помощью вставок из тяжелого металла. Вставки из тяжелого металла всегда должны устанавливаться перпендикулярно направлению вращения, вдавливая их в соответствующие отверстия в противовесах.

Популярной особенностью гоночных коленчатых валов является сверление главной передачи пистолетом, что эффективно облегчает кривошип, но мало влияет на инерцию вращения коленчатого вала, поскольку материал, удаленный из центра кривошипа, почти не представляет собой рычага или рычага момента.Задний фланец также может быть обработан в виде звезды, чтобы исключить материал и еще больше снизить вес без ущерба для сопряжения коленчатого вала и маховика.

 

Условия эксплуатации

Как и все объекты, коленчатые валы подвержены физическому воздействию массы и инерции. Коленчатые валы постоянно ускоряются и замедляются. В основном нас интересует сторона ускорения и сопутствующие факторы, влияющие на отклонение, инерцию, сопротивление переходному крутящему моменту и способность двигателя ускоряться в заданном диапазоне оборотов.Эти факторы включают вес коленчатого вала, длину хода и распределение массы внутри кривошипа и сопутствующих компонентов, таких как шатуны и поршни.

При фиксированной массе (шток, поршень и сопутствующие компоненты) тяжелый коленчатый вал поглощает больший крутящий момент и менее быстро разгоняется. Для преодоления инерции или сопротивления ускорению требуется больший крутящий момент. По этой причине желательны более легкие кривошипы, но они могут снизить долговечность и производительность, если уменьшенная конструкция приведет к большему прогибу кривошипа, снижению устойчивости и, как следствие, к долговечности, кольцевому уплотнению и, в некоторых случаях, к времени события.Проблема усугубляется с увеличением длины хода; следовательно, предпринимаются усилия, чтобы сконцентрировать массу коленчатого вала ближе к оси кривошипа, чтобы уменьшить момент инерции или сопротивление изменению ускорения.

Опытные механики удерживают балансировочный груз как можно ближе к оси. При удалении веса для целей балансировки они пытаются снять вес как можно дальше, фактически не сверля внешнюю поверхность кривошипа, что может усугубить проблемы с ветром на высоких оборотах двигателя.У многих шатунов просверлены шатунные шейки. Как правило, это самый эффективный способ облегчить коленчатый вал, если только вы не занимаетесь дорогостоящей обработкой противовеса. Сверление шейки кривошипа снимает вес в максимально удаленной точке от центра кривошипа, тем самым уменьшая инерцию вращения.

 

Смазка коленчатого вала

Масло под давлением подается к коренным подшипникам через главные масляные каналы в блоке цилиндров. Как только масло попадает в коренные шейки, оно течет через просверленные каналы к шатунным шейкам, чтобы смазывать подшипники шатуна.Эта система смазки используется практически в каждом серийном автомобиле, потому что это наиболее эффективный способ смазки вращающегося узла.

 

Поперечное сверление

Много лет назад гонщики решили, что поперечное сверление дополнительного отверстия прямо через магистраль обеспечивает лучшую смазку подшипников. стресс гоночной среды.В некоторых случаях сквозные отверстия просверливались как в коренной, так и в шатунной шейках. Это не причиняло реального вреда двигателям, которые никогда не работали на повышенных оборотах. Но вскоре гонщики узнали, что при очень высоких оборотах двигателя кривошип с поперечными отверстиями центрифугирует масло из главной шейки, не позволяя ему свободно течь к шатунным шейкам.

Во всех первоклассных гоночных коленчатых валах используется «прямая смазка», при которой шатуны смазываются через прямой, непрерывный проход от сети.

 

Стержневые подшипники меньшего диаметра

В любой правильно спроектированной системе смазки нет необходимости в поперечном сверлении, особенно теперь, когда большинство блоков качения имеют приоритетную основную смазку. Вы не увидите высококлассных гоночных команд в NASCAR или профессиональных дрэг-рейсингах, использующих коленчатые валы с перфорацией. Одним из важных соображений, касающихся поперечного сверления, является размер шейки штока. Многие современные гоночные двигатели имеют уменьшенный диаметр и ширину подшипника. Хотя это положительно влияет на скорость вращения подшипника и снижение трения, оно увеличивает нагрузку на подшипник и делает адекватную смазку шатунной шейки более важной, чем когда-либо.

Традиционная практика включает смазочные отверстия в шейках штока, которые имеют фаску для облегчения потока масла на подшипник.

Команды Кубка

развили это в высокой степени, и они знают, что они могут и чего не могут делать. В них используется шатунный подшипник Honda диаметром 1,889 дюйма, для которого требуется специально разработанный коленчатый вал для обеспечения надлежащей смазки. Меньшие шейки уменьшают площадь опорной поверхности и трение, но увеличивают удельную нагрузку. Это имеет тенденцию повышать температуру масла и способствовать усталости подшипников, но это становится приемлемым компромиссом, потому что двигатели должны прослужить всего около 600–700 миль до ремонта, а команды настроили эффективность системы смазки, чтобы поддерживать использование меньших шеек.Одна область, в которой они не идут на компромисс, — это радиус галтели между шейкой подшипника и ходом кривошипа.

