Коленчатый вал это: то, что делает двигатель двигателем

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

Коленвал — это… Что такое Коленвал?

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала

• Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
• Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
• Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
• Передняя выходная часть вала
  (носок) — часть вала на котором крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
• Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
• Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Изготовление коленчатого вала

Выемка из блока дизельного двигателя коленчатого вала трактора

Большинство современных коленвалов изготавливают литьём из высокопрочного чугуна. Реже, если нужна большая прочность, в дизельных и некоторых мощных бензиновых двигателях применяют стальные, кованые валы.

Двигатели опытного образца, изготовляемые штучно, имеют коленчатые валы, выточенные на станке из стальной болванки, так как, несмотря на высокую стоимость такого способа производства, это обходится существенно дешевле, чем организация отливки или ковки под малую серию производства.

Полученная тем или иным способом заготовка проходит механическую обработку до номинальных размеров, после чего подвергается дополнительному упрочнению. Поверхности шеек коленчатого вала обрабатываются с помощью химического упрочнения при нагреве, а края шеек скругляются, чтобы повысить прочность и сопротивление усталостному разрушению.

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Коленчатый вал это

Как устроен коленчатый вал?

Коленчатый вал или, как его называют опытные водители и автослесари, коленвал – важная функциональная деталь автомобильного двигателя, которая имеет строгую индивидуальную форму в зависимости от модели. В данной статье мы рассмотрим, что такое коленчатый вал двигателя, какие функции он выполняет и к чему приводит эксплуатация машины с неисправным валом.

Что такое коленвал?

Коленчатый вал – это механическая деталь автомобильного двигателя, которая является промежуточным звеном-преобразователем тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию вращения колёс.

По внешнему виду он представляет собой вал из стального сплава со множеством шатунных шеек, которые между собой соединены коленной шейкой. Число шеек-колен соответствует числу цилиндров в двигателе, их расположению, форме. Шейки соединены с поршнями через шатуны, которые, двигаясь возвратно-поступательно, приводят вал в движение.

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

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

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

Для чего нужен коленчатый вал?

Двигатели внутреннего сгорания работают за счёт функционирования поршневого блока. Его принцип действия заключается в следующем:

• во время сгорания топливной смеси в цилиндре воздух расширяется с создаёт давление;
• под действие давления поршень выталкивается, совершая поступательное движение;
• благодаря соединению с шатунными шейками поступательное движение превращается во вращательное;
• энергия вращения, переданная на коленчатый вал, передаётся колёсам автомобиля, и он приводится в движение.

Таким образом, коленвал – это преобразователь одного вида механического движения в другой. Как известно, поршни в ДВС двигаются несимметрично. В то время, как одни из них совершают поступательные движения (выталкиваются из цилиндра), другие – возвратное (затягиваются обратно).

Конструкция коленчатых валов разрабатывается с предельной точностью, поэтому во время работы все цилиндры сохраняют общее вращение вала. Поэтому коленца имеют разные оси вращения.

Рабочие компоненты коленвала:

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

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

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

Для чего нужен датчик коленвала?

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ) используется в автомобилях, которые оборудованы системами электронного управления мотором. Поскольку вращение вала сказывается на работе многих функциональных блоков и систем, своевременная подача топлива в цилиндры ДВС может улучшить ездовые характеристики.

Датчик коленвала как раз отвечает за синхронизацию рабочих процессов. В различных моделях автомобилей его использование улучшает синхронизацию зажигания или топливных форсунок. Прибор передаёт на электронный блок управления данные о положении коленвала, направлении и частоте вращения.

Встречаются датчики следующих видов:

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

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

Смотрите также:

Toyota TF107

Что такое типтроник в автомобиле?

Послевоенное возрождение

Обзор жилого модуля для пикапа Lance Ttruck 650

Что понимается под тормозным путем?

Toyoda Spinning and Weaving Company

Коленчатый вал — это… Что такое Коленчатый вал?

Кривошип (красный), поршни (серые) в цилиндрах (синие) и маховик (чёрный)

Коленчатый вал — деталь (или узел деталей в случае составного вала) сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. Составная часть кривошипно-шатунного механизма (КШМ).

Основные элементы коленчатого вала

• Коренная шейка — опора вала, лежащая в коренном подшипнике, размещённом в картере двигателя.
• Шатунная шейка — опора, при помощи которой вал связывается с шатунами (для смазки шатунных подшипников имеются масляные каналы).
• Щёки — связывают коренные и шатунные шейки.
• Передняя выходная часть вала (носок) — часть вала на которой крепится зубчатое колесо или шкив отбора мощности для привода газораспределительного механизма (ГРМ) и различных вспомогательных узлов, систем и агрегатов.
• Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности.
• Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Выемка из блока дизельного двигателя коленчатого вала трактора

Материал и способы получения заготовок для коленчатых валов

Коленчатые валы изготовляют из углеродистых, хромомарганцевых, хромоникельмолибденовых, и других сталей, а также из специальных высокопрочных чугунов. Наибольшее применение находят, стали марок 45, 45Х, 45Г2, 50Г, а для тяжело нагруженных коленчатых валов дизелей — 40ХНМА, 18ХНВА и др.

Заготовки стальных коленчатых валов средних размеров в крупносерийном и массовом производстве изготовляют ковкой в закрытых штампах на молотах или прессах при этом процесс получения заготовки проходит несколько операций. После предварительной и окончательной ковки коленчатого вала в штампах производят обрезку облоя на обрезном прессе и горячую правку в штампе под молотом.

В связи с высокими требованиями механической прочности вала большое значение имеет расположение волокон материала при получении заготовки во избежание их перерезания при последующей механической обработке. Для этого применяют штампы со специальными гибочными ручьями. После штамповки перед механической обработкой, заготовки валов подвергают термической обработке — нормализация — и затем очистке от окалины травлением или обработкой на дробеметной машине.

Литые заготовки коленчатых валов изготовляют обычно из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Полученные методом прецизионного литья (в оболочковых формах) валы по сравнению со «штампованными» имеют ряд преимуществ, в том числе высокий коэффициент использования металла. В литых заготовках можно получить ряд внутренних полостей при отливке.

Припуск на обработку шеек чугунных валов составляет не более 2,5 мм на сторону при отклонениях по 5-7-му классам точности. Меньшее колебание припуска и меньшая начальная неуравновешенность благоприятно сказываются на эксплуатации инструмента и «оборудования» особенно в автоматизированном производстве.

Правку валов производят после нормализации в горячем состоянии в штампе на прессе после выемки заготовки из печи без дополнительного подогрева.

Механическая обработка коленчатых валов

Сложность конструктивной формы коленчатого вала, его недостаточная жесткость, высокие требования к точности обрабатываемых поверхностей вызывают особые требования к выбору методов базирования, закрепления и обработки вала, а также последовательности, сочетания операций и выбору оборудования. Основными базами коленчатого вала являются опорные поверхности коренных шеек. Однако далеко не на всех операциях обработки можно использовать их в качестве технологических. Поэтому в некоторых случаях технологическими базами выбирают поверхности центровых отверстий. В связи со сравнительно небольшой жесткостью вала на ряде операций при обработке его в центрах в качестве дополнительных технологических баз используют наружные поверхности предварительно обработанных шеек.

При обработке шатунных шеек, которые в соответствии с требованиями технических условий должны иметь необходимую угловую координацию, опорной технологической базой являются специально фрезерованные площадки на щеках.

См. также

• Дисбаланс
• Поршневой двигатель внутреннего сгорания
• Гидроудар

Коленвал — что это? Устройство коленчатого вала. Фото, видео

Наверное каждый автолюбитель задавался вопросом: что такое коленвал, что он из себя представляет? В данной статье мы дадим ответ на это вопрос.

Усилия, передаваемые поршнями через шатуны, воспринимает коленчатый вал. Затем они преобразуются в крутящий момент. Главные требования к коленчатому валу – это жёсткость и прочность.

Материалом изготовления коленчатого вала является сталь и высокопрочный чугун. Стальные валы куют, а чугунные выливают в изготовленные формы. Поверхности шатунных и коренных шеек обрабатывают термически, придают им прочность, а затем шлифуют.

На коленчатом валу имеется несколько шатунных и коренных шеек. Они соединены между собой щёчками, которые имеют продолжение в противоположную от шейки сторону и создают противовес. В конструкции двигателей некоторых грузовых автомобилей имеются противовесы, крепящиеся к коленчатому валу при помощи болтов. Диаметр коренных шеек всегда больше шатунных. Если посмотреть на коленчатый вал с его торца, и Вы увидите, как шатунные шейки перекрывают коренные, то это означает, что у него очень жёсткая конструкция. Двигатель, в котором поршень имеет короткий ход, сделать перекрытие шеек проще. Коленчатый вал называется полноопорным, если слева и справа от шатунной шейки расположены коренные шейки. При отсутствии с обеих сторон коренных шеек, такой вал называют неполноопорным. Его масса будет увеличенной, он может выдерживать сильные закручивающие и изгибающие нагрузки, а конструкция при этом более жёсткая.

Наибольшее распространение получили полноопорные коленчатые валы. Разборные коленчатые валы в современных двигателях внутреннего сгорания применяют редко. Сопряжение от щёчки к шейке делают по радиусу, потому что в этом месте большое количество напряжений. Образование трещин и дальнейшее разрушение в этом месте в такой конструкции сведены почти на ноль.

Тонкостенные, разъёмные вкладыши используются как подшипники скольжения в шатунных и коренных шейках. Их изготавливают из тонкой стали, на поверхность которой наносят антифрикционный сплав (баббит). С помощью особого выступа они устанавливаются в специальные канавки, что не даёт им проворачиваться в опорах коленчатого вала. Упорные подшипники скольжения удерживают коленчатый вал от осевого смещения.

Технологические отверстия (масляные каналы) просверлены внутри шеек и щёчек коленчатого вала. Моторное масло поступает всё время под давлением, потому что незначительная продолжительность работы коленчатого вала без масла приведёт к его поломке. Он не выдержит нагрузки и заклинит.

Маховик крепится к его задней части. Он выводит кривошипо — шатунный механизм из мёртвых точек, запасает и отдаёт энергию на разных тактах, а также снижает неравномерность работы двигателя в целом. Маховик изготавливают из чугуна, и он имеет форму диска. Масса у него большая. Зубчатый венец напрессован на наружную поверхность маховика. При помощи него электрический стартер при пуске передаёт движение на коленчатый вал. Если на двигателе внутреннего сгорания три и больше поршня, то рабочий ход одновременно начинается в двух или большем количестве цилиндров. Масса маховика на таких двигателях мала, а крутящий момент плавный.

Видео — изготовление коленвала

Крутильные колебания – это непрекращающееся раскручивание и закручивание коленчатого вала. Если произойдёт совпадение частот внешних сил и крутильных колебаний, то последствием этого станет резонанс, который приведёт к поломке коленчатого вала. На старых автомобилях в двигателях коленчатые валы ломались в месте сопряжения коренной шейки со щёчкой. Количество оборотов и высокая жёсткость современных коленчатых валов не подвержены пагубному влиянию резонансных частот. Однако на двигателях имеются гасители крутильных колебаний, снижающие виброактивность коленчатых валов. Шкив коленчатого вала делят на две части, заливают их резиной, центруют, и после этого за счёт внутреннего трения он будет поглощать вибрацию.