 

Коренные подшипники меньшего диаметра

Несмотря на то, что эти процедуры могут принести пользу, ошибки не прощаются. Диаметр коренной шейки является основным фактором жесткости коленчатого вала при кручении и, таким образом, влияет на сопротивление кривошипа изгибу и прогибу под нагрузкой. В других типах гонок (таких как спринтерские автомобили и дерт-гонщики последних моделей) строители предпочитают более крупные магистрали для большей долговечности, потому что эти двигатели создают большой крутящий момент, и ожидается, что они прослужат 1000 кругов или более без необходимости ремонта.Коробки меньшего размера были испытаны в основном безуспешно, потому что они допускают неприемлемое отклонение коленчатого вала при высокой нагрузке.

Главные двигатели меньшего размера снижают скорость и трение подшипника, но потери стабильности и долговечности часто неприемлемы, за исключением случаев с исключительно коротким ходом и минимальной возвратно-поступательной массой — обычно это короткодёные малолитражные двигатели для дрэг-рейсинга, которые развивают много оборотов в минуту с лёгкими возвратно-поступательными движениями. компоненты и короткая продолжительность события. Строители, рассматривающие эти типы двигателей, часто обращаются за инженерным опытом к производителям коленчатых валов, чтобы обеспечить наиболее совместимый пакет.

 

Смазка шатунной шейки

Особо следует отметить недавние изменения в стратегии подачи масла на шатунные шейки. Инженеры давно осознали важнейшую функцию гидродинамического масляного клина, предотвращающего контакт металла с металлом в конструкции гидравлического подшипника. Они также признают, что гидродинамический клин обеспечивает наибольшую несущую способность в центре поверхности контакта шейки подшипника, поскольку клин функционально сужается к бокам подшипника из-за утечки масла.Это одна из причин, по которой так важен соответствующий боковой зазор штока.

Совсем недавно разработчики кривошипов обратили свое внимание на методологию смазывания шатунных шеек, особенно в том, что касается общепринятой практики производителей двигателей, заключающейся в шлифовании фасок на смазочных отверстиях, чтобы помочь распределить масло по подшипнику. Эта практика всегда казалась логичной, но есть несколько предостережений.

Обычная стратегия смазывания шатунной шейки называется «прямонаправленное смазывание». Каждая коренная шейка питает соседнюю шатунную шейку через прямой проход от коренной шейки в положении минимальной нагрузки (верхней) к шатунной шейке в положении максимальной сжимающей нагрузки.Практически все рабочие кривошипы просверлены таким образом, потому что это сводит к минимуму масляное голодание, вызванное центробежной силой при высоких оборотах двигателя, и обеспечивает оптимальную подачу масла для поддержки гидродинамического клина в точке наибольшей нагрузки на шейку.

Тем не менее, остаются две потенциальные проблемы. Во-первых, угловой проход от основной трубы естественным образом создает эллиптическое отверстие в шейке штока. Это отверстие часто дополнительно увеличивается за счет снятия фаски, которое выполняют многие производители двигателей.

Во-вторых, фаска шлифуется в направлении вращения, чтобы облегчить подачу масла на шейку, но некоторые конструкторы теперь видят в этом прерывание или потенциальную точку разрушения гидродинамического клина непосредственно в центре подшипника, где клин несет наибольшую нагрузку. .Кроме того, с уменьшенной шириной опоры, которую предпочитает большинство строителей, существует дополнительный потенциал для ослабления клина в точке наибольшей нагрузки. Это направление мысли было впервые предложено Cosworth в 1960-х годах, и его применение остается спорным.

Некоторые инженеры предлагают сверлить вертикальные отверстия в шейках по центру траектории каждого шатунного подшипника, чтобы в результате отверстие было идеально круглым. Затем каждый стержневой подшипник на шейке питается через наклонный канал от соседнего основного подшипника.Вертикальные отверстия меньшего размера (отверстие в поперечном сечении) концентрируют подачу масла в центр каждого шатунного подшипника, где клин создает максимальное давление, а меньшее круглое отверстие для смазки сводит к минимуму разрушение клина. Второй метод достижения этого использует просверленные горизонтальные проходы от коренной шейки через перекрытие шатунной шейки. Горизонтальные проходы соединены вертикальными проходами и в конечном итоге ведут к перпендикулярным смазочным отверстиям в шейке.

Несмотря на то, что это сложно и дорого, это считается преимуществом, поскольку каждая пара шатунных шеек может питаться только от одного коренного подшипника.Таким образом, шатунные шейки двигателя V-8 можно смазывать из магистралей 1, 3 и 5, в то время как магистрали 2 и 4 оставляются для использования всех преимуществ приоритетного смазывания без необходимости также смазывать пару шатунных шеек. Согласно некоторым исследованиям, главные магистрали 2 и 4 в двигателях Chevy V-8 более нагружены, потому что у них упорный подшипник находится сзади, а не в центре. Таким образом, применение прямого давления масла и уменьшенная утечка обеспечивают оптимальную смазку наиболее нагруженных магистралей.

 

Резюме

Вот некоторые вещи, которые следует учитывать, если вы испытываете или ожидаете проблемы с подшипниками.Обратитесь к производителю шатунов за подробностями и считайте себя в хорошей компании, если они захотят обсудить относительные достоинства этих новых взглядов. Обязательно предоставьте производителю коленчатого вала все возможные подробности о вашем применении и его эксплуатационных требованиях. Чем больше у них деталей, тем точнее они могут подобрать коленчатый вал к вашим конкретным требованиям.

 

Балансировка двигателя

Балансировку двигателя часто считают «черным искусством», которым занимаются коварные волшебники механического цеха, но на самом деле это не так уж и таинственно.Тысячи высококвалифицированных моторных мастерских делают это каждый день и редко сталкиваются с проблемами, связанными с балансировкой двигателя. Балансировка стала еще более точной благодаря современному оборудованию с компьютерным управлением. Балансировка компонентов в пределах 2 граммов раньше была обычным явлением в кругах производительности, но не сейчас. Многие балансировочные магазины заявляют, что балансируют в пределах 1/2 грамма или меньше для максимальной точности и плавности работы двигателя, но в основном это рекламный ажиотаж. В то время как все в современных двигателях с высокими характеристиками легче и потенциально более хрупко, особенно в условиях высоких скоростей, балансировка компонентов с точностью до 2 грамм по-прежнему вполне приемлема даже для самых крепких гоночных двигателей.

 

Расчет противовеса

Основная трудность при балансировке двигателя заключается в том, что некоторые детали крутятся и крутятся, а другие поднимаются и опускаются. Чтобы заставить их делать это гармонично, требуется точная балансировка с точностью до 2 граммов. Регулируемые грузы используются для имитации веса деталей во время балансировки. Вращающийся груз включает большой конец шатуна, болты шатуна и шатунные подшипники, а также небольшое количество (от 2 до 3 граммов) для имитации масла между шатунными шейками и подшипниками.Возвратно-поступательный вес включает малый конец штока, поршень, поршневые пальцы, поршневые кольца и фиксаторы, если они используются, а также несколько граммов масла, которое прилипает к различным движущимся частям. После того, как вес всех компонентов уравняется, рассчитывается вес боба. Нормальный вес боба включает 100 процентов вращающегося веса и 50 процентов возвратно-поступательного веса. Коленчатый вал балансируется электронным способом с прикрепленными грузами, и нормальная балансировка легко достигается.

Этот кованый кривошип Scat имеет аэродинамические противовесы, вставки из тяжелого металла для балансировки, закругленные галтели шейки и скошенные отверстия для смазки шатунной шейки.

 

Превышение баланса

Двигатели с высокими оборотами часто подвергаются перебалансировке для улучшения баланса на высоких скоростях с меньшим вниманием к плавности на низких скоростях. Цель состоит в том, чтобы еще больше сгладить состояние баланса двигателя в его предполагаемом рабочем диапазоне. Производители шатунов относятся к этому скептически, и большинство из них рекомендуют стандартные проценты балансировки. Теоретически, когда сборка перебалансирована, хитрость заключается в том, чтобы сбалансировать ее так, чтобы любой критический дисбаланс выходил за пределы предполагаемого рабочего диапазона (выше или ниже его).Для этого веса боба корректируются по расчетной норме. Вместо того, чтобы добавлять 50 процентов возвратно-поступательного веса, процент часто увеличивается до 52–54 процентов.

Если что-то из этого действительно является черной магией, то оно может заключаться в фактическом определении правильного процента перебалансировки. Многие строители утверждают, что знают по опыту, но новые комбинации часто требуют обоснованных предположений, и большинство строителей, похоже, не склонны раскрывать свои предпочтительные проценты перебалансировки или стратегию, которую они используют для их определения.Наиболее распространенный подход пытается ошибиться в консервативную сторону, скажем, от 51 до 52 процентов. Если производительность и плавность работы двигателя улучшаются в пределах его основного рабочего диапазона, строители могут немного перебалансировать его при следующем обходе.