В настоящее время огромную популярность приобрели двухмассовые маховики, выполняющие роль гасителей крутильных колебаний.

Также на двигатели внутреннего сгорания устанавливают новейшие тороидные стартер – генераторы, позволяющие ему работать при максимальных нагрузках, при помощи электронного блока управления снижать вибрации и колебания, а также бесшумно производить запуск.

Коленчатый вал двигателя (коленвал): работа, устройство, вращение

Коленчатый вал или, как часто говорят автомобилисты, «коленвал» – это одна из самых значительных (и не только по размеру) и ответственных деталей современного двигателя. Он располагается в нижней части блока цилиндров, снизу его закрывает картер – поддон двигателя, заполненный моторным маслом.

Как выглядит

Как видно на фото, этот элемент имеет довольно сложную форму. Его основными составными частями являются:

• коренные шейки;
• шатунные шейки;
• щеки;
• противовесы.

Коренные (опорные) шейки служат для опоры коленвала в так называемых «постелях». В них крепятся не смещающиеся в процессе работы подшипники, обеспечивающие вращение. Поскольку на коренные шейки приходятся более значительные нагрузки, их диаметр больше, чем у шатунных.

Шатунные шейки (колена) – это опорные поверхности шатунов. С учетом порядка работы цилиндров колена смещаются относительно оси вращения на определенные углы.

Если коленчатый вал сконструирован так, что по обе стороны от каждой шатунной шейки находятся опорные, то он называется полноопорным, в противном случае – неполноопорным. В современных автомобильных двигателях наибольшее распространение имеют именно полноопорные коленвалы.

Колена соединены между собой щеками. Противовесы, являющиеся продолжениями щек в сторону противоположную колену, уравновешивают центробежные силы, возникающие при вращении. Внутри коленвала имеется масляные каналы, при помощи которых происходит смазка шатунных шеек.

Из каких материалов и как изготавливается

Материал и технология производства зависят от класса и назначения автомобиля:

1. Для стандартных серийных автомобилей коленчатый вал отливается из чугуна, этим достигается минимальная себестоимость производства.
2. Коленвал более мощных и спортивных машин кованый и изготовлен из стали. По сравнению с чугунным он обладает улучшенными характеристиками по таким параметрам, как габариты, вес и прочность.
3. Самый дорогостоящий вариант, использующийся в люксовых моделях, – коленчатый вал, выточенный из цельного куска стали.

Место перехода щек в шейки является самым нагруженным, так как здесь концентрируются максимальные напряжения. Для того чтобы разгрузить соединение, его выполняют с полукруглым переходом (галтелью). Как правило, галтели делают двойными с промежуточным технологическим пояском. Такое конструктивное решение позволяет сохранить максимальное значение активной площади шеек – поверхности, находящей под вкладышами.

Как раз по причине возникновения высоких нагрузок в соединениях, не нашел широкого применения коленчатый вал составной конструкции, в котором отдельные части соединены между собой крепежом.

Для чего необходим

При помощи кривошипно-шатунного механизма двигателя возвратно-поступательное движение поршней цилиндров двигателя переходит во вращательное движение и передается через трансмиссию к колесам автомобиля. Коленчатый вал как раз и нужен для того чтобы выполнить такое превращение. При работе каждый из поршней четырехтактного двигателя постоянно находится в одном из тактов:

• впуск;
• сжатие;
• рабочий ход;
• выпуск.

В фазе рабочего хода поршень толкает связанный с ним шатун, а тот, в свою очередь, смещает коленчатый вал. Так реализуется вращение. Следующий по порядку работы цилиндров двигателя поршень в это время сжимает горючую смесь и после ее воспламенения толкает свой шатун, в результате чего коленчатый вал непрерывно вращается.

Маховик

К заднему, если смотреть со стороны расположения ремней/цепей механизма газораспределения, концу коленвала через фланец при помощи болтов крепится маховик – массивный чугунный диск с напрессованным зубчатым венцом (см. фото). Для того чтобы маховик не смещался и не нарушалась балансировка, предусмотрены центровочные штифты или специальные болты, расположенные несимметрично. Для предотвращения утечек масла на фланец маховика устанавливается дополнительное уплотнение (сальник).

Маховик накапливает энергию, необходимую для поддержания равномерного вращения в промежутках между воспламенениями горючей смеси в цилиндрах и выводит поршни из мертвых точек (крайних верхних и нижних положений поршня в цилиндре). Зубчатый венец маховика связан с шестерней стартера. При пуске двигателя маховик проворачивается стартером, придавая валу начальное вращение. Наконец, именно через маховик на узлы и агрегаты трансмиссии передается вращательное движение.

Обычно для контроля правильности установки фаз газораспределения на маховике имеются метки, указывающие положение первого поршня в верхней мертвой точке.

Носок

В передней части коленвала, называемой «носком», устанавливается шкив или шестерня привода газораспределительного механизма, элементов системы охлаждения и других агрегатов (см. фото). Носок уплотняется кольцевой манжетой (сальником). Кроме того, с внешней стороны носка в крышке двигателя устанавливается пылеотражатель, препятствующий проникновению загрязнений в картер.

На каких шейках коленчатый вал вращается в двигателе

Размеры

Толщина коренного подшипника-вкладыша составляет около 1,5-2 миллиметров. Нужно отметить, что иногда в качестве материалов для производства этой детали может применяться другой состав – вместо меди и свинцово-оловянных сплавов используют специальные сплавы на основе алюминия.

Но стандартизация материалов для изготовления этих изделий отсутствует – каждый производитель изготавливает вкладыш по своим уникальным формулам. Единственное, что объединяет изделия между собой – это стальная лента.

Практика показывает, что используются следующие размеры слоев при производстве подшипников скольжения. Так, толщина стальной основы составляет от 0,9 миллиметра и более. Основной слой имеет толщину до 0,75 миллиметра. Слой никеля – 0,001. Слой сплава олова и свинца – 0,02-0,04 миллиметра. Оловянный слой — 0,005.

Любые сплавы, использующиеся в производстве, индивидуально подбираются для каждого мотора и рассчитываются, учитывая твердость материалов, из которых изготавливается коленчатый вал. Для повышения ресурса и работоспособности новых или ремонтных моторов рекомендуется применять только те детали, которые советует использовать производитель.

Чем тоньше коренной подшипник, тем более высокими характеристиками он обладает. Более тонкие изделия гораздо лучше лежат на постели, обладают лучшим отводом тепла, зазоры в них ниже. В современных моторах производители стараются использовать более тонкие подшипники скольжения.

Вкладыш должен быть изготовлен не только из правильно подобранных компонентов. Также очень важна и форма. Дело в том, что для правильного монтажа необходимо, чтобы подшипник имел натяг на диаметре постели коленчатого вала.

Натяг делают не только по диаметру изделия, но и по его длине. Так удается достичь отличного контакта между вкладышем-подшипником и постелью. Для валов диаметром до 40 миллиметров натяг должен составлять от 0,03 до 0,05 миллиметра. Для более крупных валов (70 миллиметров) и выше натяг составляет от 0,06 до 0,08 миллиметра.

В устройстве этой детали также имеется верхняя часть – это крышки коренных подшипников. Они фиксируются болтами или же шпильками на картере двигателя.

Производится данная деталь, а именно вкладыш, методом штамповки из стальной ленты. Штамп придает детали форму. А затем выполняется обработка торцевых частей и рабочей поверхности. Данная деталь очень точная. Допуск от номинального размера до 0,02 миллиметра на длину и до 0,005 по толщине.

Коленвал. Устройство и виды

В двигателе все детали одинаково нужны и важны. При поломке хотя бы одной запчасти весь мотор выходит из строя. Сегодня мы разберем подробно коленчатый вал, который преобразует возвратно-поступательные движения шатунов и поршней во вращательные.

Устройство

Коленвал состоит из:

Ось коленчатого вала – это коренные шейки, которые проходят ровно по центру. Шатунные шейки исполняют роль крепления и приема давления от шатунов. Шатунные шейки смещены по отношению оси вала и держатся с помощью щек.

Шатунных шеек по количеству столько же, сколько и цилиндров. Но во многих V-образных моторах на 1 шейку опираются 2 цилиндра. Так же можно встретить, когда V-образные двигатели имеют коленвал, в котором на 1 шатун рассчитана 1 шейка, но соединенные шейки тогда сдвинуты на 18 градусов по отношению друг к другу.

Что же касается щек, то они обладают несколькими функциями: соединяют шейки и являются противовесом, чтобы уравновесить шатуны и шатунные шейки. Если противовеса не было бы, то появлялась бы вибрация, а у высокооборотных ДВС, это верный признак указывающий на возможность выхода из строя мотора.

В коленчатом вале основная нагрузка распределяется на щеки и на места соединения шеек. Чтобы распределение было равномерным, данные отрезки изготавливаются галтелью – переход в виде закругленной формы от шейки к щеке.

В результате правильное расположение щек и шеек в коленвале обеспечивает эффективную работу возвратно-поступательного движения во вращательное: уравновешивает ДВС, противостоит изгибающим нагрузкам и предотвращает появление колебаний и вибраций.

Полноопорные и неполноопорные коленвалы

Коренные шейки по размеру больше шатунных, и они служат как осью, так и опорой КШМ (кривошипно-шатунного механизма). Нагрузка передается мотору от коленвала через коренные шейки, они же опираются на коренные подшипники в картере двигателя.

Коленвал делится на 2 вида по типу опоры:

1. Полноопорный. В нем шеек коренных на одну больше, чем шатунных. Коренные шейки находятся с обеих сторон шатунных шеек.
2. Неполноопорный. Коренных шеек меньше, чем шатунных, но по бокам щеки может быть 2 смещенных на конкретный угол шатунных шейки.

Простая конструкция неполноопорного коленвала, а также меньшее количество точек опоры говорит о высокой степени жесткости и прочности, соответственно и тяжести. Именно поэтому в XXI веке чаще используют полноопорные коленвалы, пусть сложнее в производстве, но на выходе легкие и надежные.

Смазка коленвала и других деталей КШМ

Смазка запчастей коленвала очень важна: для опоры коренных шеек и шатунов на шатунные шейки применяют подшипники скольжения (вкладыши), а они не могут правильно функционировать без постоянной смазки.

Чтобы масло поступало к запчастям, внутри коленчатого вала есть каналы. Благодаря давлению, смазочный материал поступает к подшипникам равномерно.

Взаимодействие коленвала совместно с другими запчастями

Нагрузка подается на коленчатый вал через шатуны, тем самым переводя в крутящий момент. Этот самый момент проходит через заднюю часть вала (хвостовик) к маховику и потом к трансмиссии. Через переднюю часть вала (носок) крутящий момент переходит на вал газораспределительного механизма и другие системы двигателя.