  • Нормальный баланс = 100-процентный вращающийся вес плюс 50-процентный возвратно-поступательный вес
  • Реверс = 100-процентный вращающийся вес плюс желаемый процент увеличения возвратно-поступательного веса (52 процента)

Процент перебалансировки может вызвать сильные вибрации за пределами нормального рабочего диапазона двигателя, но это считается незначительной проблемой, поскольку вы не запускаете его здесь в течение длительного времени.Мнения относительно этих методов балансировки расходятся. Многие производители двигателей клянутся традиционным 100-процентным вращением и 50-процентным возвратно-поступательным движением, в то время как некоторые даже предпочитают небольшую степень дисбаланса, скажем, от 48 до 49 процентов от возвратно-поступательного движения, в то время как другие считают, что дисбаланс в диапазоне от 52 до 53 процентов является приемлемым. очень выгодно по мощности и долговечности.

Превышение балансировки является практикой соревновательного двигателя, а не чем-то, что обычно происходит с уличным или уличным/стрип-двигателем, который работает в более широком диапазоне оборотов.Считается, что для гоночных двигателей это может сэкономить детали и повысить производительность за счет снижения вибраций, которые могут быть вредными для кольцевого уплотнения, динамики клапанного механизма и других факторов, влияющих на мощность в определенном диапазоне мощности. Также обратите внимание, что не все производители двигателей и кривошипов считают, что это необходимо. Если вы чувствуете необходимость рассмотреть это, сначала проконсультируйтесь с производителем коленчатого вала, чтобы получить рекомендацию.

 

Демпфирование коленчатого вала

Еще одна область, которую многие считают черной магией, — странный мир демпферов или, правильнее сказать, торсионных амортизаторов.Вышеупомянутые прогибы коленчатого вала и изгибающие моменты вызывают вибрацию коленчатого вала. Коленчатый вал можно рассматривать почти так же, как торсион, в том смысле, что он имеет определенную массу и жесткость пружины, которая резонирует с определенной частотой, определяемой непрерывной последовательностью запуска двигателя и зависящей от материала коленчатого вала, жесткости при кручении, длины, ход, возвратно-поступательное движение массы и сопутствующие моменты инерции от маховиков, сцеплений и даже вращающихся узлов, приводимых в движение кривошипом, таких как водяные насосы, генераторы переменного тока и насосы с сухим картером.

 

Многие производители кривошипов рекомендуют самый маленький и легкий из имеющихся демпферов. Этот BHJ S.F.I. Под описание подходит блок 18,1 для крупногабаритного Chevy. Предпочтительны демпферы эластомерного типа из-за их долговечности и превосходных характеристик демпфирования высоких частот. А потому, что они способны гасить все виды колебаний: крутильные, осевые и радиальные.

Резонансная частота распознается как изменение частоты в зависимости от частоты вращения двигателя, и соответственно изменяется амплитуда или степень возбуждения.Следовательно, двигатель может работать очень плавно на одних скоростях и трястись на других в зависимости от влияния различных факторов. Частота — это количество циклов вибрации в секунду, например, 600 циклов в секунду или 600 герц. Когда частота умножается на «порядок», она включает в себя количество раз возбуждения (например, четыре рабочих такта на оборот в двигателе V-8). Это представляет собой возбуждение четвертого порядка, по которому можно рассчитать частоту. В двигателе для дрэг-рейсинга, работающем со скоростью 9000 об/мин, частота этого возбуждения четвертого порядка рассчитывается следующим образом.

 

Заказ x об/мин /60

4 x 9000/60 = 600 Гц

 

Процесс контроля этой вибрации называется затуханием и в данном случае относится к гасителю крутильных колебаний. Поглотитель — это правильная номенклатура, поскольку поглотитель предназначен для подавления определенной частоты или порядка путем колебаний, противодействующих вибрации. Для целей этого обсуждения я придерживаюсь условности и называю это демпфером.

Все гоночные двигатели нуждаются в демпфере для контроля вибрации.Единственным исключением является двигатель спринтерского автомобиля, который работает без маховика. Маховик обычно является частью абсорбирующего стека и работает вместе с демпфером для контроля вибраций. Отсутствие таковой у спринтерского автомобиля изменяет частоты коленчатого вала и (в сочетании с демпфирующим эффектом водяного насоса с кривошипным приводом) позволяет им безопасно работать даже при очень высокой мощности с частым дросселированием при очень высокой нагрузке.

 

Написано Джоном Бэхтелом и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СКИДКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы вышлем вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

ЧТО ТАКОЕ КОЛЕНВАЛ И ДЛЯ ЧЕГО ОН РАБОТАЕТ? | MTA Queensland

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

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

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

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

ЧТО МОЖЕТ СДЕЛАТЬ НЕ ТАК?

Коленчатый вал тяжелый и чрезвычайно прочный, и вряд ли он сломается или треснет, если он не подвергается самым экстремальным нагрузкам и давлению. Тем не менее, это может случиться, и если это произойдет, автомобиль никуда не поедет, и может потребоваться полная разборка и проверка двигателя, возможно, даже замена двигателя,

Более вероятен выход из строя периферийных компонентов, критически важных для работы коленчатого вала.Эти неисправные детали также могут привести к катастрофическим повреждениям, но их можно отремонтировать или заменить, если проблема обнаружена достаточно рано.