Зачастую на носке имеется гаситель колебаний. Это простое устройство состоит из 2 дисков, резиновой прокладки, соединительных пружин и упругого материала, такого как, например, силиконовая жидкость. Такой гаситель при работе мотора уменьшает крутильные колебания вала, что минимизирует риски повреждения.

Производство и материал

Во время работы на коленвал подается большая нагрузка. Для дизельных моторов производят цельной коленчатый вал. А вот сборные коленвалы на практике оказались несостоятельны для высокооборотных моторов, и поэтому их почти не применяют.

В качестве материала изготовления используют сталь или чугун. Коленвал из чугуна выполняют методом отливки, а из стали методом ковки или штамповки. Затем чугунные и стальные коленчатые валы механически обрабатывают, чтобы достичь нужных параметров – балансировка, чистота поверхности и т.д.

Автозапчасти для двигателя и его узлов вы найдете на нашем сайте в разделе «Категория запчастей».

Источник

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров, их порядка работы и тактов, которые выполняются цилиндропоршневой группой. В зависимости от этих факторов коленвал может быть с разным количеством шатунных шеек. Есть моторы, в которых на одну шейку воздействует нагрузка от нескольких шатунов. Примером таких агрегатов служат ДВС V-образной формы.

Даная деталь должна изготавливаться так, чтобы в процессе вращение на высоких оборотах была максимально минимизирована вибрация. В зависимости от количества шатунов и порядка образования вспышек в коленвалах могут использоваться противовесы, но также существуют и модификации без этих элементов.

Все коленчатые валы делятся на две категории:

• Полноопорные коленвалы. Количество коренных шеек увеличено на оду по сравнению с шатунными. Это обусловлено тем, что по бокам каждой шатунной шейки стоят опоры, которые также служат осью кривошипно-шатунного механизма. Такие коленвалы используются чаще всего, так как производитель может использовать облегченный материал, что влияет на КПД двигателя.
• Неполноопорные коленвалы. В таких деталях коренных шеек меньше, чем шатунных. Такие детали изготавливаются из более прочных металлов, чтобы в процессе вращения они не деформировались и не сломались. Однако такая конструкция приводит к увеличению веса самого вала. В основном такие коленчатые валы использовались в низкооборотных моторах прошлого столетия.

Полноопорная модификация показала себя более легкой и надежной, поэтому ее используют в современных ДВС.

Причины поломки

Конструктивные повреждения и износ в процессе эксплуатации – это самые распространенные причины для замены деталей. Несмотря на регулярное поступление смазки и аккуратную эксплуатацию мотора, данный процесс неизбежен. С течением времени утончается поверхность шеек, свободное пространство между ними становится больше, из-за этого коленвал приобретает свободный ход, снижается давление масла и, как следствие, его подача. Все это вызывает преждевременный выход из строя всей системы двигателя.

Прокручивание является второй причиной для проведения ремонтных работ. Многим доводилось слышать об этом или заниматься решением данной проблемы самостоятельно, но не все автовладельцы знают, из-за чего возникает такая ситуация. Вкладыши шатунные имеют тонкие пластины, которые ложатся в специальную постель. При этом небольшие выступы размещены по всей внешней поверхности полуколец, они должны соприкасаться с фронтальной частью блока, как это и происходит в новых моторах. Некоторые условия снижают сопротивляемость усиков по отношению к вкладышу, он прилипает к шейке коленвала и проворачивается. В такой ситуации работа двигателя прекращается. Стоит отметить наиболее частые причины ее развития:

• функционирование мотора сопряжено с постоянным превышением установленных нагрузок;
• смазка имеет слишком жидкую структуру;
• крышки подшипников стоят с низким натягом;
• отсутствие масла, его излишняя вязкость или же присутствие в составе абразивных соединений.

Коленчатый вал это конструкция, короче много раз изогнутая железяка

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

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

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

Большинство современных автомобильных двигателей оснащены полноопорными коленчатыми валами.

Основные элементы КВ

К основным элементам относятся:

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

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

Свободное вращение коленчатого вала гарантируют подшипники скольжения, которые представляют собой тончайшие стальные вкладыши, со специальным антифрикционным слоем.

Чтобы не допустить осевое смещение, существует упорный подшипник, устанавливаемый на коренную шейку (крайнюю или среднюю).

Материалы для изготовления

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

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

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

Материал и технология производства зависит от класса и типа автомобиля.

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

Конструктивные особенности

Теперь вы знаете, что кроме серийных, есть и спортивные коленвалы.

Они дают возможность ускорить ход поршня в крайней точке сжатия, благодаря специальной форме шатунных шеек. У стандартного вала они круглые, а у спортивного ‒ немного вытянутые, за счет этого характеристики двигателя изменяются.

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

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

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

Источник

Принцип действия коленчатого вала

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

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

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

Последовательность работ по замене коленчатого вала

1. На «венец» маховика установить фиксатор коленвала MP 1-223 (он будет препятствовать вращению коленвала). Положение А для затяжки, В — для ослабления.

2. Открутить болты крепления маховика 15, демонтировать маховик.

3. Открутить болты 13 и, вытащив установочный штифт, демонтировать колесо датчика коленвала.

4. Открутив по периметру болты 1 и 17, демонтировать прижимной передний фланец 3, передний сальник 2, промежуточную пластину 16, уплотнительную прокладку 18.

5. Раскрутить болты 10, демонтировать крышки коренных шеек, верхние половинки подшипников 7 и полукольца 8.

6. Выполнить выемку вала 6 из блока двигателя, убрать нижние части подшипников 4 и полуколец.

7. Произвести дефектовку, шлифовку, балансировку коленчатого вала. Выполнить очистку постелей коленвала и блока двигателя.

8. Установку коленчатого вала выполнить в последовательности, обратной разборке. При монтаже колеса положения коленвала выполнить контроль размера превышения установочного штифта 11 согласно со схемой проверки.

9. После монтажа коленчатого вала в блок двигателя произвести контроль биений.

Источник

Разница между коренными и шатунными вкладышами

Необходимо знать, что есть два вида вкладышей. Это шатунные и коренные. Первые находятся между шатуном и шейкой коленвала. Коренной элемент похож на первый по своему предназначению. Однако он располагается там, где коленчатый вал проходит в корпусе двигателя. Вкладыши отличаются по своим размерам. Габариты зависят от типа ДВС, для которого конкретная деталь изготовлена. Существуют и специальные ремонтные вкладыши. Они отличаются от оригинальных новых, установленных в двигателе. Ремонтные вкладыши различаются лишь отметками, кратными 0,25 мм. Так, их размеры примерно такие — 0,25 мм, 0,5 мм, 0,75 мм, 1 мм.

Как работает коленчатый вал двигателя

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

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

https://youtube.com/watch?v=Ue6cDpSOKu4

Устройство КШМ

Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из трех основных деталей:

1. Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ).
2. Шатун.
3. Коленчатый вал.

Все эти компоненты размещаются в блоке цилиндров.

Назначение ЦПГ — преобразование выделяемой при горении энергии в механическое действие – поступательное движение. Состоит ЦПГ из гильзы – неподвижной детали, посаженной в блок в блок цилиндров, и поршня, который перемещается внутри этой гильзы.

После подачи внутрь гильзы топливовоздушной смеси, она воспламеняется (от внешнего источника в бензиновых моторах и за счет высокого давления в дизелях). Воспламенение сопровождается сильным повышением давления внутри гильзы. А поскольку поршень это подвижный элемент, то возникшее давление приводит к его перемещению (по сути, газы выталкивают его из гильзы). Получается, что выделяемая при горение энергия преобразуется в поступательное движение поршня.

Для нормального сгорания смеси должны создаваться определенные условия – максимально возможная герметичность пространства перед поршнем, именуемое камерой сгорания (где происходит горение), источник воспламенения (в бензиновых моторах), подача горючей смеси и отвод продуктов горения.

Герметичность пространства обеспечивается головкой блока, которая закрывает один торец гильзы и поршневыми кольцами, посаженными на поршень. Эти кольца тоже относятся к деталям ЦПГ.

Шатун

Следующий компонент КШМ – шатун. Он предназначен для связки поршня ЦПГ и коленчатого вала и передает механических действий между ними.

Шатун представляет собой шток двутавровой формы поперечного сечения, что обеспечивает детали высокую устойчивость на изгиб. На концах штока имеются головки, благодаря которым шатун соединяется с поршнем и коленчатым валом.

По сути, головки шатуна представляют собой проушины, через которые проходят валы обеспечивающие шарнирное (подвижное) соединение всех деталей. В месте соединения шатуна с поршнем, в качестве вала выступает поршневой палец (относится к ЦПГ), который проходит через бобышки поршня и головку шатуна. Поскольку поршневой палец извлекается, то верхняя головка шатуна – неразъемная.

В месте соединения шатуна с коленвалом, в качестве вала выступают шатунные шейки последнего. Нижняя головка имеет разъемную конструкцию, что и позволяет закреплять шатун на коленчатом валу (снимаемая часть называется крышкой).

Коленчатый вал

Назначение коленчатого вала — это обеспечение второго этапа преобразования энергии. Коленвал превращает поступательное движение поршня в свое вращение. Этот элемент кривошипно-шатунного механизма имеет сложную геометрию.

Состоит коленвал из шеек – коротких цилиндрических валов, соединенных в единую конструкцию. В коленвале используется два типа шеек – коренные и шатунные. Первые расположены на одной оси, они являются опорными и предназначены для подвижного закрепления коленчатого вала в блоке цилиндров.

В блоке цилиндров коленчатый вал фиксируется специальными крышками. Для снижения трения в местах соединения коренных шеек с блоком цилиндров и шатунных с шатуном, используются подшипники трения.

Шатунные шейки расположены на определенном боковом удалении от коренных и к ним нижней головкой крепится шатун.

Коренные и шатунные шейки между собой соединяются щеками. В коленчатых валах дизелей к щекам дополнительно крепятся противовесы, предназначенные для снижения колебательных движений вала.

Шатунные шейки вместе с щеками образуют так называемый кривошип, имеющий П-образную форму, который и преобразует поступательного движения во вращение коленчатого вала. За счет удаленного расположения шатунных шеек при вращении вала они движутся по кругу, а коренные — вращаются относительно своей оси.

Количество шатунных шеек соответствует количеству цилиндров мотора, коренных же всегда на одну больше, что обеспечивает каждому кривошипу две опорных точки.

На одном из концов коленчатого вала имеется фланец для крепления маховика – массивного элемента в виде диска. Основное его назначение: накапливание кинетической энергии за счет которой осуществляется обратная работа механизма – преобразование вращения в движение поршня. На втором конце вала расположены посадочные места под шестерни привода других систем и механизмов, а также отверстие для фиксации шкива привода навесного оборудования мотора.

Из чего состоит коленчатый вал

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

Рабочие компоненты коленвала:

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

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

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

Обработка коленвала.

Коленвалы ДВС в процессе изготовления подвергаются механической и химико-термической обработкам. Так как коленчатый вал двигателей — это сложное устройство с высокой точностью, оно делается с высокими квалитетами только на заводах. Механобработка вала, в основном, понятна многим — это изменение формы по заданным параметрам.

Химическая обработка коленвалов — это закалка током высокой частоты (ТВЧ), азотирование, закалка поверхностного слоя. Изношенные азотированные валы не шлифуют, они подлежат замене. Благодаря всем этим хим и термическим обработкам повышается прочность и износоустойчивость.

Коленчатый вал это конструкция, короче много раз изогнутая железяка

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

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

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

Большинство современных автомобильных двигателей оснащены полноопорными коленчатыми валами.

Основные элементы КВ

К основным элементам относятся:

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

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

Свободное вращение коленчатого вала гарантируют подшипники скольжения, которые представляют собой тончайшие стальные вкладыши, со специальным антифрикционным слоем.

Чтобы не допустить осевое смещение, существует упорный подшипник, устанавливаемый на коренную шейку (крайнюю или среднюю).

Материалы для изготовления

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

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

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

Материал и технология производства зависит от класса и типа автомобиля.

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

Конструктивные особенности

Теперь вы знаете, что кроме серийных, есть и спортивные коленвалы.

Они дают возможность ускорить ход поршня в крайней точке сжатия, благодаря специальной форме шатунных шеек. У стандартного вала они круглые, а у спортивного ‒ немного вытянутые, за счет этого характеристики двигателя изменяются.

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

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

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

И до скорой встречи.

Предназначение коленчатого вала

Залогом движения автомобиля является поршневой механизм: в систему цилиндров подается смесь из топлива и некоторого количества воздуха, которая после воспламенения, увеличивается в объеме, что с силой выталкивает поршень. Возвратно-поступательные движения системы поршней преобразовываются коленвалом во вращательные. Затем передаются на другие детали, на коробку передач, на полуось или карданный вал.

Коленвал совершает преобразование механической энергии в крутящий момент. Он является цельным конструктивным элементом системы транспортного средства, поэтому правильнее будет назвать его деталью.

Стоимость этой детали достаточно высока из-за материала, из которого она сделана: легированная хромом или молибденом сталь. Она имеет особую прочность. А также цена зависит от расположения волокон и методики изготовления.

Способ производства и материал, из которого производится деталь, в большей мере зависит от класса автомобиля и его типа. Литой чугунный коленвал используется в серийных моделях, это позволяет уменьшить их стоимость и не выходить за пределы расчета. В спортивные авто устанавливают коленвал из стали, сделанный методом ковки.

Они значительно превосходят вышеупомянутые по габаритам, весу и прочности и все чаще используются в современной промышленности. Самые дорогие модели оснащены деталью, выточенной из цельного куска стали. На выходе получают чрезвычайно прочный материал и много отходов производства.

Деталь расположена в нижней части любого серийного двигателя, прямо над картером с моторным маслом. Он закрепляется при помощи подшипников и дополнительных упоров, которые прочно закрепляют его положение и не позволяют смещаться. Только оппозитные двигатели отличаются — коленвал расположен практически в центре.

Коленчатый вал

Устройство коленчатого вала

Коленчатый вал внешне полностью соответствует названию, так как состоит из нескольких колен, расположенных на одной оси. Колена это крупные выступы сложной формы, отлитые единым целым с валом. Колена предназначены для крепления шатунов, на которых, в свою очередь, закреплены поршни. Кроме колен у вала есть и другие элементы. Прежде всего, это шейки, то есть цилиндрические опорные «проставки» между коленами, позволяющие крепить вал в теле блока цилиндров.

Коленчатый вал в процессе эксплуатации автомобиля прирабатывается к тому двигателю, в котором он установлен. Поэтому переставлять бывший в употреблении коленвал в другой блок не рекомендуется

Плохо закрепленный вал не смог бы вращаться долго, поэтому шейки расположены по всей его длине, создавая несколько точек опоры. Опорные шейки вала позволяют ему вращаться в блоке цилиндров. Для этого шейки опираются на особые подшипники, у которых нет роликов. Эти подшипники называют коренными вкладышами. Роль шариков или роликов выполняет смазка, которая непрерывным потоком льется в пространство между ними и опорными шейками.

Коленвал

Для обеспечения проворачивания шатунов в конструкции коленвала присутствуют другие опорные шейки, которые называются шатунными. В отличие от коренных, они расположены не на одной оси с коренными шейками, а с в стороне. Коренные шейки соосны с отверстиями в нижних концах шатунов.

Каждое колено вала состоит из двух щек и одной шейки, на которой «надет» нижний конец шатуна.  Шатуны, двигаясь вверх и вниз, давят на шатунные шейки и заставляют вал вращаться. Так и осуществляется трансформация возвратно-поступательного движения во вращение.

Помимо колен с шатунными шейками коленчатый вал имеет еще и противовесы для уравновешивания остаточных масс вала. Насколько важны эти элементы, можно представить, вспомнив, что средняя скорость вращения коленчатого вала при работе двигателя примерно 3000 оборотов в минуту. Коленчатый вал – деталь сложной формы. Чтобы тяжелые колена при вращении не создавали разрушительной вибрации, каждое из них и уравновешено своим противовесом.

Хотя при производстве коленчатого вала выполняются условия высочайшей точности, минимальное биение при вращении неизбежно. Именно поэтому текущие сальники коленвала одинаковы у Запорожца и Мерседеса

Внутри тела коленчатого вала имеются специальные каналы для подачи масла к коренным и шатунным вкладышам  и специальные пустоты, закрытые пробками, для улавливания грязи и частиц износа присутствующих в масле. При помощи этой системы вал при вращении мягко скользит в точках крепления, обильно смазанных чистым моторным маслом. При ремонте коленчатого вала пробки вскрываются и выполнятся прочистка пустот и каналов подачи масла с последующей продувкой воздухом под давлением.

На переднем конце (носке) коленчатого вала при помощи фрезеровального станка вырезают шпоночный  паз для крепления звездочки привода ГРМ и шкива привода вспомогательных механизмов.

На заднем конце вала на токарном станке вытачивают фланец, в котором имеется центральное отверстие под подшипник, служащий опорой первичного вала КПП. Фланец также имеет отверстия с резьбой для крепления маховика.  

Впереди и сзади коленчатый вал уплотнен сальниками, препятствующими утечке масла в тех местах, где концы маховика выходят наружу из блока цилиндров.

Помимо двигателей внутреннего сгорания, и даже до их появления, коленчатый вал нашел применение в поршневых двигателях, компрессорах, насосах, в прессовых установках и других механизмах, где используется кривошипно-шатунный механизма.



Коленчатый вал – деталь для каждого двигателя уникальная, и переставить ее из одного двигателя в другой можно, но не рекомендовано. На каждом двигателе колена вала расположены по своему, и расположение их зависит от расположения и количества цилиндров, рабочего цикла, длины хода поршня и еще массы параметров.

Материал и изготовление коленчатого вала

Для изготовления коленчатых валов используется легированная и углеродистая сталь или высокопрочный чугун.  Для изготовления кованых коленчатых валов используют  углеродистую или легированную сталь, а для литых – высокопрочный глобулярный чугун, ковкий перлитный чугун или легированная сталь. Заготовки для валов получают либо литьем, либо горячей штамповкой.

Коленчатый вал — большая деталь с точностью производства швецарских часов

Обработка готовых заготовок механическим способом на станках состоит из ряда операций: черновая, получистовая, чистовая и доводочная. При этом точность механической обработки увеличивается благодаря применению холодной правки вала в процессе его механической обработки.

В связи со сложной конфигурацией коленчатого вала ряд операций выполняется на отдельных автоматических участках, на специальных станках. Это выполнение центровки и подрезки торцов, сверление отверстий, обработка коренных и шатунных шеек, шлифование, динамическая балансировка.

Назначение и устройство коленчатого вала – понятными словами о детали

Даже непрофессиональный механик в двух словах знает назначение и устройство коленчатого вала, так как он является очень важным конструктивным элементом двигателя внутреннего сгорания. Именно в его функции входит воспринимать возвратно-поступательные движения поршней и передавать их в виде крутящего момента вспомогательным агрегатам, а также ротору тягового генератора.

Назначение и устройство коленчатого вала – основные узлы

Зная, для чего нужен коленвал, можно утверждать, что на него в процессе работы воздействуют и крутящие, и изгибающие силы, поэтому для того чтобы он не вышел из строя раньше заданного времени, его износостойкость должна быть высокой. Именно с этой целью такие детали чаще всего изготавливают из высокопрочных легированных сталей, еще встречаются и литые коленчатые валы, изготовленные из высокопрочного чугуна и закаленные токами высокой частоты. Коленвалы бывают без противовесов и с двойным противовесом.

Расположена эта деталь непосредственно в двигателе автомобиля, и его конструкция напрямую зависит от движка. Однако, несмотря на это, в конструкциях абсолютно всех коленчатых валов наблюдается много общего. Так из чего состоит коленвал? В качестве опоры выступают коренные шейки, в основном, применяется конструкция с четырьмя опорами, но встречаются и трехопорные. В шестицилиндровых двигателях расположены валы, у которых семь опор. Для того чтобы деталь была уравновешена, необходим противовес, а если диаметры цилиндров небольшие, тогда применяется одинарный противовес. Благодаря им обеспечивается плавная работа всего двигателя.

Из чего состоит коленвал – вспомогательные механизмы

Выяснив, для чего служит коленчатый вал и какие силы на него действуют, становится понятным, почему сопряжения между щеками и шатунными шейками делаются немного закругленными, это предотвращает преждевременное разрушение. Между двумя щеками располагается шатунная шейка, которая называется коленом, ее предназначение – обеспечивать равномерность воспламенения, уравновешенность движка, минимальные изгибающие моменты и крутильные колебания.

Подшипники скольжения обеспечивают вращение шатунов и коленвала в опорах. На крайней или же средней коренной шейке устанавливается упорный подшипник скольжения, в его задачи входит предотвращение осевых перемещений детали. Учитывая количество деталей, которые должны четко работать все вместе, нетрудно догадаться, как тщательно балансируется эта деталь в процессе изготовления, но все равно иногда обнаруживается дисбаланс, правда, происходит это еще на этапе испытаний, и в продажу такой агрегат не попадет.

Как работает коленвал – взгляд изнутри

Принцип работы коленчатого вала заключается в следующем. В момент максимального удаления поршня щеки и шатун коленвала вытягиваются в одну линию. В это время в цилиндрах начинает гореть топливо, и, соответственно, выделяются горючие газы, которые перемещают поршень по направлению к коленвалу. Вместе с ним также перемещается и шатун, нижняя головка которого поворачивает относительно своей оси коленчатый вал. Как только он развернется на 180°, шатунная шейка начинает движение в обратном направлении, таким образом, перемещается и поршень.

Получается следующая картина: поршень равномерно то удаляется, то приближается к детали, крайние точки поршня называются «мертвыми», так как в этих положениях его скорость равна нулю. Таким образом, мы разобрались, как работает коленчатый вал.