САЛЬНИК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: Как и для всех движущихся частей двигателя, для обеспечения плавной работы коленчатого вала требуется смазка. Если сальник коленчатого вала треснет или сломается, масло может вытечь, и, если это не устранить, возникшее трение и нагрев могут погнуть и серьезно повредить коленчатый вал.

ГАРМОНИЧЕСКИЙ БАЛАНСИРОВЩИК: Этот компонент расположен на конце шкива коленчатого вала и предназначен для поглощения вибраций двигателя.Если он выйдет из строя, вызванное этим увеличение вибрации и тряски может привести к повреждению коленчатого вала и других компонентов, прикрепленных к нему.

ДАТЧИК КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА: Датчик коленчатого вала — это электронное устройство, используемое системой управления двигателем автомобиля для контроля положения и скорости коленчатого вала. Система использует эти данные, чтобы определить, когда необходимо произвести искру для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре. Если датчик коленчатого вала неисправен, автомобиль может завестись с трудом или вообще не завестись.

ПОДШИПНИКИ: Подшипники коленчатого вала позволяют коленчатому валу двигаться и вращаться плавно, уменьшая трение между ним и неподвижным блоком двигателя над ним, в котором находятся поршни. Если эти подшипники выходят из строя — они могут быть повреждены грязью и мусором, загрязняющими смазочное масло, или если утечка оставила систему без достаточного количества масла — тогда давление и трение могут возрасти до такой степени, что может произойти серьезное повреждение.

Все эти проблемы приведут к катастрофическому повреждению двигателя, если их игнорировать.Если коленчатый вал не сбалансирован правильно, если подшипники выходят из строя или вибрация слишком сильная, то повреждения могут распространяться не только от коленчатого вала, но и через двигатель к шатунам, поршням, клапанам. . . короче, катастрофа.

СИМПТОМЫ И ЗАТРАТЫ

На что следует обратить внимание, так это на неравномерную работу, стук в двигателе, пропуски зажигания, низкое давление масла, периодическую остановку двигателя и повышенную вибрацию, ощущаемую в автомобиле.Все это может указывать на проблему с системой коленчатого вала.

Если проблема связана с самим коленчатым валом, то стоимость может быть высокой. Замена коленчатого вала — это крупная ремонтная работа, требующая полного рабочего дня или более квалифицированного механика. Если проблема связана с периферийным компонентом, то затраты времени и средств будут меньше. Чтобы обеспечить менее дорогое решение, нельзя игнорировать упомянутые выше симптомы. Квалифицированный механик сможет диагностировать и отследить точную проблему и гарантировать, что любой ремонт или замена будут выполнены правильно.

9 января 2020 г.

Описание коленчатого вала двигателя

— saVRee

Введение

Коленчатый вал преобразует прямолинейное движение поршней во вращательное движение , которое передается на нагрузку. Коленчатые валы обычно изготавливаются из кованой стали . Кованый коленчатый вал подвергается механической обработке для получения поверхностей подшипника коленчатого вала и подшипника шатуна .

Коленчатый вал

Анимированный коленчатый вал

Шатунные подшипники эксцентричны или смещены относительно центра коленчатого вала. Это смещение преобразует возвратно-поступательное движение поршня (вверх и вниз) во вращательное движение коленчатого вала. Величина смещения определяет ход (расстояние, которое проходит поршень от нижней мертвой точки (НМТ) до верхней мертвой точки (ВМТ) ) двигателя.

ВМТ и НМТ Указаны

Коленчатый вал не опирается непосредственно на опоры коленчатого вала блока из чугуна, а опирается на специальный подшипниковый материал. Шатуны также имеют подшипники, вставленные между коленчатым валом и шатунами. Материал подшипника представляет собой мягкий сплав металлов, который обеспечивает сменную поверхность износа и предотвращает заедание между двумя одинаковыми металлами, то есть между коленчатым валом и шатуном. Каждый подшипник разделен на половинки, чтобы можно было собрать двигатель.В коленчатом валу просверлены масляные каналы, которые позволяют двигателю подавать масло к каждому из подшипников коленчатого вала и подшипникам шатуна, а также к самому шатуну.

Подшипник скольжения

Коленчатый вал имеет большие грузы, называемые противовесами (шатунами) , которые уравновешивают вес шатунов. Эти грузы обеспечивают равномерную (уравновешивающую) силу при вращении движущихся частей.

Смазка коленвала и подшипников

Совет 1: Противовесы коленчатого вала также называются щеками кривошипа .

Совет 2: Цельные подшипники и подшипники, разделенные на несколько частей, известны как подшипники скольжения (подшипники скольжения) .

Совет 3: Подшипники из мягкого металла имеют блестящий бело-серый цвет и иногда называются подшипниками из белого металла или подшипниками Babbitt (Babbitt был изобретателем мягкого сплава).