Немаловажную роль играет и система смазки в детали. От общей магистрали к опорам коренных шеек обеспечивается подвод масла, которое подается под давлением. Далее по специальным каналам, расположенным в щеках, это масло подается к шатунным шейкам. Благодаря масляной пленке, повышается износостойкость данных элементов. Кроме того, благодаря давлению масла можно проверить, нуждаются ли шейки коленчатого вала в замене. Определившись, для чего нужен коленчатый вал, можно смело утверждать, что он занимает одну из ведущих позиций среди деталей двигателя.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Коленчатый вал двигателя

Коленчатый вал двигателя самый дорогой и ответственный элемент. В двигателе внутреннего сгорания он способен преобразовывать возвратно-поступательные движения поршня в крутящий момент. На него воздействуют переменные нагрузки, возникающие от давления сгорающих газов. Также на него воздействуют инерционные силы, возникающие от постоянно вращающихся масс.

Внешне коленчатый вал представляет собой конструктивный элемент, изготовленный из стали методом ковки или литья. Турбированные и дизельные двигатели имеют более прочные коленчатые валы.

Конструкция коленчатого вала

В конструкцию вала входят несколько шатунных и коренных реек, которые соединены щеками. Число коренных шеек на одну больше, чем шатунных и их диаметр несколько больше. В противоположном от шатунной рейки месте – устанавливается противовес. Он предназначен для уравновешивания и делает работу двигателя плавной.

Шатунная рейка, установленная между щеками, именуется коленом. В зависимости от количества и порядка работы цилиндров, колена располагаются соответствующим образом. Таким образом, достигается равномерная работа двигателя, своевременное воспламенение, снижение крутильных колебаний.

Шейка является опорой для соответствующего шатуна. На V-образных двигателях, коленвал имеет несколько более удлиненные шейки, на которых установлены по два шатуна, приходящиеся на левый и правый цилиндр. Часть валов оснащается спаренными шейками, которые отклонены друг от друга на 18°. Такая конструкция делает воспламенение более равномерным и носит название Split-pin.

Самая большая нагрузка приходится на то место коленчатого вала, где шейка переходит к щеке. Для снижения воздействующих на это место сил, здесь выполнена галтель – радиус закругления. Совокупность галтелей увеличивает общую длину вала, которая компенсируется углублениями в шейке и щеке.

Для вращения коленвала в опорах предусмотрены специальные подшипники скольжения. В их роли выступают тонкостенные вкладыши из стальных пластин, на которых нанесено специальное покрытие для улучшения скольжения. Для того, чтобы не допустить проворачивания вкладышей, в шейке имеется специальный выступ. Благодаря выступу вкладыши надежно фиксируются в опоре.

Чтобы исключить осевые перемещения коленчатого вала, предусмотрен упорный подшипник, расположенный в крайней коренной шейке.

Схема смазочной системы

Шейные и коренные шейки входят в систему смазки. Для их смазывания предусмотрены специальные магистрали, в которые масло подается под давлением.

С задней части коленчатого вала, именуемой хвостовиком, происходит отбор мощности. К хвостовику закрепляется маховик. С передней части коленвала находятся посадочные места, где установлена звездочка. Посредством ременной передачи коленчатый вал соединяется с распредвалом и вспомогательными компонентами. В некоторых конструкциях там же устанавливается гаситель крутильных колебаний.  Конструктивно это два диска, между которыми находится резина, пружина или силиконовая жидкость. Основная функция гасителя – поглощение возникающих во время работы двигателя вибраций.

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

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

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

Что такое коленчатый вал?

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

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

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

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

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

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

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

Работа коленчатого вала

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

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

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

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

Подробнее: Работа шатуна?

Конструкция коленчатого вала

Следующие материалы используются для изготовления коленчатого вала:

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

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

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

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

Процесс литья и ковки кривошипа

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

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

Можно использовать углеродистую сталь

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

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

Подробнее: Различные типы двигателей

Детали коленчатого вала

Основные части коленчатого вала приведены ниже:

1. Главный журнал
2. Шкив коленчатого вала
3. Масляные проходы
4. Отверстие для баланса
5. Противовес
6. Смазка коленчатого вала

1) Главный журнал

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

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

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

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

Читайте также: Различные типы двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

2) Цапфа шатуна

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

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

3) Смазка коленчатого вала

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

Читайте также: Различные типы рециркуляционных двигателей

4) Противовесы

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

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

5) Упорные шайбы

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

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

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

6) Главное масляное уплотнение

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

Читайте также: Различные типы насосов

7) Шкив коленчатого вала

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

Что приводит к выходу из строя коленчатого вала?

Ниже приведены некоторые распространенные причины повреждения коленчатого вала:

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

Каковы симптомы неисправного датчика положения коленчатого вала?

Наиболее распространенные симптомы неисправного или поврежденного коленчатого вала приведены ниже:

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

Анализ коленчатого вала ANSYS:

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

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ:

Анализ коленчатого вала из нержавеющей стали приведен ниже:

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

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

Рис. 3: Напряжение фон-промахов коленчатого вала

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

Рис. 4. Максимальная деформация

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

Рис. 5: Вал коленчатого вала Полная деформация

На рис. 5 выше показана полная деформация коленчатого вала.

Рис. 6: Максимальное напряжение сдвига

1.4273e7MPa — это максимальное напряжение сдвига в области шатунной шейки коленчатого вала, как показано на рис. 6.

Каковы причины поломки коленвала?

Наиболее частые причины поломки коленчатого вала приведены ниже:

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

Как продлить срок службы коленчатого вала?

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

Каковы причины разбалансировки коленчатого вала?

Ниже приведены важные причины разбалансировки кривошипа:

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

Как ломается коленчатый вал?

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

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

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

Что такое распредвал?

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

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

Читайте также: Работа распределительного вала

Распределительный вал против коленчатого вала

Основное различие между коленчатым валом и распределительным валом приведено ниже:

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

Применения коленчатого вала

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

Раздел часто задаваемых вопросов

Кто изобрел коленчатый вал?

Коленчатый вал был изобретен аль-Джазари в 1206.

Какие бывают типы коленчатых валов?

Коленчатый вал бывает следующих основных типов:

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

Есть ли двигатель, работающий без коленчатого вала?

Есть два типа двигателей

1. Двигатель Ванкеля
2. Поршневой двигатель

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

Коленчатый вал поворачивает распредвал?

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

У какого двигателя нет распредвала?

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

Как завести машину с неисправным датчиком коленвала?

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

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

Таким образом, если датчик коленчатого вала вашего автомобиля поврежден, вы должны заменить или отремонтировать его как можно скорее для безупречной работы двигателя.

На каком механизме работает коленчатый вал?

Коленчатый вал работает на кривошипно-шатунном механизме.

Сколько коленчатых валов в v8?

Почти 99% двигателей V8 имеют только один коленчатый вал.

Подробнее

1. Двигатели разные
2. Работа распредвала
3. Работа шатуна
4. Двухтактный двигатель
5. Четырехтактный двигатель

Что такое коленчатый вал и для чего он нужен?

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

Нет никаких сомнений в том, что коленчатый вал — это фундамент, на котором построен двигатель внутреннего сгорания.

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

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

Вот как он работает, каково его назначение и что может пойти не так с коленчатым валом.

Что такое коленчатый вал?

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

Сегодня эту работу выполняют электрические стартеры, 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, которые перемещаются вверх и вниз в цилиндрах, прикрепляются шатунами к шейкам подшипников шатуна.

Цепи подшипников шатуна стратегически расположены в шахматном порядке, поршни перемещаются в таком ритме, который уравновешивает массу двигателя во время движения.

Помните, что коленчатый вал должен быть очень прочным — он вращается сотни или тысячи раз в минуту!

Но на этом работа коленчатого вала не заканчивается.

Звездочка на передней части коленчатого вала синхронно с распределительным валом.

Эти части работают в тандеме для обеспечения плавной работы двигателя.

Как мне узнать, есть ли проблема с коленчатым валом?

Смазка невероятно важна для того, чтобы коленчатый вал оставался в хорошем состоянии.

Таким образом, если замена моторного масла не выполняется регулярно, это может вызвать износ коленчатого вала или его выход из строя.

Проблемы с коленчатым валом обычно не являются незначительными. К ним относятся:

• Детонация двигателя из-за чрезмерного износа коренной шейки коленчатого вала и подшипников шатуна
• Показания низкого давления масла из-за неаккуратных допусков
• Двигатель не запускается из-за заедания

Можно ли отремонтировать коленчатый вал?

Выход из строя коленчатого вала — серьезное дело, и даже незначительное повреждение коленчатого вала может вызвать серьезные проблемы.

В некоторых случаях выемки или царапины на шейках могут быть устранены и установлены более крупные подшипники, компенсирующие удаление материала с коленчатого вала.

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

Сколько стоит замена коленчатого вала?

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

В большинстве случаев это неотъемлемая часть ремонта двигателя.

Для большинства автомобилей стоимость коленчатого вала как отдельного компонента составляет от 400 до 800 долларов США.

Тем не менее, для опытного механика по замене коленчатого вала требуется больше, чем полный рабочий день, плюс потребуются прокладки, жидкости и другие второстепенные детали.

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

Если вам нужна замена коленчатого вала, рекомендуется попросить квалифицированного механика выполнить эту работу, чтобы убедиться, что все сделано правильно.

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

Как работает коленчатый вал — все подробности

При сгорании топлива поршень выстреливает прямо вниз по цилиндру, работа коленчатого вала заключается в преобразовании этого поступательного движения во вращение — в основном путем поворота и толкания поршня вверх по цилиндру.

Терминология коленчатого вала достаточно специализирована, поэтому мы начнем с названия нескольких частей.А журнал это часть вала, которая вращается внутри подшипника. Как видно выше, шейки коленчатого вала бывают двух типов — шеек коренные шейки образуют ось вращения коленчатого вала, а шатунные шейки закреплены на концах шатунов, доходящих до поршней.

Для дополнительной путаницы шейки шатуна сокращенно обозначаются шатунными шейками и также обычно называются шатунными шейками. шатун , или цапфы головные .Цапфы стержней соединены с главными шейками с помощью полотна .

Расстояние между центром коренной шейки и центром пальца коленчатого вала называется радиус кривошипа , также называемый ход кривошипа . Это измерение определяет диапазон хода поршня при вращении коленчатого вала — это расстояние сверху вниз известно как ход . Ход поршня будет в два раза больше радиуса кривошипа.

Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера и заканчивается фланец маховика .Этот прецизионно обработанный фланец прикреплен болтами к маховик , большая масса которого помогает сгладить пульсацию поршней, срабатывающих в разное время. Через маховик вращение передается через трансмиссию и главную передачу на колеса. В АКПП коленчатый вал прикручен к кольцевая шестерня , несущий гидротрансформатор, передавая привод на автоматическую коробку передач. В основном это мощность двигателя, и мощность передается туда, где она необходима: гребные винты для лодок и самолетов, индукционные катушки для генераторов и опорные колеса в автомобиле.

Передний конец коленчатого вала, иногда называемый носиком, представляет собой вал, выходящий за пределы картера. Этот вал будет заблокирован с зубчатым колесом, которое приводит в движение клапанный механизм через зубчатый ремень или цепь [или, в высокотехнологичных приложениях, зубчатые передачи], и шкив, который передает мощность через приводной ремень на такие аксессуары, как генератор переменного тока и водяной насос. .