Дополнительная информация

https://simple.wikipedia.org/wiki/Коленчатый вал

https://en.wikipedia.org/wiki/Коленчатый вал

https://www.howacarworks.com/crankshaft

Детали двигателя: LS/LT/LSX Коленчатые валы и компоненты

CHEVROLET PERFORMANCE PARFORMANCE PARFORMANCE PARTS СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ ВЫБРОСОВ

Стандарты выбросов автотранспортных средств предназначены для достижения и поддержания качества воздуха, приносящего пользу здоровью человека и окружающей среде. Федеральное законодательство США, а также законы штатов и Канады запрещают умышленное удаление, модификацию или приведение в нерабочее состояние или принуждение кого-либо к удалению или выводу из строя или иное вмешательство в любую часть или элемент конструкции, установленные в соответствии со стандартами выбросов автотранспортных средств на автомобиле или внедорожного транспортного средства или иным образом модифицируя любую требуемую систему контроля выбросов и шума.Если в настоящем документе специально не указано иное, автомобили, оснащенные запчастями Chevrolet Performance, могут не соответствовать законам и нормам о выбросах, и их нельзя эксплуатировать на дорогах общего пользования или использовать для каких-либо других целей. Эта часть предназначена в первую очередь для использования в транспортных средствах, которые НЕ являются:

(1) «автомобилями», предназначенными для уличного использования; или

(2) внедорожники, используемые для любых целей, кроме соревнований.

Федеральные агентства США, а также органы штатов и провинций Канады имеют право налагать существенные денежные штрафы на лиц и компании, которые не соблюдают эти законы.Клиенты Chevrolet Performance несут ответственность за использование запчастей Chevrolet Performance в соответствии с применимыми федеральными, государственными/провинциальными и местными законами, положениями и постановлениями, а также за обеспечение того, чтобы модифицированные автомобили эксплуатировались в соответствии с применимыми законами. Чтобы помочь потребителям соблюдать нормы выбросов, описания продуктов во многих частях включают предупреждения и примечания, связанные с выбросами. На этой странице представлена ​​сводная информация о выбросах, которую вы можете увидеть на этом веб-сайте.

ДЕТАЛИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОЛЬКО ДЛЯ СОРЕВНОВАНИЙ

Chevrolet Performance предлагает детали, предназначенные исключительно для использования в гоночных автомобилях, которые будут использоваться только на треке или бездорожье. Под «транспортными средствами для соревнований» GM подразумевает транспортные средства, (i) используемые исключительно для соревнований, организованных и санкционированных местным или частным органом, и (ii) не предназначенные для использования на улицах или автомагистралях общего пользования. Потребителям настоятельно рекомендуется не устанавливать детали, отмеченные этим предупреждением, на автомобили, которые будут ездить по дорогам общего пользования, поскольку они не предназначены для этой цели.Описания таких деталей сопровождаются предупреждающим значком «Клетчатый флаг».

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ВЫБРОСЫ НЕ РАЗРЕШЕНЫ ДЛЯ УЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Из-за их влияния на характеристики выбросов автомобиля некоторые детали предназначены исключительно для использования в гоночных автомобилях. Предупреждающий значок «Клетчатый флаг» означает, что деталь разработана и предназначена для использования в транспортных средствах, предназначенных исключительно для соревнований: в гонках или организованных соревнованиях на трассах, отделенных от общественных улиц или автомагистралей.Установка или использование этой детали на транспортном средстве, эксплуатируемом на общественных улицах или автомагистралях, может привести к нарушению законов и правил США, Канады, штатов и провинций, касающихся выбросов автотранспортных средств.

Как проверить осевой люфт коленчатого вала K1 Technologies

Проверка и регулировка осевого люфта коленчатого вала является жизненно важным этапом сборки двигателя. Мы покажем вам, как выполнять работу в этом технологическом сегменте.

Сборка двигателя несложная, если все идет по плану.Задача изготовителя двигателя состоит в том, чтобы предвидеть проблемы до того, как они возникнут. Большая часть процесса становления успешным моторостроителем заключается в проверке всех зазоров и их индивидуальной настройке, когда они выходят за допустимые пределы.

Установив кривошип, установите основные крышки и слегка затяните болты основных крышек с крутящим моментом от 10 до 20 футо-фунтов. Затем постучать по задней части коленчатого вала вперед мягким молотком, чтобы совместить парные упорные поверхности. Теперь основную крышку тяги можно затянуть с требуемым крутящим моментом.Сделайте это как минимум в два этапа, чтобы постепенно загрузить крышку.

Коленчатые валы, как правило, являются одними из наиболее часто используемых компонентов двигателя. Один из способов свести к минимуму это злоупотребление и максимально увеличить срок службы коленчатого вала — убедиться, что все зазоры правильные. В этой статье мы рассмотрим осевой зазор или то, что часто называют осевым люфтом. Это величина зазора между упорной пластиной коленчатого вала и вертикальной поверхностью коренного упорного подшипника.