Детали коленчатого вала

Основные журналы

коренные шейки или просто главные шейки зажимаются в блоке двигателя, и двигатель вращается вокруг этих шейек.Все шейки коленчатого вала будут обработаны идеально гладкими и круглыми и часто закалены. вкладыш подшипника буду сидеть. Подшипник мягче, чем шейка, и его можно заменять по мере износа, и он спроектирован так, чтобы поглощать небольшое количество загрязнений, если таковые имеются, чтобы не повредить коленчатый вал. А крышка коренного подшипника затем прикручивается к шейке болтами и затягивается с точным крутящим моментом.

[Схема главной цапфы с подшипниками и отверстиями]

Цепи движутся по масляной пленке, которая вдавливается в пространство между шейкой и подшипником через отверстие в седле коленчатого вала и соответствующее отверстие во вкладыше подшипника.При правильном давлении масла и подаче масла шейка и подшипник не должны соприкасаться.

Шатунные шейки

шатунные шейки смещены от оси вращения и прикреплены к большие концы шатунов поршней. Как ни странно, их также часто называют шатун или шейки подшипника шатуна . Подача масла под давлением проходит через наклонный масляный канал, просверленный от основной шейки.

В некоторых шатунах просверлен масляный канал, позволяющий распылять масло на стенку цилиндра. В этом случае опорные подшипники шатуна будут иметь канавку для подачи масла в шатун.

Смазка коленчатого вала

Контакт металл-металл — враг эффективного двигателя, поэтому и главные шейки, и шейки стержней движутся по масляной пленке, которая находится на поверхности подшипника.

Подать масло к коренному подшипнику скольжения очень просто: масляные каналы от блока цилиндров ведут к каждому седлу коленчатого вала, а соответствующее отверстие в корпусе подшипника позволяет этому маслу достигать шейки.

Подшипники шейки шатуна требуют такой же смазки, но они вращаются вокруг коленчатого вала со смещением. Для подачи масла к этим подшипникам масляные каналы проходят внутри коленчатого вала — через основную шейку, по диагонали через перемычку и через отверстия в шейках шатунов. Канавка в подшипнике коренной тяги позволяет маслу непрерывно продавливать масло по каналу к шейкам шатуна, чему способствует выброс центробежной силы вращающегося коленчатого вала наружу.

Зазоры между шейками и подшипниками являются основным источником давления масла в двигателе.Если зазоры слишком велики, масло вытекает свободно, а давление не поддерживается. Слишком малые зазоры вызовут высокое давление масла и риск контакта металла с металлом. Поэтому очень важно измерять зазор между подшипниками и шейками при ремонте двигателя.

Противовесы

Коленчатый вал подвержен сильным вращающим силам, а масса шатуна и поршня, движущиеся вверх и вниз, оказывает значительную силу.Противовесы отлиты как часть коленчатого вала, чтобы уравновесить эти силы. Эти противовесы обеспечивают более плавную работу двигателя и более высокие обороты.

Коленчатый вал балансируется на заводе. В этом процессе прикрепляется маховик, и вся сборка вращается на машине, которая измеряет, где он не сбалансирован. Балансировочные отверстия просверлены в противовесах для уменьшения веса. Если необходимо добавить вес, просверливается отверстие, которое затем заполняется хэви-металлом или меллори.Это повторяется до тех пор, пока коленчатый вал не будет сбалансирован.

Упорные шайбы коленчатого вала

В какой-то момент по его длине будут установлены две или более упорных шайб, чтобы предотвратить продольное перемещение коленчатого вала. На изображенном коленчатом валу с обеих сторон центральной шейки имеются упорные шайбы. Эти упорные шайбы устанавливаются между обработанными поверхностями перемычки и седла коленчатого вала, поддерживая заданный небольшой зазор и сводя к минимуму величину бокового движения, доступного для коленчатого вала.Расстояние, на которое коленчатый вал может перемещаться из конца в конец, называется его осевым люфтом, и допустимый диапазон будет указан в руководствах по обслуживанию.

В некоторых двигателях эти упорные шайбы являются частью коренных подшипников, в других, как правило, более старых типов, используются отдельные шайбы.

Основные сальники

Оба конца коленчатого вала выходят за пределы картера, поэтому необходимо предусмотреть какой-либо метод предотвращения утечки масла через эти отверстия. Это работа двух основных масляных уплотнений, одного спереди и одного сзади.

сальник задний главный устанавливается между задней главной шейкой и маховиком. Обычно это манжетное уплотнение из синтетического каучука. Прокладка вдавливается в выемку между блоком цилиндров и масляным поддоном. Уплотнение имеет фасонную кромку, которая плотно прижимается к коленчатому валу пружиной, называемой подвязкой.

Неисправное масляное уплотнение является серьезной проблемой, поскольку оно примыкает к основным шейкам, которые получают и нуждаются в хорошей подаче масла под давлением. В сочетании с вращением коленчатого вала это приводит к быстрой потере моторного масла из-за любого нарушения сальника.

сальник передний похож на задний, хотя его выход из строя менее катастрофичен, и к нему легче получить доступ. Передний сальник будет за шкивами и шестерней привода ГРМ.

Сальник сам по себе является дешевой деталью, но для доступа к нему требуется много труда по снятию трансмиссии, сцепления, маховика и, возможно, коленчатого вала. Поэтому рекомендуется заменять сальники каждый раз, когда двигатель разбирается и детали доступны.

Схемы коленчатого вала

Базовый коленчатый вал, показанный выше, от рядного 4-цилиндрового двигателя.Другие конструкции коленчатого вала будут зависеть от компоновки двигателя. Более подробно эта тема освещена в статье о компоновке двигателя. Но следует отметить, что в двигателях V-образной формы и W два шатуна могут иметь общую шейку штока. Ниже показаны некоторые типовые схемы коленчатого вала.

Коленчатый вал V6

Коленчатый вал V6 является в некотором роде специализированным, потому что он требует, чтобы шейки шатуна были разделены для поддержания равномерного интервала зажигания. Это требует, чтобы цапфы стержней были расколоты или растопырены в так называемом шплинт или цапфа разъемная дизайн.

Неисправности

Коленчатый вал, будучи очень прочным, является надежным компонентом, и поломки коленчатого вала редки, если только двигатель не работает в экстремальных условиях.

Изношенные журналы

Без достаточного давления масла шейки коленчатого вала будут контактировать с опорными поверхностями, постепенно увеличивая зазор и ухудшая давление масла. В крайнем случае это может привести к разрушению подшипников и серьезному повреждению двигателя.Если цапфы изношены до предела, предусмотренного для их использования, или если они уже не идеально круглые, их необходимо отшлифовать, как описано ниже.

Усталость

Постоянные силы, действующие на коленчатый вал, могут привести к усталостным трещинам, обычно обнаруживаемым на галтеле, где шейки соединяются со стенкой. Гладкий радиус этого галтеля имеет решающее значение для предотвращения слабых мест, ведущих к усталостным трещинам. Коленчатый вал можно проверить на наличие трещин с помощью магнафлюкс .

Модификации и апгрейды

Шлифовка коленчатого вала

Журналы изнашиваются со временем. У них может появиться шероховатая поверхность, они могут стать некруглыми или заостренными. В этих случаях их поверхность можно восстановить с помощью процесса, называемого шлифовкой коленчатого вала. Когда коленчатый вал заточен, его шейки будут уменьшаться в диаметре и поэтому увеличиваться в размерах, поэтому потребуется установка более толстых подшипников.

Коленчатые валы Stroker

Объем цилиндра можно увеличить, перемещая поршни на более длинный ход.Ход двигателя определяется радиусом кривошипа, который представляет собой расстояние между шейками шатуна и коренными шейками. Коленчатый вал с большим радиусом кривошипа будет производить более длинный ход и больший объем цилиндра — это известно как коленчатый вал с ходовым механизмом. При установке строкера потребуются более короткие шатуны. В противном случае поршни могут перемещаться в цилиндре слишком высоко, вызывая неприемлемо более высокое сжатие или удар о крышу цилиндра.

Коленчатые валы

Stroker для часто модифицируемых двигателей продаются в комплекте с более короткими шатунами и поршнями.Строкер-комплект для двигателя Mazda MX5 Miata 1.8L может преобразовать его в двигатель 2L по цене около 5500 долларов.

Офсетное шлифование

Альтернативой установке поршневого коленчатого вала является шлифовка шейки шатуна до меньшего размера со смещением — таким образом, центр шейки перемещается от осевой линии коленчатого вала. Это проиллюстрировано выше.

Видно, что при перемещении центра шейки штока радиус кривошипа был увеличен, что привело к более длинному ходу.Это специализированная обработка, и достигаемое увеличение хода будет зависеть от толщины шейки.

Как делается коленчатый вал

В большинстве серийных двигателей используется чугунный коленчатый вал, который изготавливается путем заливки расплавленного чугуна в форму. Кованые коленчатые валы используются в некоторых высокопроизводительных двигателях. Кованый коленчатый вал изготавливается путем нагревания стального блока до докрасна, а затем с использованием чрезвычайно высокого давления для придания ему формы.

После ковки или литья коленчатого вала его шейки и опорные поверхности обрабатываются идеально гладкими.Просверливаются масляные каналы или масляные каналы. Серийные двигатели обычно оставляют перемычки с их первоначальной черновой отделкой, но двигатели с высокими рабочими характеристиками обрабатывают каждую часть коленчатого вала, чтобы уменьшить сопротивление масла.

Шейки должны быть тверже, чем их подшипники, чтобы износ заменялся на подшипниках, а не на коленчатом валу, который должен служить в течение всего срока службы двигателя. Производственный процесс будет включать упрочнение этих участков посредством азотирования или термообработки.

Коленчатые валы с исключительно высокими характеристиками и нестандартными характеристиками изготавливаются из блока твердого материала, в результате чего получается коленчатый вал в виде заготовки. Производство одноразового коленчатого вала с помощью этого процесса будет стоить минимум около 3000 долларов, поэтому он предназначен для соревнований, гонок и восстановления.

ЧТО ТАКОЕ КОЛЕНВАЛ И В ЧЕМ ЕГО РАБОТАЕТ? | MTA Queensland

Коленчатый вал — это компонент двигателя, который преобразует вертикальное движение поршней во вращательное движение, необходимое для движения транспортного средства.Энергия вращающегося коленчатого вала передается через маховик и систему трансмиссии, затем через карданный вал (на автомобилях с задним приводом) или трансмиссию (на автомобили с передним приводом) и на ведущие колеса, которые приводят в движение автомобиль.

Коленчатый вал — это усиленная деталь комплекта, обычно сделанная из стали или железа, которая находится в нижней части двигателя. Он соединен с основанием поршней через шатуны, которые прикрепляются к кривошипным штифтам в точках, которые зигзагообразно смещены от осевой линии коленчатого вала.Эта установка — это то, что позволяет вертикальному движению поршней вращать коленчатый вал и создавать энергию вращения.