Установите магнитное основание на двигатель и установите циферблатный индикатор так, чтобы он считывал положение кривошипа. Аккуратно подденьте рукоятку до упора вперед и обнулите датчик. Кривошип должен двигаться с очень небольшим усилием, а циферблатный индикатор покажет зазор. В этом случае у нас есть только 0,002 дюйма, поэтому тягу нужно массировать.

Стоит сначала обсудить, почему важно иметь упорный подшипник. Существуют нагрузки трансмиссии, которые толкают коленчатый вал вперед.В автоматических коробках передач это может происходить из-за гидротрансформатора. Это никогда не должно превышать легкое давление вперед, но эта нагрузка существует и должна быть приспособлена.

Двигатель

Осевой люфт коленчатого вала

Зазор (дюймы)

Маленький блок Шевроле

0.003 — 0,011

Большой блок Шевроле

0,006 — 0,010

GM LS поколения III / IV

0,0015- 0,0078

302-351В Форд

0,004 — 0,008

429 – 460 Форд

0.004 – 0,008

Форд Модульный 5.0L

0,004 — 0,008

340 – 360 Мопар

0,002 — 0,007

440 Мопар

0,003 — 0,007

Mopar Gen III Hemi

0.002 – 0,011

Идеальный зазор должен быть посередине между этими минимальным и максимальным зазорами.

Тяга механической коробки передач может быть чрезмерной, если нажимные пластины создают высокие статические нагрузки. Наиболее агрессивными из них являются нажимные пластины с тремя пальцами, в которых используются внутренние винтовые пружины. Когда педаль сцепления находится в полу, основная часть нагрузки, сбрасываемой педалью сцепления, направляется вперед на коленчатый вал.Эти нажимные пластины чаще всего используются в гоночных двигателях, что объясняет, почему всегда лучше запускать двигатель с трансмиссией в нейтральном положении, чтобы кривошип вращался без нагрузки вперед. Запуск холодного двигателя (когда большая часть масла вытекла из этой области) с педалью сцепления в полу создает огромную нагрузку на упорный подшипник. Лучше всего этого избежать, запустив двигатель с нейтральной передачей.

Соедините подшипники хомутом, чтобы их можно было регулировать одновременно.Измеряем толщину зажатых упорных подшипников штангенциркулем в нескольких местах на упоре и фиксируем самое высокое место. Используя мелкозернистую наждачную бумагу и кусок класса, аккуратно отшлифуйте подшипники, пока измерения не покажут надлежащий зазор.

В этом контрольном примере мы будем использовать стальной коленчатый вал K1 в чугунном малоблочном двигателе Dart Little M с малым блоком. Всегда лучше проверить соответствие всех зазоров для нового двигателя перед окончательной установкой на случай, если потребуются модификации.Для этого применения мы предварительно собрали заднюю коренную тягу вместе с коренным подшипником номер один, вставили коленчатый вал и установили коренные крышки со слегка затянутыми шпильками.

Перед полной затяжкой основных шпилек необходимо выровнять две детали упорного подшипника. Для этого слегка ударьте по задней части кривошипа резиновым или пластиковым молотком. Это обеспечит ровность осевых поверхностей сзади, откуда будет исходить вся сила. Это обеспечивает параллельность парных подшипников.После этого основные крышки могут быть затянуты в соответствии со спецификацией.

Нам нравится использовать целый лист влажной/сухой наждачной бумаги с зернистостью от 400 до 600 с несколькими каплями легкого машинного масла, такого как Marvel Mystery Oil, для смазки процесса.

Далее вам понадобится магнитное основание и циферблатный индикатор. Выровняйте плунжер циферблатного индикатора параллельно выступу кривошипа и слегка нажмите на рукоятку назад, чтобы обнулить циферблатный индикатор. Теперь слегка толкните рукоятку вперед и прочтите величину перемещения на циферблатном индикаторе.Разные двигатели требуют разных спецификаций. Вообще говоря, удержание осевого зазора от 0,004 до 0,005 дюйма допустимо, но лучше проверить рекомендуемый зазор. Например, двигатели последних моделей предпочитают немного более узкий зазор, чтобы свести к минимуму ход тормозного колеса датчика коленвала. Мы включили диаграмму, в которой перечислены заводские размеры концевого люфта для некоторых наиболее популярных высокопроизводительных двигателей.

Всегда тщательно очищайте подшипник горячей мыльной водой, чтобы убедиться, что все абразивные частицы удалены.Мы следуем этому, очищая второй раз бумажным полотенцем и спиртом, чтобы убедиться, что подшипник чистый.