Хотя коленчатый вал отвечает за создание этой энергии вращения, он выполняет другие задачи. На противоположном от маховика конце коленчатого вала находится шкив, к которому крепится приводной ремень. Этот приводной ремень подпитывает движение коленчатого вала и приводит в действие различные компоненты, расположенные в передней части двигателя, включая генератор переменного тока (который обеспечивает электроэнергию при движении 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 пойти не так?

Коленчатый вал тяжелый и чрезвычайно прочный, и маловероятно, что он сломается или треснет, если на него не будут воздействовать самые экстремальные силы и давление.Однако это может произойти, и если это произойдет, автомобиль никуда не поедет и может потребоваться полный демонтаж и осмотр двигателя, возможно, даже замена двигателя,

Более вероятно, что произойдет отказ периферийных компонентов, критических для работы коленчатого вала. Эти неисправные детали также могут привести к серьезным повреждениям, но их можно отремонтировать или заменить, если проблема будет обнаружена достаточно рано.

УПЛОТНЕНИЕ КОЛЕНВАЛА: Как и для всех движущихся частей двигателя, для обеспечения плавной работы коленчатого вала требуется смазка.Если уплотнение коленчатого вала треснет или сломается, масло может вытечь, и, если его не устранить, возникающие в результате трение и нагрев могут погнуться и серьезно повредить коленчатый вал.

ГАРМОНИЧЕСКИЙ БАЛАНСИР: Этот компонент находится на конце шкива коленчатого вала и предназначен для поглощения вибрации двигателя. В случае выхода из строя возникшее в результате увеличение вибрации и тряски может привести к повреждению коленчатого вала и других прикрепленных к нему компонентов.

ДАТЧИК КОЛЕНВАЛА: 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 произвести искру для воспламенения топливно-воздушной смеси в цилиндре. Если датчик коленчатого вала неисправен, может возникнуть проблема с запуском двигателя или он может не запуститься вообще.

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

Игнорирование всех этих проблем приведет к катастрофическому повреждению двигателя. Если коленчатый вал не сбалансирован правильно, если подшипники выходят из строя или вибрация слишком велика, то повреждение может распространяться не только от коленчатого вала, но и через двигатель на шатуны, поршни, клапаны. . . короче катастрофа.

СИМПТОМЫ И РАСХОДЫ

На что следует обращать внимание, — это неравномерная работа, стук двигателя, пропуски зажигания в двигателе, низкие показания давления масла, периодическая остановка двигателя и повышенная вибрация, ощущаемая в автомобиле.Все это может указывать на проблему с системой коленчатого вала.

Если проблема в коленчатом валу, то стоимость может быть высокой. Замена коленчатого вала — это серьезный ремонт, требующий полного рабочего дня квалифицированного механика или более. Если проблема связана с периферийным компонентом, время и затраты будут меньше. Чтобы обеспечить менее дорогое решение, нельзя игнорировать упомянутые выше симптомы. Квалифицированный механик сможет диагностировать и отследить точную проблему, а также убедиться, что любой ремонт или замена произведены правильно.

9 января 2020

Автозапчасть | Что такое коленчатый вал?

При обсуждении компонентов двигателя нельзя не говорить о коленчатом вале, поскольку он является неотъемлемой частью любой модели двигателя.

Итак, что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — это часть двигателя, которая преобразует поступательное движение поршней во вращательное движение. Поршни совершают повторяющиеся линейные движения вверх и вниз, и роль коленчатого вала заключается в преобразовании этого возвратно-поступательного движения во вращение.

Шатуны соединяют поршни с валом, который, в свою очередь, приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом. Без коленчатого вала автомобиль не сдвинется ни на дюйм даже при работающем двигателе.

Какие части коленчатого вала?

Как следует из названия, коленчатый вал двигателя представляет собой вал, состоящий из шатунов, шатунов кривошипа и набора кривошипов. К другим частям относятся коренная шейка подшипника, шейка шатуна, масляные отверстия и противовесы, а также маховик, прикрепленный к концу коленчатого вала.

Давайте посмотрим, как каждая из этих частей способствует общей работе коленчатого вала.

1. Шатун — шатунная шейка, здесь крепится нижний конец шатуна. Поскольку большинство автомобильных двигателей имеют четыре или более цилиндров, шатунная шейка, следовательно, обслуживает более одного цилиндра. Например, в двигателе V6 шатунная шейка работает либо с одним, либо с двумя цилиндрами, в зависимости от конструкции. С другой стороны, в радиальном двигателе каждая шейка кривошипа обслуживает весь ряд цилиндров.
2. Шатун — он же шатун, он соединяет поршень с коленчатым валом. Рядом с кривошипом шатун преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение. Шток вращается с обоих концов и передает силы сжатия и растяжения от поршня.
3. Коренная шейка подшипника — в блоке цилиндров коленчатый вал установлен на шейках подшипников. Количество коренных цапф в двигателе зависит от его конструкции.
4. Шатун — определяет ход двигателя.В свою очередь, ход и количество цилиндров определяют рабочий объем двигателя. Радиус кривошипа можно измерить, взяв расстояние от центра шейки шатуна до шейки коренного подшипника.
5. Противовесы коленчатого вала — большинство двигателей, особенно V-образные, имеют нежелательную вибрацию, а противовесы на коленчатом валу необходимы для противодействия раскачиванию. Противовесы уравновешивают вес поршня и шатунов, выравнивают моменты и уменьшают вибрации.
6. Масляные отверстия — они снабжают маслом точки шатуна и коренных подшипников, а шейка шатуна смазывается от коренной шейки подшипника через масляный канал в коленчатом валу.

Функции коленчатого вала: как работает коленчатый вал?

Преобразует поступательное движение во вращательное

В нашем разделе открытия мы уже говорили о первичной функции коленчатого вала, а именно о преобразовании возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение в поршневом двигателе.

Вот как работает коленчатый вал:

• Части вала смещены, образуя ходы. К этим броскам прикреплены шатуны.
• Когда поршни двигаются вперед и назад, шатуны заставляют коленчатый вал вращаться и передают результирующее вращательное движение на колеса.

Без коленчатого вала возвратно-поступательное движение поршня не может быть преобразовано и передано на карданный вал.

Удерживает маховик на месте

Кроме того, коленчатый вал удерживает маховик, прикрепленный к нему с одной стороны.Маховик действует как резервуар энергии, который сглаживает эффект пульсации при вращении и помогает поддерживать постоянное возвратно-поступательное движение поршней.

Большие двигатели имеют несколько цилиндров, чтобы свести к минимуму эффект пульсации от отдельных тактов зажигания.

Приводит и связывает другие части двигателя

Помимо этого, коленчатый вал помогает управлять другими компонентами двигателя автомобиля, включая распределительный вал, масляный и водяной насосы.

Он также действует как связующее звено между двигателем и приводным валом, тем самым передавая мощность в виде кинетической энергии вращения.Другими словами, он соединяет входной и выходной корпус двигателя.

Как видно из этих функций, коленчатый вал является основным компонентом любого двигателя.

История коленчатого вала

Историческое прошлое коленчатого вала как основной вращающейся части двигателя заслуживает особого внимания. По крайней мере, так мы думаем отсюда и этот раздел.

Рассмотрим независимо друг от друга происхождение коленчатого вала и кривошипно-шатунного механизма. Вот они:

Кривошипно-шатунный механизм

Династия Хань между 202 годом до нашей эры.В 220 г. н.э. появились ручные кривошипы. Шатуны широко использовались в сельском хозяйстве и промышленности, но, что любопытно, не использовались для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное или наоборот.

Между тем, исследование Римской империи показало, что в период с 2^{-го по} -й по 6 ^-й -й века были разработаны и использовались для выполнения различных задач чудаки различных форм. В 5 ^— годах кельтиберы использовали навесную ручку ручной мельницы, которая работала как кривошип.

В средневековой Европе ранние произведения, датируемые периодом между 10 и 13 веками, изображали кривошипы, используемые во вращающихся колесах. В 15, ^и годах в арбалете использовались кривошипные реечные устройства, называемые кранкинами, для приложения большей силы. Примерно в то же время в текстильной промышленности использовались кривошипные барабаны для наматывания мотков пряжи.

Коленчатый вал

В «Книге изобретательных устройств» братья Бану Муса рассказали о нескольких гидравлических устройствах, в которых использовался автоматический кривошип.Два из этих устройств имели действие, схожее с действием коленчатого вала.

Кривошип, однако, не поддерживал полное вращение и требовал модификаций, чтобы он мог полностью работать как коленчатый вал. Арабский инженер Аль Джазари рассказал о системе кривошипа и шатуна в двух своих водоподъемных машинах, и историк Дональд Хилл признает его изобретение коленчатого вала.

На иллюстрации с весельной лодкой, сделанной итальянским врачом и изобретателем Гвидо да Виджевано, были обнаружены составные кривошипы и шестерни, которые американский историк Линн Таунсенд определила как прототип коленчатого вала.Леонардо да Винчи и голландский фермер Корнелис Корнелисзун также описали его как коленчатый вал.

Корнелис разработал ветряную пилораму, в которой использовался коленчатый вал. Коленчатый вал преобразовывал вращение ветряной мельницы в возвратно-поступательное движение, которое приводило в действие пилу, что является обратным тому, что делает коленчатый вал двигателя транспортного средства.

Когда Европа вступила в период промышленного развития, конструкции машин, в которых использовались кривошипы и шатуны, стали популярными и широко распространенными.

До 1930-х годов фонографы поставлялись с кривошипами для завода их часовых двигателей. До изобретения электростартеров для запуска двигателей внутреннего сгорания использовались ручные рукоятки.

Вот и все, ребята! Мы надеемся, что сегодня вы узнали немного больше о коленчатом валу двигателя вашего автомобиля. Чтобы найти другие статьи о запчастях, посетите нашу библиотеку. Для поиска запчастей, которые вам нужны, и которые вам сложно найти, вы можете использовать наш поиск запчастей . Его можно использовать бесплатно, попробуйте прямо сейчас!

Сэм О

Что такое коленчатый вал? — Дом

15 ноября 2019

Что такое коленчатый вал?

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

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

Типы коленчатого вала

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

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

3. Кривошипы для заготовок

Кривошипы

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

Ссылка Ссылка:

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

Типы и функции коленчатого вала — Engineering Learn

Типы и функции коленчатого вала

Что такое коленчатый вал?

Типы, функции и принцип работы коленчатого вала: — Коленчатый вал — это вращающийся вал, который используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение.Эти валы обычно используются в двигателях внутреннего сгорания для выполнения таких операций.

Обнаружено, что коленчатые валы состоят из ряда кривошипов с шатунными шейками, к которым прикреплены шатуны. Коленчатый вал включает в себя по меньшей мере один вал, который вращается внутри блока цилиндров. Он вращается с помощью коренного подшипника. Шатунные шейки вращаются между шатунами с помощью шатунных подшипников.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатые валы изготавливаются с использованием таких металлов, как чугун.Металл берут в расплавленном виде и затем заливают в форму в процессе литья, тогда как современные коленчатые валы изготавливаются из кованой стали, которая в основном используется в двигателях с некоторыми характеристиками.