Если при сборке двигателя вы обнаружите, что зазор очень тугой, есть простой способ увеличить зазор. Общепринятая процедура заключается в том, чтобы сжать два упорных подшипника вместе с помощью хомута, убедившись, что упорные поверхности выровнены и плоские. Также убедитесь, что две половинки зажаты, когда они сидят в двигателе — их можно сориентировать неправильно, что не даст желаемых результатов.Всегда располагайте две половинки так, чтобы установочные пазы были обращены друг к другу. Затем поместите полноразмерный лист влажной/сухой наждачной бумаги с зернистостью 600 на большую пластину из листового стекла или плоской металлической пластины. Добавьте на наждачную бумагу несколько капель машинного масла, например, масла Marvel Mystery.

Во всех двигателях Ford и малоблочных двигателях LS нового поколения упорный подшипник размещается в центральной крышке, что может быть преимуществом в условиях высоких нагрузок для стабилизации коленчатого вала.

При увеличении зазора лучше всего шлифовать только переднюю сторону упорного подшипника.Таким образом, самая толстая часть будет задней стороной, где будет происходить износ. Измерьте общую ширину упорного подшипника по обеим поверхностям износа либо качественным штангенциркулем, либо микрометром. Обычно мы видим небольшую разницу в толщине, возможно, 0,001 дюйма по поверхности упорного подшипника.

Запишите этот размер и продолжайте шлифовать, пока не получите необходимый зазор. Как правило, вам может потребоваться увеличить зазор только на 0,002 или 0,003 дюйма, но вы будете удивлены тем, сколько шлифовки для этого потребуется.Некоторые производители двигателей слегка шлифуют отшлифованную поверхность наждачной бумагой с зернистостью 1000, чтобы отполировать поверхность после достижения надлежащего зазора. Конечно, необходима тщательная очистка горячей мыльной водой и губкой, а затем протирание медицинским спиртом и белым бумажным полотенцем, чтобы убедиться, что весь шлифовальный песок удален до того, как подшипник будет снова вставлен в двигатель. перепроверьте зазор.

Правильная установка балансира также относится к области ухода за упорным подшипником.Используйте подходящий инструмент, подобный этому, чтобы вдавить балансир на место. Использование молотка для переноски балансира на головку кривошипа следует рассматривать как злоупотребление упорным подшипником.

Коленчатые валы с чрезмерным осевым зазором встречаются редко, при условии, что коленчатый вал не был поврежден. В качестве альтернативы можно попробовать другого производителя подшипников, чтобы посмотреть, улучшится ли зазор, хотя это маловероятно. Единственное другое решение — отремонтировать коленчатый вал, чтобы вернуть толщину тяги к исходной толщине.Это может стоить почти столько же, сколько цена нового коленчатого вала.

Проверка и установка зазоров — это увеличение шансов на долголетие в вашу пользу. Окупаемость заключается в том, что этот двигатель запускается и работает должным образом и обеспечивает долгую, продуктивную и мощную жизнь.

Сменные коленчатые валы | Комплекты, задние коренные уплотнения, втулки – CARiD.com

Коленчатый вал превращает возвратно-поступательное движение поршней и шатунов во вращательное движение, которое приводит в движение шестерни трансмиссии, полуоси и, в конечном счете, колеса.Коленчатый вал вращается вокруг своей оси в блоке цилиндров. Шатуны прикреплены к смещенным шатунам, что позволяет преобразовывать движение. Чугун обычно используется для изготовления коленчатых валов маломощных двигателей, а кованая сталь необходима для двигателей высокой мощности.

Подшипниковые шейки обработаны на коленчатом валу, чтобы его можно было поддерживать в блоке цилиндров и прикрепить большие концы шатунов к шатунам. Коленчатый вал вращается в блоке на подшипниках скольжения, поддерживаемых тонкой пленкой масла под давлением, а шатуны таким же образом опираются на шатунные шейки кривошипа.Большинство коленчатых валов имеют противовесы, чтобы компенсировать массу узлов поршня и шатуна и поддерживать баланс двигателя.

Маховик установлен на заднем конце коленчатого вала, чтобы сгладить поток мощности и обеспечить монтажную поверхность для узла сцепления. На автомобилях с автоматической коробкой передач вместо маховика, к которому крепится гидротрансформатор, используется гибкая пластина. И маховики, и гибкие пластины имеют зубья по окружности, где зацепляется привод стартера. Виброгаситель, также называемый гармоническим балансиром, установлен на передней части коленчатого вала для гашения крутильных деформаций, возникающих в коленчатом валу во время работы двигателя.Шкивы привода вспомогательных агрегатов обычно крепятся к гасителю колебаний.

Коленчатые валы — это прочные, прецизионно изготовленные компоненты, которые при нормальном обслуживании и эксплуатации автомобиля должны служить в течение всего срока службы автомобиля. Однако небрежное техническое обслуживание может привести к попаданию грязи между шатунными шейками и подшипниками или к уменьшению расхода масла, что может привести к задирам на шейках, увеличению зазора, контакту металла с металлом и детонации двигателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.