Процесс изготовления коленчатого вала включает нагрев стального блока до докрасна. Когда он нагревается, его форма формируется с помощью очень высокого давления. Термическая обработка представляет собой легированную сталь или материалы из нитридной стали. Коленчатые валы также имеют поверхностную закалку.

Функция коленчатого вала

• Существует множество функций, которые обеспечивают более плавный привод двигателей с несколькими цилиндрами.
• Преобразование поступательного движения поршня во вращательное также является одной из его функций.
• Мощность вырабатывается за счет сгорания топливовоздушной смеси.
• В валу коленчатого вала просверлены отверстия, через которые в двигатель подается необходимое количество масла. Это масло в основном используется для сглаживания движений.
• Коленчатые валы также работают как несущие, так как нагрузка распределяется во время этого процесса.
• Одна из нагрузок — это сильный изгиб и скручивающее напряжение, при котором поршни соединяются с коленчатым валом через шатун.
• Следует отметить, что вращательное движение коленчатого вала постоянно ускоряется и замедляется там, где добавляются дополнительные нагрузки крутильных колебаний.

• Коленчатый вал установлен внутри блока цилиндров со следующими деталями:

1. Поршни
2. Шатуны
3. Маховик
4. Коленчатый вал

• Вторичная функция коленчатого вала — для передачи мощности другим системам двигателя:

1. фаз газораспределения
2. масляный насос
3. охлаждающий (водяной) насос
4. компрессор кондиционера
5. Генератор

штуцер коленчатого вала

Коленчатый вал через главную шейку устанавливается в блок цилиндров.Шатуны закреплены на шейках коленчатого вала. В то время как на противоположной стороне шейки шатуна коленчатый вал имеет противовесы, которые используются для компенсации внешних моментов, чтобы минимизировать внутренние моменты и, таким образом, уменьшить амплитуды вибрации и напряжения в подшипниках.

Один конец коленчатого вала соединен с маховиком, а другой конец — с зубчатой ​​передачей газораспределения. Количество основных шейек и шатунных шейек зависит от количества цилиндров и типа двигателя, например, V-образного, прямого и т. Д.

Как основная шейка, так и шейка шатуна имеют смазанные отверстия коленчатого вала или масляный канал, через который масло течет при работе двигателя. Точное место установки коленчатого вала находится на основных шейках между коленчатым валом и блоком двигателя. Их основная роль заключается в уменьшении воздействия трения через слой антифрикционного материала, который непосредственно контактирует с опорами блока двигателя.

Принцип работы коленчатого вала

Что касается многоцилиндрового двигателя, это более сложный двигатель, поскольку используется коленчатый вал, тогда как в небольшом двигателе простой конструкции вполне достаточно.Шатун кривошипа, к которому прикреплен шатун, завершает момент за два движения. Это дополнительная опорная поверхность, ось которой смещена относительно оси кривошипа. Маховик или шкив коленчатого вала устанавливается на кривошип, чтобы накапливать генерируемую энергию, которую можно использовать для дальнейшей работы. Также обнаружено, что маховик снижает характеристику пульсации четырехтактного двигателя.

Коленчатый вал установлен внутри коренного подшипника, чтобы обеспечить плавную работу двигателя без вибраций.Количество подшипников в двигателе зависит от различных факторов, таких как конструкция двигателя, количество цилиндров, конструкция коленчатого вала и т. Д. Но поскольку всегда есть как минимум два подшипника, один размещается на приводном конце, а другой на неприводной стороне. В случае, если все идет нормально, возникает редкая необходимость в замене подшипника двигателя.

Противовес используется для уменьшения изгибающей нагрузки на коленчатый вал, что также помогает двигателю не трястись при вращении механизма кривошипа.Балансировка коленчатого вала во многом зависит от противовесов. Кривошипная перемычка двигателя — это часть кривошипа между шатунной шейкой или соседними шатунными шейками и валом, которая также известна как шатун.

Типы коленчатого вала

Производятся коленчатые валы двух типов: литые и кованые. Противовесы также можно вковать непосредственно в коленчатый вал или прикрутить болтами с резьбой. Все поршни двигателя внутреннего сгорания передают свою нагрузку на коленчатый вал.Коленчатый вал должен подвергаться высоким скручивающим и изгибающим усилиям, давлениям и вибрациям. Давайте подробнее рассмотрим типы коленчатого вала:

1. Литой коленчатый вал: (Типы и функции коленчатого вала)

Они относятся к типам коленчатого вала, которые обычно используются в течение длительного времени и в основном используются в дизельных и бензиновые двигатели. Название ясно предполагает, что они сделаны из ковкого чугуна в процессе литья. Они довольно экономичны в работе, поэтому их обычно выбирают производители.

Плоский кривошип — это кривошип, в котором шейки расположены на 180 градусов от всех четырех рядных двигателей. В то время как, когда дело доходит до кривошипа с поперечной плоскостью, им нужна форма из нескольких частей, потому что шейки и противовесы не такие симметричные. Литые кривошипы закаливают в пламени, чтобы улучшить износостойкость на определенных участках.

2. Кованый коленчатый вал: (Типы и функции коленчатого вала)

Это сравнительно более прочный коленчатый вал, который чаще встречается, особенно в двигателях с более высокими нагрузками, которые входят в стандартную комплектацию некоторых двигателей 16v.Создание кованого кривошипа — это совершенно другое дело. Существуют различные наборы штампов, которые обрабатываются вместе примерно до формы кривошипа.

Эти матрицы устанавливаются в очень большом гидравлическом прессе с усилием зажима в несколько тонн. Горячий стержень из высококачественной легированной стали помещается в нижнюю матрицу, а затем матрицы закрываются. После закрытия штампов металл очень сильно сжимается, после чего материал уплотняется и выравнивается для лучшего процесса литья. Кривошипы этого типа также закаляются подобно литым трещинам, но с использованием индукционной закалки.

3. Коленчатый вал из заготовки: (Типы и функции коленчатого вала)

Коленчатый вал из заготовки — один из лучших типов кривошипа, который когда-то может быть в двигателе, который обычно используется для производства этого типа кривошипа. Обычно он содержит такие материалы, как никель, хром, алюминий и молибден среди других элементов. Эти кривошипы наиболее распространены из-за минимального времени обработки коленчатого вала. Также они требуют минимальной балансировки из-за однородного состава материала.

Лучший материал коленчатого вала

Коленчатый вал чаще всего изготавливается из таких материалов, как углеродистая сталь, никель-хром или другая легированная сталь. Легирующие элементы в углеродистой стали — марганец, хром, молибден, кремний, кобальт и ванадий. Иногда также используются алюминий и титан. Считается, что если вы выберете эти материалы для коленчатого вала, то вам вряд ли потребуется ремонт коленчатого вала или замена коленчатого вала.

Компоненты и конструкция коленчатого вала

К основным компонентам коленчатого вала относятся: (Типы и функции коленчатого вала)

• Главные шейки: Главные шейки несут основной подшипник, а также определяют ось вращения вала. .
• Шатунные штифты: Шатунные штифты — это те, которые позволяют прикрепить к нему шатун.
• Шатуны: Шатуны соединяют шейки кривошипа с главными шейками.
• Противовесы: Противовесы обеспечивают балансировку, которые устанавливаются на перемычки.

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

Смазка коленчатого вала

Смазка играет очень важную роль в эффективности двигателя, а также улучшает его рабочий механизм, который включает трение двух металлических частей. Основная цель — избежать ненужного износа коленчатого вала, коренной шейки и шейки шатуна, которые перемещаются по масляной пленке. Эта масляная пленка отвечает за прилегание к поверхности подшипника. Масло подается к коренному подшипнику через масляные каналы в блоке цилиндров, которые ведут к каждому седлу коленчатого вала и совпадают с отверстием в корпусе подшипника, по которому масло собирается в шейку.

Как работает коленчатый вал?

Коленчатый вал работает легко, это совсем не сложно. Расстояние между центральной точкой главной шейки и штифтом коленчатого вала приличное. Это расстояние называется радиусом кривошипа или ходом кривошипа. Его измерение говорит нам о диапазоне перемещения поршня при вращении коленчатого вала.

Пройденное расстояние от верха до низа называется ходом поршня, а ход поршня в два раза превышает радиус кривошипа.Задний конец коленчатого вала выходит за пределы картера, который поддерживается фланцами маховиков. Этот фланец представляет собой прецизионно обработанную деталь, которая прикручивается к маховику. Коленчатый вал обычно прикручивается к зубчатому венцу, особенно в автоматическом приводе.

Общие неисправности коленчатого вала

Очень редко возникают проблемы с коленчатым валом, только в том случае, если двигатель находится в одном из следующих экстремальных условий. Компоненты двигателей довольно надежны и прочны, но некоторые общие неисправности, упомянутые ниже, могут привести к отказу:

1.Изношенные шейки

Изношенные шейки вызваны недостаточным давлением масла. Шейки коленчатого вала непосредственно контактируют с опорными поверхностями, что постепенно увеличивает зазор и снижает давление масла. Изношенные шейки могут вызвать очень серьезные проблемы с двигателем, если их не принять во внимание. Это также может привести к разрушению подшипника и серьезному повреждению двигателя.

2. Усталость

Под усталостью понимаются постоянные силы на коленчатом валу, которые приводят к переломам.Эта проблема обычно возникает на скруглениях, где журналы и полотно соединяются вместе. Образовавшиеся трещины на коленчатом валу можно проверить с помощью магнитного наплавления. Большинство отказов стального коленчатого вала происходит из-за усталостного разрушения, которое может возникнуть при изменении поперечного сечения.

3. Отказ из-за вибрации

Всякий раз, когда двигатель работает с сильной вибрацией при крутильных колебаниях, это может привести к трещине в шатунной шейке и шейке.

4.Достаточное количество смазки

Если смазка подшипника коленчатого вала недостаточна, это может привести к полному вытиранию подшипника и выходу коленчатого вала из строя.

5. Цилиндр с избыточным давлением

Возможно, что внутри гильзы имеется гидравлическая блокировка, вызванная чрезмерным давлением на коленчатом валу или даже изгибом.

Причины несоосности коленчатого вала

• Повреждение или стирание коренного подшипника
• Ослабленный болт фундамента двигателя, приводящий к вибрации
• Деформация корпуса судна
• Трещина в опоре подшипника
• Ослабленный болт коренного подшипника, ведущий к вибрации повреждение коренного подшипника
• Коленчатый вал прилагается к высокому изгибающему моменту из-за чрезмерного усилия от узла поршня.
• Приземление судна на мель
• Взрыв или пожар картера
• Дефект или изношен подшипник кормовой трубы или промежуточного вала
• Ослабленные или сломанные штуцеры в основании
• Трещины в гнездах подшипников
• Опорная плита деформирована — повреждена поперечная балка
• Стяжка болты провисают или сломаны
• Ослабление конструкции из-за коррозии

.

No related posts.